Рассчитать отопление в частном доме: онлайн калькулятор, как рассчитать, инструкция

Тепловой расчет системы отопления — 3 эффективных способа с пошаговыми инструкциями!

Уют и комфорт жилья начинаются не с выбора мебели, отделки и внешнего вида в целом. Они начинаются с тепла, которое обеспечивает отопление. И просто приобрести для этого дорогой нагревательный котел (теплоноситель для системы отопления) и качественные радиаторы недостаточно – сначала необходимо спроектировать систему, которая будет поддерживать в доме оптимальную температуру. Но чтобы получить хороший результат, нужно понимать, что и как следует делать, какие существуют нюансы и как они влияют на процесс. В этой статье вы ознакомитесь с базовыми знаниями о данном деле – что такое калькулятор расчета давления  системы отопления, как он проводится и какие факторы на него влияют.

Тепловой расчет системы отопления

Для чего необходим тепловой расчет

Содержание статьи

• 1 Для чего необходим тепловой расчет
• 2 Исходные данные для теплового расчета системы отопления
• 3 Расчет мощности системы отопления по площади жилья
• 4 Расчет мощности системы отопления по объему жилья
  • 4. 1 Расчет  количества секций радиаторов отопления- калькулятор
  • 4.2 Видео — Мощность котла и емкость системы отопления
• 5 Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Некоторые владельцы частных домов или те, кто только собираются их возводить, интересуются тем, есть ли какой-то смысл в тепловом расчете системы отопления? Ведь речь идет о простом загородном коттедже, а не о многоквартирном доме или промышленном предприятии. Достаточно, казалось бы, только купить котел, поставить радиаторы и провести к ним трубы. С одной стороны, они частично правы – для частных домовладений расчет отопительной системы не является настолько критичным вопросом, как для производственных помещений или многоквартирных жилых комплексов. С другой стороны, существует три причины, из-за которых подобное мероприятие стоит провести. Расчет мощности газового котла отопления- калькулятор, вы можете прочитать в нашей статье.

1. Тепловой расчет существенно упрощает бюрократические процессы, связанные с газификацией частного дома.
2. Определение мощности, требуемой для отопления жилья, позволяет выбрать нагревательный котел с оптимальными характеристиками. Вы не переплатите за избыточные характеристики изделия и не будет испытывать неудобств из-за того, что котел недостаточно мощен для вашего дома.
3. Тепловой расчет позволяет более точно подобрать радиаторы, трубы, запорную арматуру и прочее оборудование для отопительной системы частного дома. И в итоге все эти довольно дорогостоящие изделия проработают столько времени, сколько заложено в их конструкции и характеристиках.

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Исходные данные для теплового расчета системы отопления

Прежде чем приступать к подсчетам и работе с данными, их необходимо получить. Здесь для тех владельцев загородных домов, которые прежде не занимались проектной деятельностью, возникает первая проблема – на какие характеристики стоит обратить свое внимание. Для вашего удобства они сведены в небольшой список, представленный ниже.

1. Площадь постройки, высота до потолков и внутренний объем.
2. Тип здания, наличие примыкающих к нему строений.
3. Материалы, использованные при возведении постройки – из чего и как сделаны пол, стены и крыша.
4. Количество окон и дверей, как они обустроены, насколько качественно утеплены.
5. Для каких целей будут использоваться те или иные части здания – где будут располагаться кухня, санузел, гостиная, спальни, а где – нежилые и технические помещения.
6. Продолжительность отопительного сезона, средний минимум температуры в этот период.
7. «Роза ветров», наличие неподалеку других строений.
8. Местность, где уже построен или только еще будет возводиться дом.
9. Предпочтительная для жильцов температура тех или иных помещений.
10. Расположение точек для подключения к водопроводу, газу и электросети.

Теплопотери в доме

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Одним из наиболее быстрых и простых для понимания способов определения мощности отопительной системы является расчет по площади помещения. Подобный метод широко применяется продавцами нагревательных котлов и радиаторов. Расчет мощности системы отопления по площади происходит в несколько простых шагов.

Возможно, Вас заинтересует информация-теплосчетчики на отопление

Шаг 1. По плану или уже возведенному зданию определяется внутренняя площадь постройки в квадратных метрах.

Шаг 2. Полученная цифра умножается на 100-150 – именно столько ватт от общей мощности отопительной системы нужно на каждый м² жилья.

Шаг 3. Затем результат умножается на 1,2 или 1,25 – это необходимо для создания запаса мощности, чтобы отопительная система была способна поддерживать комфортную температуру в доме даже в случае самых сильных морозов.

Шаг 4. Вычисляется и записывается конечная цифра – мощность системы отопления в ваттах, необходимая для обогрева того или иного жилья. В качестве примера – для поддержания комфортной температуры в частном доме площадью 120 м² потребуется примерно 15 000 Вт.

Совет! В некоторых случаях владельцы коттеджей разделяют внутреннюю площадь жилья на ту часть, которой требуется серьезный обогрев, и ту, для которой подобное излишне. Соответственно, для них применяются разные коэффициенты – к примеру, для жилых комнат это 100, а для технических помещений – 50-75.

Шаг 5. По уже определенным расчетным данным подбирается конкретная модель нагревательного котла и радиаторов.

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Следует понимать, что единственным преимуществом подобного способа теплового расчета отопительной системы является скорость и простота. При этом метод обладает множеством недостатков.

1. Отсутствие учета климата в той местности, где возводиться жилье – для Краснодара система отопления с мощностью 100 Вт на каждый квадратный метр будет явно избыточной.
   А для Крайнего Севера она может оказаться недостаточной.
2. Отсутствие учета высоты помещений, типа стен и полов, из которых они возведены – все эти характеристики серьезно влияют на уровень возможных тепловых потерь и, следовательно, на необходимую мощность отопительной системы для дома.
3. Сам способ расчета системы отопления по мощности изначально был разработан для больших производственных помещений и многоквартирных домов. Следовательно, для отдельного коттеджа он не является корректным.
4. Отсутствие учета количества окон и дверей, выходящих на улицу, а ведь каждый из подобных объектов является своеобразным «мостиком холода».

Так имеет ли смысл применять расчет системы отопления по площади? Да, но только в качестве предварительных прикидок, позволяющих получить хоть какое-то представление о вопросе. Для достижения лучших и более точных результатов следует обратиться к более сложным методикам.

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Представим следующий способ расчета мощности системы отопления – он также является довольно простым и понятным, но при этом отличается более высокой точностью конечного результата. В данном случае основой для вычислений становится не площадь помещения, а его объем. Кроме того, в расчете учитывается количество окон и дверей в здании, средний уровень морозов снаружи. Представим небольшой пример применения подобного метода – имеется дом общей площадью 80 м², комнаты в котором имеют высоту 3 м. Постройка располагается в Московской области. Всего есть 6 окон и 2 двери, выходящие наружу. Расчет мощности тепловой системы будет выглядеть так.                                                                                     «Как сделать автономное отопление в многоквартирном доме, Вы можете прочитать в нашей статье».

Шаг 1. Определяется объем здания. Это может быть сумма каждой отдельной комнаты либо общая цифра. В данном случае объем вычисляется так – 80*3=240 м³.

Шаг 2. Подсчитывается количество окон и количество дверей, выходящих на улицу. Возьмем данные из примера – 6 и 2 соответственно.

Шаг 3. Определяется коэффициент, зависящий от местности, в которой стоит дом и того, насколько там сильные морозы.

Таблица. Значения региональных коэффициентов для расчета мощности отопления по объему.

Тип зимы	Значение коэффициента	Регионы, для которых данный коэффициент применим
Теплая зима. Холода отсутствуют или очень слабы	От 0,7 до 0,9	Краснодарский край, побережье Черного моря
Умеренная зима	1,2	Средняя полоса России, Северо-Запад
Суровая зима с достаточно сильными холодами	1,5	Сибирь
Экстремально холодная зима	2,0	Чукотка, Якутия, регионы Крайнего Севера

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Так как в примере речь идет о доме, построенном в Московской области, то региональный коэффициент будет иметь значение 1,2.

Шаг 4. Для отдельно стоящих частных коттеджей определенное в первой операции значение объема здания умножается на 60. Делаем подсчет – 240*60=14 400.

Шаг 5. Затем результат вычисления предыдущего шага множится на региональный коэффициент: 14 400 * 1,2 = 17 280.

Шаг 6. Число окон в доме умножается на 100, число дверей, выходящих наружу – на 200. Результаты суммируются. Вычисления в примере выглядят следующим образом – 6*100 + 2*200 = 1000.

Шаг 7. Цифры, полученные по итогам пятого и шестого шагов, суммируются: 17 280 + 1000 = 18 280 Вт. Это и есть мощность отопительной системы, необходимая для поддержания оптимальной температуры в здании при условиях, указанных выше.

Стоит понимать, что расчет системы отопления по объему также не является абсолютно точным – в вычислениях не уделяется внимание материалу стен и пола здания и их теплоизоляционным свойствам. Также не делается поправка на естественную вентиляцию, свойственную любому дому.

Расчет  количества секций радиаторов отопления- калькулятор

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ОБЪЕМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ»

.

КОТЁЛ

Объем теплообменника котла , литров (паспортная величина)

.

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК

Объем расширительного бака, литров

.

ПРИБОРЫ ИЛИ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕНА

.

Разборные, секционные радиаторы

Тип радиатора:

— чугунные МС-140 с межосевым 500 мм — чугунные МС-140 с межосевым 300 мм — чугунные ЧМ-2 с межосевым 500 мм — чугунные ЧМ-2 с межосевым 300 мм — алюминиевые с межосевым 500 мм — алюминиевые с межосевым 350 мм — биметаллические с межосевым 500 мм — биметаллические с межосевым 350 мм

Общее количество секций

.

Неразборные радиаторы и конвекторы

Объем прибора по паспорту

Количество приборов

Теплый пол

— нет — есть

.

ТРУБЫ КОНТУРА ОТОПЛЕНИЯ (подача + обратка)

Стальные трубы ВГП

Армированные полипропиленовые трубы

Металлопластиковые трубы

.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ (теплоаккумулятор, гидрострелка, коллектор, теплобоменник и другие)

Наличие дополнительных приборов и устройств:

— нет — есть

Видео — Мощность котла и емкость системы отопления

Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Перейдем от быстрых и простых способов расчета к более сложному и точному методу, учитывающему различные факторы и характеристики жилья, для которого проектируется система отопления. Используемая формула похожа по своему принципу на ту, что использовалась для расчета по площади, но дополнена огромным количеством корректирующих коэффициентов, каждый из которых отображает тот или иной фактор или характеристику здания.

Q=1,2*100*S*К₁*К₂*К₃*К₄*К₅*К₆*К₇

Теперь разберем составляющие этой формулы по отдельности. Q – конечный результат вычислений, необходимая мощность отопительной системы. В данном случае представлен в ваттах, при желании вы можете перевести его в КВт*ч. Как рассчитать объем воды в системе отопления, Вы можете прочитать в нашей статье.

А 1,2 – это коэффициент резерва по мощности. Желательно учитывать его в ходе расчетов – тогда вы точно можете быть уверены в том, что нагревательный котел обеспечит вам комфортную температуру в доме даже в самые сильные морозы за окном.

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Цифру 100 вы могли видеть ранее – это количество ватт, необходимых для обогрева одного квадратного метра жилой комнаты. Если речь идет о нежилом помещении, кладовке и т. д. – его можно изменить в меньшую сторону. Также данная цифра нередко корректируется, исходя из личных предпочтений хозяина дома – кому-то комфортно в «натопленной» и очень теплой комнате, кому-то больше по душе прохлада поэтому печь с водяным контуром для отопления дома, возможно подойдет вам.

S – площадь комнаты. Высчитывается на основе плана постройки или уже по готовым помещениям.

Теперь перейдем непосредственно к корректирующим коэффициентам. К₁ учитывает конструкцию окон, применяющихся в той или иной комнате. Чем больше значение – тем выше потери тепла. Для самого простого одинарного стекла К₁ равен 1,27, для двойного и тройного стеклопакетов – 1 и 0,85 соответственно.

Виды стеклопакетов

К₂ учитывает фактор потерь тепловой энергии через стены здания. Значение зависит от того, из какого материала они сложены, и обладают ли слоем теплоизоляции.

Некоторые из примеров данного коэффициента приведены в следующем списке:

• кладка в два кирпича со слоем теплоизоляции 150 мм – 0,85;
• пенобетон – 1;
• кладка в два кирпича без теплоизоляции – 1,1;
• кладка в полтора кирпича без теплоизоляции – 1,5;
• стена бревенчатого сруба – 1,25;
• стена из бетона без утепления – 1,5.

Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

К₃ показывает соотношение площади окон к площади помещения. Очевидно, что чем больше их – тем выше теплопотери, так как каждое окно является «мостиком холода», и полностью этот фактор нельзя устранить даже для самых качественных тройных стеклопакетов с прекрасным утеплением. Значения данного коэффициента приведены в таблице ниже.

Таблица. Корректирующий коэффициент соотношения площади окон к площади помещения.

Соотношение площади окон к площади пола в помещении	Значение коэффициента К3
10%	0,8
20%	1,0
30%	1,2
40%	1,4
50%	1,5

По своей сути К₄ похож на региональный коэффициент, который использовался в тепловом расчете системы отопления по объему жилья. Но в данном случае он привязан не к какой-то конкретной местности, а к среднему минимуму температуры в самый холодный месяц года (обычно для этого выбирается январь). Соответственно, чем этот коэффициент выше, тем больше энергии потребуется для отопительных нужд – прогреть помещение при -10°С намного проще, чем при -25°С.

Все значения К₄ приведены ниже:

• до -10°С – 0,7;
• -10°С – 0,8;
• -15°С – 0,9;
• -20°С – 1,0;
• -25°С – 1,1;
• -30°С – 1,2;
• -35°С – 1,3;
• ниже -35°С – 1,5.

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Следующий коэффициент К₅ учитывает число стен в помещении, выходящих наружу. Если она одна – его значение равно 1, для двух – 1,2, для трех – 1,22, для четырех – 1,33.

Важно! В ситуации, когда тепловой расчет применяется для всего дома сразу, используется К₅, равный 1,33. Но значение коэффициента может уменьшиться в том случае, когда к коттеджу пристроен отапливаемый сарай или гараж.

Перейдем к двум последним корректирующим коэффициентам. К₆ учитывает то, что находится над помещением – жилой и отапливаемый этаж (0,82), утепленный чердак (0,91) или холодный чердак (1).

К₇ корректирует результаты расчета в зависимости от высоты комнаты:

• для помещения высотой 2,5 м – 1;
• 3 м – 1,05;
• 5 м – 1,1;
• 0 м – 1,15;
• 5 м – 1,2.

Совет! При расчетах также стоит обратить внимание на розу ветров в той местности, где будет располагаться дом. Если он будет постоянно находиться под воздействием северного ветра, то потребуется более мощная двухтрубная система отопления частного дома.

Результатом применения формулы, изложенной выше, станет требуемая мощность отопительного котла для частного дома. А теперь приведем пример расчета по данному способу. Исходные условия следующие.

1. Площадь помещения – 30 м². Высота – 3 м.
2. В качестве окон используются двойные стеклопакеты, их площадь относительно таковой у комнаты – 20%.
3. Тип стены – кладка в два кирпича без слоя теплоизоляции.
4. Средний минимум января для местности, где стоит дом, составляет -25°С.
5. Помещение является угловым в коттедже, следовательно, наружу выходят две стены.
6. Над комнатой – утепленный чердак.

Формула для теплового расчета мощности отопительной системы будет выглядеть следующим образом:

Q=1,2*100*30*1*1,1*1*1,1*1,2*0,91*1,02=4852 Вт

Двухтрубная схема нижней разводки системы отопления

Важно! Существенно ускорить и упростить процесс расчета системы отопления поможет специальное программное обеспечение.

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

После завершения расчетов, изложенных выше, необходимо определить, сколько радиаторов и с каким числом секций понадобится для каждого отдельного помещения. Для подсчета их количества есть простой способ.

Шаг 1. Определяется материал, из которого будут изготовлены батареи отопления в доме. Это может быть сталь, чугун, алюминий или биметаллический композит.

Шаг 2. Далее указываются места, где будут располагаться радиаторы. В большинстве помещений они находятся под окнами – там батарея создает воздушную тепловую завесу, мешающую холоду проникнуть внутрь.

Шаг 3. Подбираются модели радиаторов, подходящих владельцу частного дома по стоимости, материалу и некоторым другим характеристикам.

Шаг 4. На основании технической документации, ознакомиться с которой можно на сайте компании-производителя или продавца радиаторов, определяется, какую мощность выдает каждая отдельная секция батареи.

Шаг 5. Последний шаг – разделить мощность, требуемую на обогрев помещения, на мощность, вырабатываемую отдельной  секцией радиатора.

Мощность и теплоотдача радиаторов

На этом ознакомление с базовыми знаниями о тепловом расчете системы отопления и способах его осуществления можно считать законченным. Для получения большего объема информации желательно обратиться к специализированной литературе. Также будет не лишним ознакомиться с нормативными документами, такими как СНиП 41-01-2003.

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

СНиП 41-01-2003

Тепловой расчет системы отопления

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Теплопотери в доме

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Виды стеклопакетов

Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Двухтрубная схема нижней разводки ситемы отопления

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

Мощность и теплоотдача радиаторов

Расчет отопления частного дома, фото и примеры на сайте

При покупке или строительстве дома, а также при замене старого котла на новый возникает вопрос о расчет отопления частного дома. Современные универсальные котлы отопления, не только на дровах и угле, но и на пеллетах или газу, дают возможность не зависеть от коммунальных служб, регулировать температуру в доме по своему усмотрению, экономично обогревать помещения. Но чтобы отопительная система служила долго и исправно, нужно не только приобретать качественное оборудование, но и верно произвести расчет отопления частного дома.

Если в расчете будут неточности или даже грубые ошибки, это приведет не только к неравномерному прогреву дома, но и к преждевременному выходу оборудования из строя, а то и вовсе поломке элементов системы. Кроме того, точный расчет позволит использовать отопительную систему максимально эффективно и существенно сократить расходы на обогрев помещений.

Содержание:

1. Типы отопительных котлов — преимущества и недостатки
2. Расчет рабочих параметров системы отопления
3. Как определить, сколько секций должно быть у радиаторов отопления?
4. Радиаторы из какого материала лучше выбрать?
5. Подводя итоги

Прежде чем приступать к математическим вычислениям, нужно определиться, какой тип котла будет установлен в доме. Как правило, при выборе оборудования ориентируются на стоимость топлива, которое планируют использовать для его работы.

• Если в месте расположения дома проведен газ, то газовый котел будет удачным решением.
• Для тех, кому доступен дешевый уголь, подойдет угольный.
• Если вам выгодно приобретать пеллеты, то используйте пеллетный котел.
• Явное преимущество электрических котлов – возможность автоматической работы без вмешательства человека.

Если сложно определиться, можно взять котел, работающий на разных видах топлива, чтобы быть готовым к любому развитию событий.

На рынке представлены следующие виды отопительного оборудования:

• котлы, работающие на электричестве. Это самый дорогой вид топлива, а значит, сэкономить не выйдет. Но такие котлы автономны и безопасны. Можно оставить его работать, уехав из дома на несколько дней, если в вашем месте жительства редко отключают электричество. Для бесперебойной работы электрокотел нуждается в стабильном источнике энергии;
• газовый котел – самый экономичный вариант, ведь этот вид топлива довольно дешевый. Но использовать его могут лишь те, у кого к дому подведен газопровод. Газовые котлы отличаются высокой производительностью при небольших размерах;
• котлы, работающие на дизеле или отработанном масле, так же весьма недороги в силу доступности топлива. Основное неудобство – потребуется продумать, где будет находиться бак с топливом, который занимает немало места;
• твердотопливные котлы с автоматическим и ручным способом загрузки топливных материалов. Агрегаты, поддерживающие автоматическую подачу горючего — пеллет или топливных брикетов, могут довольно долго работать автономно, но стоят дороже.

Обратите внимание, установлен ли в котле ТЭН, благодаря ему котел будет поддерживать установленную температуру еще какое-то время после протопки.

Использование котла, который может работать сразу на нескольких видах топлива, обеспечит возможность переключаться с одного режима на другой в зависимости от обстоятельств, добиваясь тем самым оптимального прогрева помещения и экономичного расхода топлива.

Если при выборе оборудования и последующем расчете характеристик котла отопления для частного дома, у вас возникли трудности, всегда можно обратиться к консультантам «Теплодар», которые помогут подобрать оптимальное решение для вашего дома.

Расчет рабочих параметров системы отопления

После того, как был выбран тип котла, можно приступать к расчету системы отопления частного дома. Для обустройства системы отопления необходимо вычислить требуемую мощность котла и другие важные параметры. Расчет отопления для частного дома не вызовет трудностей даже у человека, который далек от вопросов теплоснабжения, поскольку выполняется он по довольно простой формуле. Нужно лишь умножить площадь отапливаемой комнаты на мощность агрегата, а произведение этих двух чисел разделить на десять.

По этой формуле можно рассчитать требуемую мощность котла, исходя из информации о площади комнат.

Важно: при определении суммарной площади комнат для расчета необходимо учитывать не только те помещения, где будут установлены радиаторы, но все помещения, которые имеют хотя бы одну внешнюю стену, соприкасающуюся с внешней средой.

То есть, чтобы просчитать систему обогрева, нужно сложить площади комнат с внешними стенами и добавить небольшой запас мощности к полученному результату. Второй параметр, нужный для расчетов, – это поправка на особенности климата. Ее высчитывают, исходя из того, в каком регионе и, соответственно, климатической зоне находится отапливаемый дом. Так, для центральных регионов с довольно мягкими зимами коэффициент климатической мощности составит 1,3 – 1,6 кВт, для южных и того меньше – 0,8 – 0,95 кВт, а вот для северных – 1,6 – 2,2 кВт.

Зная площадь всех комнат с внешними стенами и коэффициент климатической мощности, можно выполнить расчет. Допустим, общая площадь комнат в нашем доме составляет 100 м², а расположен он в зоне с умеренным климатом:

Nk=100 × 1,3 / 10=13 кВт

Значит, нам потребуется котел мощностью в 15-16 кВт. Небольшой запас мощности закладывают на случай увеличения площади дома за счет пристроек или для особенно «суровой» зимы.

Если вы сомневаетесь в точности расчетов, то всегда можете подобрать котел, обратившись к менеджерам компании «Теплодар». Достаточно лишь назвать площадь помещения, вид топлива и дополнительные функции, и специалист подберет для вас варианты, подходящие под эти требования. Также можно ограничить подборку по цене.

Как определить, сколько секций должно быть у радиаторов отопления?

Помимо определения мощности котла, расчет отопительной системы включает также вычисление оптимального количества секций у батарей отопления. Без этой информации можно ошибиться с покупкой, и тогда даже самый мощный котел не справится со своими задачами.

Но не стоит пугаться: посчитать, сколько секций необходимо, еще проще, чем вычислить мощность котла. Нужно лишь взять площадь комнаты, где планируется установить батарею, умножить эту цифру на сто. А потом разделить на мощность одной батареи отопления.

Поскольку, как правило, одна батарея отапливает только одну комнату, складывать площадь всех жилых помещений не потребуется. Исключением может стать ситуация, когда комната, где будет установлена батарея, соседствует с другой неотапливаемой комнатой. Тогда для вычисления количества секций нужно использовать их суммарную площадь.

Почему площадь нужно делить на сто? Это число появилось в формуле благодаря требованиям СНиПов, где указано, что на каждый квадратный метр площади жилого помещения необходимо 100 Вт мощности.

Мощность секции радиатора — параметр индивидуальный. Он зависит от того, из какого материала выполнен конкретный радиатор. Если информации о радиаторе нет, либо владелец дома пока не определился с выбором, можно использовать для расчета значение в 200 Вт, это среднестатистическая мощность, которой обладает одна секция большинства современных радиаторов отопления.

Имея все перечисленные выше данные, можно приступать к подбору батарей. Допустим, нам необходимо рассчитать радиатор для гостиной площадью в 25 м², а мощность секции приглянувшегося радиатора — 180 Вт. Считаем:

n=25 × 100|180=13,88=14

То есть нам понадобится радиатор с четырнадцатью секциями. Если в продаже отсутствуют подобные модели, то можно выбрать батарею с максимально близким числом секций, но в большую сторону. Большее количество секций необходимо для запаса мощности.

Важно: если комната, где будет размещен радиатор, угловая, либо расположена в торце здания, в расчете необходимо использовать коэффициент 1,2. На него нужно умножить получившееся число. То есть в нашем случае для угловой комнаты следует выбирать батарею с семнадцатью секциями.

Радиаторы из какого материала лучше выбрать?

От материалов, применяемых при изготовлении батареи отопления, зависит не только стоимость обустройства отопительного контура дома, но и конструктивные характеристики системы отопления.

1. Самый доступный вариант – это батареи из стали. Они дешевы, но имеют небольшую мощность, поэтому плохо справляются с прогревом просторных помещений.
2. Чугунные батареи долговечны и надежны в эксплуатации. Кроме того, они служат украшениям интерьера, благодаря своему эстетичному внешнему виду. Батареи из чугуна – отличный выбор, если у вашего дома кирпичные стены. А вот стены деревянного или шлакоблочного строения могут не справиться с нагрузкой: такие радиаторы очень тяжелые.
3. Также в продаже можно встретить алюминиевые и биметаллические радиаторы. Батареи из алюминия – не лучший вариант в многоквартирных домах, так как они подвержены преждевременному износу из-за низкого качества теплоносителя в системе. Но в загородном доме такие радиаторы будут служить долго. Главное – использовать только чистую воду.
4. При покупке радиатора стоит обратить внимание на анодированные модели, которые имеют повышенную защиту от коррозии, такие радиаторы стоят дороже, но имеют более долгий срок службы. Срок эксплуатации может достигать 30-ти лет, а значит, не придется тратиться на новые батареи и ремонтные работы в ближайшем будущем.

Широкий выбор радиаторов самых разных моделей позволит не только купить батарею с нужным количеством секций, но и подобрать прибор отопления, который максимально впишется в интерьер комнаты.

Подводя итоги

Для того чтобы в доме всегда царила атмосфера уюта и тепла, не стоит пренебрегать тщательным расчетом параметров системы отопления и экономить на котле или радиаторах. Приобретая качественное оборудование, вы сможете сэкономить на отоплении, что окупит изначальные вложения с лихвой. При выборе отопительного котла следует руководствоваться тем, какой вид топлива доступен в населенном пункте, где находится дом. Чтобы быть готовым к любым непредвиденным ситуациям, лучше выбрать котел, который можно переоборудовать для работы на другом виде топлива. Так, твердотопливные котлы «Теплодар» можно без дополнительных слесарных работ оснастить газовой или пеллетной горелкой.

Используя полученные из статьи знания, вы можете легко и быстро выполнить расчет отопительного контура и на основании полученных данных выбрать радиатор и батареи отопления. Эта простая формула для расчетов подойдет как для жилых помещений, так и для гаражей, придомовых построек и даже технических помещений и магазинов.

Расчёт системы отопления для частного дома 65 кв.м — цена, монтаж под ключ в компании Zimahot Тула

65 м² 3 344 ₽/м² 3-5 дней 1 этаж, отопление газовый котёл + радиаторы отопления

Расчет по бюджету

Основное оборудование

Газовый котел PROTHERM ГЕПАРД 12	1 шт	49 990 ₽
Радиатор RIFAR Alum 500 Х 10 секций	3 шт	33 480 ₽
Радиатор RIFAR Alum 500 Х 8 секций	4 шт	18 900 ₽
Радиатор RIFAR Alum 500 Х 12 секций	1 шт	13 392 ₽
Радиатор RIFAR Alum 500 Х 6 секций	1 шт	6 800 ₽
Итого: 122 562 ₽

Монтаж

Монтаж отопительного прибора (установка на подготовленную поверхность, обвязка)	9 шт	27 000 ₽
Прокладка трубопровода	78 м	7 800 ₽
Монтаж настенного котла (установка, обвязка котла по водяной части)	1 шт	7 000 ₽
Транспортные расходы	1 шт	5 000 ₽
Пробивка отверстий в стенах и полах	12 шт	3 000 ₽
Пробивка отверстий под дымоход	1 шт	3 000 ₽
Монтаж полотенцесушителя (установка на подготовленную поверхность, обвязка)	1 шт	3 000 ₽
Расходные материалы (саморезы, дюбеля, сверла, лен, паста упл. , и т.д.)	1 шт	2 500 ₽
Опрессовка системы отопления воздухом	1 шт	1 000 ₽
Заполнение системы теплоносителем — водой	1 шт	1 000 ₽
Итого: 60 300 ₽

Трубы, краны, крепёж

Труба 25*4.2 ALUMINIUM PN25 (VALFEX) БЕЛАЯ (100)	55 м	7 755 ₽
ITAP Запорный клапан угловой, мод. 396 Ду 1/2″	12 шт	7 608 ₽
ITAP Ручной вентиль угловой, мод. 394 Ду 1/2″	10 шт	6 650 ₽
Комплект для монтажа радиаторов без кронштейнов 1/2″ VALFEX (40)	9 шт	2 520 ₽
STOUT Кран шаровой с накидной гайкой, ВР/накидная гайка, ручка бабочка 3/4×3/4(SVB-0009-000020)	3 шт	2 442 ₽
Труба 20*3. 4 ALUMINIUM PN25 (VALFEX) БЕЛАЯ (140)	23 м	2 277 ₽
Муфта комбинированная с НР 20*1/2 (VALFEX) БЕЛАЯ (150/30)	22 шт	1 496 ₽
STOUT Кран шаровой с накидной гайкой, ВР/накидная гайка, ручка бабочка 1/2×1/2	2 шт	1 430 ₽
Кронштейн для РАДИАТОРА универсальный угловой(907V210)	36 шт	1 152 ₽
VT.430.N.04 VALTEC Кран дренажный со сливной пробкой 1/2	2 шт	1 148 ₽
Итого: 34 478 ₽

Задайте вопрос

и мы вам ответим!

Ваше имя

Ваш телефон

Ваш вопрос

Я даю своё согласие на обработку персональных данных

Расчет теплопотерь частного дома с примерами

!

Запрос, в комментарии пишите комментарии, дополнения.

!

Дом теряет тепло через ограждающие конструкции (стены, окна, крышу, фундамент), вентиляцию и водоотведение. Через ограждающие конструкции идут основные потери тепла – 60–90 % всех теплопотерь.

Расчет теплопотерь дома нужен, как минимум, для того, чтобы правильно выбрать котел. Также можно прикинуть, сколько денег уйдет на отопление в планируемом доме. Вот пример расчета для газового котла и электрического. Также можно, благодаря расчетам, проанализировать финансовую эффективность утепления, т.е. понять, окупятся ли затраты на монтаж утепления экономией топлива в течение срока службы утеплителя.

Теплопотери через ограждающие конструкции

Приведу пример расчета наружных стен двухэтажного дома.

1) Рассчитываем сопротивление теплопередаче стены, разделив толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из теплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°С), то 0,5 делим на 0,16: 0,5 м/0,16 Вт/(м×°С) = 3,125 м2 × °С/Вт Коэффициенты теплопроводности строительных материалов можно посмотреть здесь.

2) Рассчитываем общую площадь наружных стен. Вот упрощенный пример квадратного дома: (ширина 10 м x высота 7 м x 4 стороны) — (16 окон x 2,5 м2) = 280 м2 — 40 м2 = 240 м2

3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, за счет чего получают потери тепла с одного квадратного метра стены на один градус перепада температур. 1 / 3,125 м2 × °С/Вт = 0,32 Вт/м2 × °С

4) Рассчитываем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25 °С, а снаружи –15 °С, то разница составляет 40 °С. 0,32 Вт/м2 × °С × 240 м2 × 40 °С = 3072 Вт Это число это теплопотери стен. Тепловые потери измеряются в ваттах, т.е. это мощность тепловых потерь.

5) В киловатт-часах удобнее понимать значение тепловых потерь. За 1 час через наши стены проходит тепловая энергия при разнице температур 40°С: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт × ч Потребляется энергии за 24 часа: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт × ч

Понятно, что в отопительный период погода разная, т. е. разница температур все время меняется. Поэтому для расчета теплопотерь за весь отопительный период необходимо в пункте 4 умножить на среднюю разницу температур за все дни отопительного периода.
Например, за 7 месяцев отопительного периода средняя разница температур в помещении и на улице составила 28 градусов, значит потери тепла через стены за эти 7 месяцев в киловатт-часах:

0,32 Вт/м2×°С × 240 м² × 28 °C × 7 месяцев × 30 дней × 24 ч = 10838016 Вт × ч = 10838 кВт × ч

Цифра вполне «осязаемая». Например, если бы отопление было электрическим, то можно рассчитать, сколько денег ушло бы на отопление, умножив полученное число на стоимость кВтч. Подсчитать, сколько денег было потрачено на отопление газом, можно, рассчитав стоимость кВтч энергии от газового котла. Для этого нужно знать стоимость газа, теплоту сгорания газа и КПД котла.

Кстати, в последнем расчете вместо средней разницы температур, количества месяцев и дней (но не часов, оставляем часы) можно было использовать градусо-сутки отопительного периода — ГСОП , некоторая информация о GSOP находится здесь. Можно найти уже рассчитанные ГСОП для разных городов России и умножить теплопотери с одного квадратного метра на площадь стен, на эти ГСОП и на сутки, получив теплопотери в кВт*ч.

Аналогично стенам нужно рассчитать значения теплопотерь для окон, входной двери, крыши, фундамента. Затем все складываем и получаем величину теплопотерь через все ограждающие конструкции. Для окон, кстати, толщину и теплопроводность узнавать не надо, обычно уже есть готовая теплостойкость передача стеклопакета рассчитывается производителем. Для пола (в случае плитного фундамента) перепад температур не будет слишком большим, грунт под домом не такой холодный, как наружный воздух.

Методика оценки теплопотерь дома

Ориентировочные места протечек определяются путем снятия тепловой карты на специализированном оборудовании. Расчет может производиться как для существующего здания, так и для нового дома. Профессионалы используют сложные методы расчета с учетом особенностей конвекционного отопления и других факторов. Как правило, вполне достаточно воспользоваться упрощенным калькулятором теплопотерь на специализированном интернет-сайте.

Типовые методы расчета:

• по усредненным значениям для конкретного региона;
• суммирование теплопотерь основных элементов (стен, полов, крыш) с добавлением данных по дверным и оконным блокам, вентиляции;
• Расчет параметров каждой комнаты.

Теплопотери через вентиляцию

Примерный объем доступного воздуха в доме (объем внутренних стен и мебели не учитываю):

10 м х 10 м х 7 м = 700 м3

Плотность воздуха при температуре +20°С 1,2047 кг/м3. Удельная теплоемкость воздуха 1,005 кДж/(кг×°С). Масса воздуха в доме:

700 м3 × 1,2047 кг/м3 = 843,29 кг

Допустим, весь воздух в доме меняется 5 раз в сутки (это примерное число). При средней разнице между внутренней и наружной температурами 28 °С за весь отопительный период на обогрев поступающего холодного воздуха в среднем за сутки будет израсходована тепловая энергия:

5 × 28 °С × 843,29кг × 1,005 кДж/(кг × °С) = 118 650,903 кДж

118 650,903 кДж = 32,96 кВтч (1 кВтч = 3600 кДж)

в отопительный сезон при пятикратном воздухообмене дом через вентиляцию будет терять в среднем 32,96 кВтч тепловой энергии в сутки. За 7 месяцев отопительного периода потери энергии составят:

7 х 30 х 32,96 кВтч = 6921,6 кВтч

Факторы, влияющие на потери тепла

Процессы теплового типа прекрасно коррелируют с электрическими — в качестве напряжения будет выступать разница температур , а тепловой поток можно рассматривать как силу тока, и даже термин для сопротивления придумывать не надо. Полностью справедлива и концепция наименьшего сопротивления, проявляющаяся в теплотехнике в виде мостиков холода. Если рассматривать произвольный материал в разрезе, то достаточно просто задать путь теплового потока как на макроуровне, так и на микроуровне. В качестве первой модели возьмем бетонную стену, в которой в силу технологической необходимости выполнены сквозные крепления стальными стержнями произвольного сечения.

Сталь способна проводить тепло несколько лучше, чем бетон, поэтому можно выделить 3 основных тепловых потока:

• 
  Сквозь бетон.
• Сквозные стержни из стали.
• От остальных стержней до бетона.

Наиболее интересна последняя модель теплового потока. Поскольку стальной стержень нагревается быстрее, между материалами ближе к внешней стороне стен существует разница температур. Таким образом, сталь способна не только сама по себе «выкачивать» тепло наружу, но и увеличивать теплопроводность прилегающего к ней бетона. В пористой среде тепловые процессы протекают аналогично. Почти все строительные материалы состоят из разветвленной паутины твердого вещества, а пространство между ними заполнено воздухом. Таким образом, основным проводником тепла будет служить плотный и твердый материал, но из-за сложности конструкции путь, по которому распространяется тепло, будет больше поперечного сечения. Итак, второй фактор, определяющий термическое сопротивление, заключается в том, что каждый слой неоднороден и имеет ограждающую конструкцию в целом.

Третьим фактором, влияющим на теплопроводность, является то, что мы называем накоплением влаги внутри пор. Вода имеет тепловое сопротивление в 25 раз меньше, чем воздух, и если она заполняет поры, то и в целом теплопроводность материал станет даже выше, чем если бы пор вообще не было. При замерзании воды ситуация станет еще хуже – теплопроводность может возрасти до 80 раз, а источником влаги обычно является воздух внутри помещения и атмосферные осадки. Итак, тремя основными способами борьбы с этим явлением будет наружная гидроизоляция стен, применение парозащиты и расчет влагоаккумуляции, который необходимо вести параллельно с прогнозированием теплопотерь.

Дифференцированные схемы расчетов

Простейшим методом установления величины теплопотерь в здании будет полное суммирование значений тепловых потоков через конструкции, которыми будет оборудовано здание. Этот метод полностью учитывает различие в строении различных материалов, а также специфику теплового потока через них, а также в узлах примыкания одной плоскости к другой. Такой подход к расчету тепловых потерь дома значительно упростит задачу, ведь разные конструкции ограждающего типа могут существенно отличаться по конструкции систем теплозащиты. получается, что при отдельном исследовании будет проще определить величину тепловых потерь,

потому что для этого есть разные методики расчета:

1. Для стен величина утечки тепла будет равна общей площади, которая умножается на отношение разности температур к сопротивлению. При этом следует учитывать ориентацию стен по сторонам света для учета прогрева в дневное время, а также продувки конструкций строительного типа.
2. Для перекрытия метод тот же, но будет учитываться наличие чердачного помещения и режим использования. Даже для комнатной температуры можно применить значение на 4 градуса выше, и расчетная влажность тоже будет выше на 5-10%.
3. Потери тепла через перекрытие считаются зональными и описывающими пояса по всему периметру строения. Это связано с тем, что температура грунта под полом намного выше вблизи центра здания по сравнению с той частью, где стоит фундамент.
4. Тепловой поток через остекление определяется по паспортным данным оконных рам, также следует учитывать тип примыкания окон к стене, а также глубину откосов.

Далее давайте перейдем к примеру расчета.

Пример расчета тепловых потерь

Перед демонстрацией примера расчета следует ответить еще на один вопрос — как правильно рассчитать интегральное сопротивление теплового типа сложных конструкций с большим количеством слоев? Сделать это можно вручную, благо в современном строительстве используется не так много видов несущих оснований и систем утепления. Но учесть наличие декоративной отделки, фасадной и внутренней штукатурки, а также влияние всех переходных процессов и других факторов очень сложно, и лучше использовать автоматизированные расчеты. Одним из лучших ресурсов сетевого типа для таких задач будет smartsalс.ru, который дополнительно составит график сдвига точки росы в зависимости от климатических условий.

Например, возьмем произвольную структуру. Это будет одноэтажный дом правильной прямоугольной формы размером 8*10 метров и высотой потолков 3 метра. В доме неутепленный пол на грунтовке с досками на лагах с воздушными зазорами, высота пола на 0,15 метра выше межевой планировочной отметки на участке. Материалы стен будут представлять собой шлаковый монолит толщиной 0,42 метра с внутренней известково-цементной штукатуркой толщиной до 3 см и наружной шлакоцементной штукатурной смесью «шуба» толщиной до 5 см. Общая площадь остекления 9.5 кв.м, и двухкамерный стеклопакет в теплосберегающем профиле со средним теплосопротивлением 0,32 м2*С/Вт. Перекрытие выполнено по деревянным балкам — снизу будет оштукатурено по дранке, заполнено шлаком и покрыта сверху глиняной стяжкой, над потолком холодный чердак. Задачей расчета теплопотерь будет формирование теплозащитной системы стеновых поверхностей.

Стены

Применяя данные о рельефе, а также о толщине и материалах слоев, которые использовались для стен, на указанном выше сервисе, необходимо заполнить соответствующие поля. По результатам расчета сопротивление теплопередаче получается 1,11 м2*С/Вт, а тепловой поток через стены 18 Вт на все квадратные метры. При общей площади стен (без остекления) 102 квадратных метра общие теплопотери через стены составляют 1,92 кВтч. В этом случае потери тепла через окна составят 1 кВт.

Крыша и перекрытие

Формулу расчета теплопотерь дома через мансардный этаж можно сделать в онлайн-калькуляторе, выбрав необходимый тип ограждающих конструкций. В результате перекрывающее сопротивление теплопередаче составляет 0,6 м2*С/Вт, а теплопотери составляют 31 Вт на квадратный метр, то есть 2,6 кВт со всей площади ограждающей конструкции. Результатом будут общие потери тепла, рассчитанные как 7 кВт*ч. При низком качестве конструкций строительного типа показатель явно намного меньше настоящего.

На самом деле расчет идеализирован, и в нем не учитываются специальные коэффициенты, например, коэффициент вентиляции, являющийся составляющей теплообмена конвекционного типа, а также потери через входные двери и вентиляцию. На самом деле из-за установки некачественных окон, отсутствия защиты в местах примыкания кровли к мауэрлату и ужасной гидроизоляции стен от фундамента реальные теплопотери могут быть в 2-3 раза выше расчетных те. И все же даже базовые теплотехнические исследования помогут определить, будут ли конструкции дома соответствовать санитарным нормам.

Потери тепла через канализацию

В отопительный сезон вода, поступающая в дом, довольно холодная, например, имеет среднюю температуру +7°С. Нагрев воды требуется, когда жители моют посуду и принимают ванну. Также вода частично нагревается от окружающего воздуха в бачке унитаза. Все тепло, полученное водой, смывается в канализацию.

Предположим, что семья в доме потребляет 15 м3 воды в месяц. Удельная теплоемкость воды 4,183 кДж/(кг×°С). Плотность воды 1000 кг/м3. Допустим, что в среднем вода, поступающая в дом, нагревается до +30°С, т.е. разница температур 23°С.

Соответственно, за месяц теплопотери через канализацию составят:

1000 кг/м3 × 15 м3 × 23 °С × 4,183 кДж/(кг × °С) = 1443135 кДж

1443135 кДж = 400,87 кВтч

За 7 месяцев отопительного периода жильцы сливают в канализацию:

7 × 400,87 кВтч = 2806,09 кВтч

Рассчитать мощность центрального отопления

Расчет тепловой мощности вашего дома

Никто не хочет столкнуться с недостатком тепла или выбрасывать деньги на отопительное оборудование, не удовлетворяющее нужды дома в отоплении, особенно в пик зимних морозов. Это небольшое руководство о том, как рассчитать мощность центрального отопления вашего дома, чтобы вы получили котел или тепловой насос, который будет соответствовать вашим предпочтениям и потребностям, максимально используя устройство центрального отопления. Эта мера поможет вам более эффективно использовать энергию, как и другие меры по обеспечению устойчивости и зеленой энергии.

Что следует учитывать при оценке мощности центрального отопления?

Тепловая мощность источников тепла: котел, тепловой насос, газовая печь и др. Должна при ограниченном расходе топлива (электричества, газа) обеспечивать минимально необходимый запас тепла в самые холодные зимние недели.

Количество и размер устройств распределения тепла: количество конвекторов и радиаторов (а также количество радиаторных секций), площадь, охватываемая теплым полом и т. д.

Диаметр труб , по которым теплоноситель системы центрального отопления будет транспортироваться и распределяться к отопительным приборам.

Источники топлива для центрального отопления

В контексте текущих эксплуатационных расходов природный газ может оказаться наименее дорогим вариантом, когда речь идет об источниках топлива для центрального отопления, особенно если используется конденсационный котел, способный преобразовать почти 90 % топлива, расходуемого на отопление. Тем не менее, уже не секрет, что цены на газ в ближайшем будущем будут расти из-за ограниченных запасов газа в мире и из-за постоянно растущего спроса на чистый природный газ.

После газа, угля и дров следует считать оптимальными вариантами, когда речь идет об экономичных источниках тепла. Помимо того, что котел на древесных гранулах или биомассе считается экологически безопасным, он идеально подойдет тем домохозяйствам, которые используют биомассу в качестве источника тепла. Проблема с твердотопливными котлами заключается в том, что они нуждаются в постоянном обслуживании — котел нужно топить ежедневно, а лучше два раза в день, если вы хотите избежать перебоев в подаче центрального отопления. Однако, установив аккумулятор тепла, можно свести к минимуму объем работы, необходимой для работы котла на древесных гранулах. Обычно он является неотъемлемой частью новейших систем отопления на биомассе, которые в настоящее время доступны на рынке (в зависимости от производителя).

Когда дело доходит до электроэнергии в качестве источника для питания системы центрального отопления, наиболее разумным способом сделать это (учитывая, что основная цель – сэкономить на счетах за отопление) является использование теплового насоса. Это может быть тепловой насос «воздух-воздух», «воздух-вода» или геотермальный тепловой насос. Их электрические и тепловые входы изменяются от 3 до 6 раз, что делает тепловой насос способным обеспечить коэффициент полезного действия 300% в лучшем случае. Тем не менее, следует иметь в виду, что эффективность тепловых насосов воздух-воздух и воздух-вода снижается с понижением уровня наружной температуры.

Измерение тепловой мощности

Первый и самый простой способ расчета тепловой мощности вашего дома заложен в основах «строительных норм»: для обогрева каждых 10 квадратных метров вашего дома потребуется один киловатт тепла. Следовательно, для отопления дома площадью 100 кв. м потребуется искать тип котла на 10 кВтч. Однако использование этого метода приведет к несколько недостоверным данным, поскольку:

• объем воздуха при высоте потолка 2,5 м и 4,5 м будет, мягко говоря, отличаться. Более того, теплый воздух неизбежно будет собираться под самым потолком.
• потери тепла через стены и потолок больше, когда разница между внутренней и наружной температурой велика.
• по теплопроницаемости окна и двери значительно отличаются от стен и потолка.
• На измерение теплоемкости сильно влияет тип измеряемого объекта – будь то частный дом или квартира. Положения строительных норм одинаковы для всех типов недвижимости. При этом потери тепла в доме будут намного больше, чем в квартире.

Итак, как точнее рассчитать теплопроизводительность своего дома и ответить на вопрос «какой мощности котел мне нужен?»

• Для обогрева одного кубометра воздуха достаточно 40 Вт тепловой мощности.
• Каждое окно добавляет дополнительные 100 ватт тепловой мощности. Каждая дверь, 200 ватт.
• Для жилых домов коэффициент измерения теплоемкости характерен 1,5, а для 2-4 комнатной квартиры 1,2-1,3, в зависимости от толщины и материала стен.
• Также необходимо учитывать погодный коэффициент региона. Он составляет около 0,9 для северных частей Шотландии и 0,8 для остальной части Великобритании.

Пример

В качестве примера того, как определить потребность в отоплении дома, мы рассчитаем теплопроизводительность одного этажа (дома) со следующими размерами: длина: 12 м, ширина: 6,5 м, высота: 3,2 м. , с 4 окнами и 2 дверьми, расположенный на юге Великобритании. Расчет следующий:

1. Площадь этажа: 12*6,5= 78 квадратных метров
2. Объем: 78*3,2= 249,6 кубометров
3. Значение требуемой тепловой мощности: 249,6*40Вт= 9984 Вт
4. Четыре окна добавят еще 400 ватт, а две двери добавят еще 400. 9984+400+400= 10 784 ватт
5. Поскольку это дом, мы используем коэффициент нагрева 1,5: 10,784 * 1,5 = 16 176 Вт
6. Учитывая, что дом расположен на юге, применяем погодный коэффициент 0,8: 16,176*0,8= 12 940,8 Вт

Таким образом, для обеспечения эффективного обогрева площади этого дома (Д-12 м, Ш-6,5 м) при высоте потолков 3,2 м потребуется котел или тепловой насос тепловой мощностью около 13 кВтч. .

*Это приблизительная оценка, поэтому данные цифры не следует принимать на веру. На окончательные результаты может повлиять ряд факторов, таких как изоляция дома, материалы, из которых сделан дом, устойчивый микроклимат и т. д. , Поэтому мы советуем обсудить эти детали с поставщиком котла/теплового насоса, прежде чем приобретать устройство центрального отопления, и использовать калькулятор размера котла.

Отопительные приборы

Используя ту же методику расчета, необходимо определить теплопроизводительность каждой комнаты в доме. По результатам можно выбрать наиболее подходящее устройство распределения тепла (т.е. радиатор, конвектор, фанкойл).

Чтобы узнать, сколько тепла может отдать радиатор, необходимо проверить некоторые технические параметры радиатора:

• Технический паспорт устройства (т.н. технический паспорт), который должен быть предоставлен производителем.
• Тепловая мощность радиаторов на сайте производителя.

Большинство производителей радиаторов и конвекторов указывают, что разница между температурой в помещении и температурой отопительного прибора составляет около 70 градусов Цельсия (C). Это означает, что при комнатной температуре 20 градусов Цельсия температура радиатора должна достигать 90 градусов Цельсия. Тем не менее, реальные значения могут отличаться от заявленных производителем.

Таким образом, если рассматривать технические характеристики (приблизительные расчеты) разных типов радиаторов при стандартном расстоянии 50 см от центра радиатора до его патрубков, то получим следующие цифры:

• Чугунная секция дает около 140 Вт тепла, при разнице температур 70 градусов С от комнатной.
• Тепловая мощность биметаллической секции составляет около 180 Вт.
• Радиатор алюминиевый способен обеспечить около 190-210 Вт на каждую свою секцию. Учитывая относительно низкие цены на алюминиевые радиаторы и их долговечность при интеграции в систему центрального отопления, неудивительно, почему так много владельцев недвижимости выбирают их.

Узнайте цены на отопительные приборы!

Если вы решили приобрести котел или тепловой насос, но не знаете, какой тип выбрать, мы готовы вам помочь. Заполните форму на этой странице с вашими личными предпочтениями и информацией, и мы предоставим вам до четырех различных поставщиков котлов/тепловых насосов. Вы можете выбрать предложение, которое наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Услуга бесплатна, ни к чему не обязывает и занимает всего несколько минут.

Получить котировки сейчас

Заполните форму всего за 1 минуту

Насколько солнце нагревает ваш дом?

Расчет и использование пассивной солнечной энергии при проектировании зданий. Здесь, в Marmott

Мотивация

Здесь, в Marmott Energies , мы проектируем системы геотермального отопления для жилых домов. Эти системы состоят из геотермального теплового насоса и «земляного контура». Контур заземления — это просто петля трубы, которая уходит глубоко в землю. Вода в трубе собирает тепло от земли и передает это тепло тепловому насосу. Тепловой насос использует небольшое количество электроэнергии для повышения температуры этого тепла. Затем он передает тепло в ваш дом.

Первым шагом при установке геотермальной системы является определение размеров теплового насоса и контура заземления. Чтобы сделать это, мы должны рассчитать, сколько отопления и охлаждения потребуется дому. Особенно важно, чтобы мы точно выполняли эти расчеты для геотермальной энергии, потому что капитальные затраты на установку составляют основную часть общих затрат на отопление. Это не относится к обычным системам отопления. Если вы устанавливаете газовую или масляную печь, сама печь не будет стоить дорого в течение всего срока ее службы. Основная статья расходов на отопление – это газ или мазут, который сжигается в этой печи. Монтажники могут просто поставить печь с избыточной мощностью, и это не будет стоить заказчику больших дополнительных денег. Они по-прежнему будут сжигать то же количество газа или нефти, что и в печи меньшего размера. С геотермальной, напротив, неправильный выбор размера системы имеет большие финансовые последствия.

Смысл существования Marmott заключается в том, чтобы сделать геотермальную энергию более доступной и доступной. Для этого нам необходимо обеспечить оптимальное соотношение цены и качества геотермальной энергии, а для этого мы должны правильно определить размеры систем. Поэтому мы должны быть в состоянии сделать точные оценки потребностей дома в отоплении и охлаждении.

Расчет солнечной энергии

Объем отопления и охлаждения дома зависит от:

• наружной погоды (температуры, влажности, ветра и солнечного света)
• из чего сделан ваш дом и насколько хорошо он загерметизирован
• какая температура и влажность должны быть внутри
• какие еще предметы выделяют тепло в доме (печи, холодильники, люди…)

Одним из самых сложных аспектов расчета является определение того, насколько солнце будет нагревать дом. Независимо от температуры снаружи, если солнце светит в окно, ваш дом будет поглощать тепло от этого солнечного света. Точное количество тепла будет зависеть от силы солнечного света, от того, как прямо солнце светит на окно, от размера окна и свойства самого окна, называемого коэффициентом солнечного тепла. Коэффициент притока солнечного тепла к окну описывает, какая часть света, попадающего на стекло, проходит через него.

Когда мы смотрим на солнечную энергию здания, нас интересуют два результата:

1. Мощность  , передаваемая через окна (кВт)   — имеет значение, поскольку наши системы отопления и охлаждения обеспечить определенную мощность. Если зимой в ваш дом через окна попадает 2 кВт солнечного света, то вы можете уменьшить отопление на 2 кВт. Однако, если 2 кВт солнечного света проникают в ваш дом через окна летом, то это 2 кВт дополнительной мощности, которую ваша система кондиционирования воздуха должна удалить.
2. Энергия  , передаваемая через окна (кВтч)   — актуальна, потому что это то, за что мы платим. Энергия – это мощность, умноженная на время. Таким образом, если зимой через окно в течение часа проходит 2 кВт солнечного света, то мы получаем 2 кВт/ч энергии. Это 2 кВтч энергии, за которые нам не нужно платить.

Далее я опишу, как мы рассчитываем солнечную энергию, передаваемую через окна, и общую солнечную энергию, получаемую через окна. После того, как я проведу расчеты, я буду использовать полученную модель, чтобы изучить, как лучше спроектировать дом, чтобы использовать эти солнечные лучи и, таким образом, свести к минимуму потребности дома в отоплении и охлаждении. Это называется пассивным солнечным дизайном. Как и геотермальная, это отличный способ обогрева зданий без выбросов парниковых газов.

Если вы хотите прочитать эту статью с кодом, используемым для расчетов, вы можете сделать это  здесь .

Данные

Солнечная интенсивность

Hydro-Quebec управляет веб-сайтом SIMEB, который предоставляет почасовые данные о погоде для многих городов Квебека. Этот веб-сайт бесценен для нас, потому что он дает нам данные, необходимые для расчета почасовых теплопотерь или прибавки тепла в доме. Одной из частей информации, которую он предоставляет, является интенсивность солнечного излучения, падающего на горизонтальную поверхность. Данные по Монреалю представлены ниже.

На приведенном выше графике видно, что интенсивность солнечного излучения на горизонтальной поверхности высока летом и низка зимой. Это потому, что летом солнце находится выше в небе и светит прямо на землю. Интенсивность солнечного излучения также немного прыгает. Иногда бывает облачно, поэтому облака не дают солнцу падать на пол. В этом масштабе сюжет выглядит почти цельным, потому что каждую ночь радиация, падающая на землю, падает до нуля. Чтобы лучше показать детали, я нарисовал «увеличенную» версию ниже.

Итак, у нас есть данные об интенсивности солнечного света, падающего на горизонтальную поверхность. Мы хотим рассчитать количество солнечной энергии, проходящей через окна. Чтобы добраться туда, нам сначала нужно рассчитать интенсивность солнечного света, падающего на окна. Окна обычно вертикальные, а не горизонтальные. Они также имеют определенную ориентацию в зависимости от того, на какой стороне здания они находятся. Солнце будет падать на разные стороны здания в разное время суток. Чтобы перейти от интенсивности солнечного света, падающего на горизонталь, к интенсивности солнечного света, падающего на окна, нам нужно больше знать о положении на солнце.

Солнечная геометрия

Есть два солнечных угла, которые определяют интенсивность солнечного света, падающего на конкретную поверхность. Первый угол высоты Солнца, θ. Солнечная высота – это угол между солнечными лучами и горизонтальной поверхностью. Это то, насколько вам нужно вытянуть шею, чтобы посмотреть на солнце. Если θ большое, вам придется сильно вытягивать шею. Если θ мало, солнце светит вам в глаза, даже когда вы почти не смотрите вверх. Второй угол — это азимутальный угол, ϕ. Азимутальный угол описывает положение солнца по компасу. Он определяется по часовой стрелке с юга. В день равноденствия, когда солнце восходит, оно находится на востоке при ϕ = 270 градусов, в солнечный полдень оно находится на юге при ϕ = 0 градусов, а когда заходит, оно находится на западе при ϕ = 9.0 градусов.

Инструмент положения солнца, созданный susdesign, показывает почасовую высоту солнца и азимутальные углы для заданного местоположения. Данные о высоте над уровнем моря для Монреаля представлены ниже.

График высоты солнца включает отрицательные высоты солнца, то есть высоты солнца, когда солнце находится ниже горизонта. Как и в случае с интенсивностью солнца, этот график кажется почти сплошным, но это только потому, что солнце поднимается и заходит каждый день. Я нарисовал высоту солнца в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния и зимнего солнцестояния ниже, чтобы дать вам более четкое представление о том, как солнце движется на дневном уровне.

Тригонометрия

Теперь, когда у нас есть данные об углах наклона и интенсивности солнца на горизонтальной поверхности, нам нужно объединить их, чтобы рассчитать тепловое воздействие солнца на наше здание.

Окна в виде подсолнуха

Сначала нам нужно рассчитать солнечное излучение, которое вы получите от вертикальной поверхности, обращенной к солнцу. Итак, что-то вертикальное, но вращающееся, как подсолнух, чтобы получить как можно больше солнечных лучей. Мы можем рассчитать эти интенсивности, используя горизонтальные интенсивности и некоторую геометрию 9.0017

На рисунке выше интенсивность I  обозначает «истинную интенсивность» солнечного света. Это интенсивность, которую вы измерили бы, если бы разместили поверхность под прямым углом к ​​солнечным лучам. Ih  обозначает интенсивность солнечного света, падающего на горизонтальную поверхность, а Iv  обозначает интенсивность солнечного света, падающего на вертикальную поверхность, ориентированную к солнцу. Угол θ  – это высота солнца. Немного геометрии показывает нам, что интенсивность солнечного света, падающего на вертикальную поверхность, ориентированную на солнце ( Iv ), равно интенсивности солнечного света, падающего на горизонтальную поверхность ( Ih ), деленному на tan(θ) :

Iv=Ih/tan(θ)

Я хочу избежать деления на тангенс нуля (который равен нулю), потому что это эквивалентно умножению на бесконечность. Поэтому я установил минимальную высоту, ниже которой я не считаю, что солнце оказывает какое-либо согревающее действие. Когда солнце находится очень низко, очень вероятно, что солнце падает на деревья или другие здания, а не на стены рассматриваемого дома. Я думаю, что разумная минимальная высота составляет 2°. Когда солнце находится на 2 °, что-то высотой 5 м будет иметь тень длиной 143 м. Поэтому вполне вероятно, что большинство окон в этот момент будут в тени. Солнце находится между 0 и 2 ° в течение примерно 15 минут утром и 15 минут вечером. Таким образом, мы не отрезаем очень длительный период времени, даже если конкретное окно не находится в тени.

Ориентация окна

Теперь мы преобразовали наши данные по интенсивности солнца на горизонтальной поверхности в интенсивность солнца на вертикальной поверхности, которая поворачивается лицом к солнцу. Однако окна не поворачиваются к солнцу. Поэтому нам нужно иметь дело с азимутальными углами. Угол, который определяет, какая часть солнца будет падать на каждую стену, представляет собой угол между азимутальным направлением солнца и поверхностью стены. Эти углы отмечены δ на рисунке ниже. Когда угол δ  больше 180 °, это лицо находится в тени, поэтому интенсивность на этом лице = 0. Когда угол  δ  меньше 180 °, некоторые геометрические данные показывают нам, что доля солнечного света, падающего прямо на определенную стену = доля солнечного света, падающего на вертикальную поверхность, умноженная на синус δ . Итак, если мы назовем интенсивность падения солнца на Стену 1  I1 , тогда:

I1=Iv∗sin(δ1) .

Собираем вместе

Сочетание влияния высоты и азимута дает нам коэффициент преобразования интенсивности на горизонтальной поверхности в интенсивность на вертикальной стене с определенной ориентацией. Ниже я нанес эти коэффициенты преобразования для северной, южной, восточной и западной стен.

Коэффициенты преобразования, которые преобразуют данные об интенсивности солнца по горизонтали в данные об интенсивности солнца, падающего непосредственно на конкретную вертикальную грань.

Вау!

Что-то очень интересное происходит с северной и южной стенами. Солнце падает только на северную стену летом. Зимой солнце восходит к югу от востока и заходит к югу от запада. Таким образом, солнце никогда не бывает над горизонтом в то время, когда оно в противном случае упало бы на северную сторону. Поэтому мы видим, что солнце падает на окна, выходящие на север, только между весенним и осенним равноденствием. На южной стороне низкая высота солнца зимой означает, что солнце падает прямо на окна, выходящие на юг. Однако летом солнце находится высоко в небе, когда оно находится на юге, поэтому оно падает на окна, выходящие на юг, под очень крутым углом. В результате через окна, выходящие на южную сторону, летом будет проходить очень мало света, а зимой — много. Это очень привлекательная особенность, если мы не хотим слишком сильно нагреваться зимой или слишком сильно охлаждаться летом. Мы можем еще больше уменьшить летние преимущества окон, выходящих на юг, добавив небольшой свес крыши. Как упоминалось ранее, солнце находится очень высоко в небе летом, когда оно находится на юге. Добавив небольшой свес крыши, мы можем блокировать любые солнечные лучи, которые в противном случае попали бы в окна. Этот небольшой свес крыши не будет блокировать зимнее солнце, потому что зимой солнце будет намного ниже в небе.

Восточный и Западный участки практически одинаковы. Небольшие узоры в виде усиков в верхней части графиков возникают просто из-за того, что данные не являются непрерывными. Веса для восточных и западных граней несколько больше весной и осенью, чем зимой и летом. Зимой солнце никогда не светит прямо на восточную и западную стороны, потому что оно восходит к югу от востока и садится к югу от строго к западу. Летом солнце стоит достаточно высоко, когда светит на восточную и западную стороны, и это уменьшает вес. Однако весной и осенью солнце находится низко в небе, когда оно светит прямо на восточную и западную стороны, и это придает больший вес.

График ниже показывает взвешивание для дня в середине лета, дня в середине зимы и дня весной. Глядя на это на ежедневном уровне, мы можем лучше понять, когда солнце светит на каждое лицо и как долго.

Коэффициент преобразования солнца на горизонтали в солнце на каждой стороне дома.

Завершение анализа. лицо дома». Затем мы преобразуем эти интенсивности в мощности и энергии, которые нас действительно интересуют. Чтобы перейти от интенсивности света, падающего на стену (Вт/м²), к мощности солнечного света, падающего на окна, мы умножаем интенсивность на оконные площади. Лишь часть солнечного света, попадающего в окно, проходит через него. Доля солнечного света, прошедшего через окно, определяется коэффициентом притока солнечного тепла. Это свойство самого окна. Таким образом, чтобы получить солнечную энергию, проходящую через окна, мы просто умножаем значения мощности, проходящей через окна, на коэффициент притока солнечного тепла.

На приведенном ниже графике показано количество солнечной энергии, проходящей через окна с каждой стороны дома с окнами площадью 8 м² с каждой стороны и коэффициентом притока солнечного тепла 0,4. Чтобы дать вам некоторое представление о размере кВт, типичный бытовой чайник потребляет около 1,5 кВт, большой холодильник потребляет около 0,8 кВт, светодиодная лампочка потребляет около 0,009 кВт.

Та же картина, что и с весами, остается, хотя и менее четкой. Окна, выходящие на север, видят солнце только летом. Зимой через окна, выходящие на южную сторону, проходит больше солнечной энергии, чем летом. Весной и осенью через окна, выходящие на запад и восток, проходит больше всего солнечной энергии.

Наконец, нам нужно интегрировать силы по времени, чтобы получить энергии. График ниже показывает солнечную энергию, поступающую в дом через окна на каждой стороне здания каждый день. Опять же, рассматриваемое здание имеет одинаковые площади окон с каждой стороны.

Последствия для энергоэффективных зданий

Теперь у нас есть модель, способная рассчитать солнечную энергию и прирост энергии в домах с различной ориентацией, площадью окон и окнами. Мы можем использовать эту модель, чтобы изучить, как мы можем использовать эти преимущества солнечной энергии при проектировании зданий. Если вы хотите получать выгоду от солнечной энергии зимой, но не иметь огромной охлаждающей нагрузки летом, тогда вы хотите максимизировать свою солнечную энергию зимой, но свести к минимуму солнечную энергию летом. Есть 4 вещи, которые мы можем изменить в здании для достижения этой цели:

1. Ориентация здания
2. Площади окон и размещение
3. Коэффициент усиления солнечного тепла окна
4. Затенение

Ориентация

Начнем с ориентации здания. На приведенном выше рисунке показан ежедневный прирост солнечной энергии в доме, ориентированном на север/юг/восток/запад и имеющем окна площадью 8 м² с каждой стороны. Давайте посмотрим, как изменится этот выигрыш, если мы повернем этот дом на 45 градусов так, чтобы он был ориентирован на СВ/СЗ/ЮВ/ЮЗ. На рисунке ниже показаны выигрыши через окна на каждой стороне этого дома. Эквивалентная цифра для С/Ю/В/З также приведена ниже, чтобы облегчить их сравнение.

Давайте сначала посмотрим на дом СВ/СЗ/ЮВ/ЮЗ. СВ и СЗ грани дают большой прирост летом и совсем не прирост зимой. Это означает, что окна, выходящие на северо-восток/северо-запад, увеличивают нагрузку на охлаждение, но не обеспечивают обогрева  — нежелательный профиль. Юго-восточная и юго-западная закладки дают самые высокие приросты в межсезонье. Приросты летом и зимой очень похожи друг на друга. Выигрыш в межсезонье имеет обратную сторону в виде довольно большого прироста солнечной энергии летом и, следовательно, большой дополнительной нагрузки на охлаждение.

Теперь давайте посмотрим на дом, ориентированный на С/Ю/В/З. Восточная и западная стороны дают низкий солнечный прирост зимой и высокий солнечный прирост летом. Опять же, это не очень хорошо согласуется с нашими нагрузками на отопление и охлаждение. Северная стена дает солнечные приросты только летом, да и то они довольно небольшие. Южная стена дает большую солнечную энергию зимой и маленькую солнечную энергию летом. Это именно то, чего мы хотим. Окна, выходящие на южную сторону, позволяют солнцу сильно нагревать дом зимой, не добавляя слишком много охлаждающей нагрузки летом. Этот профиль нельзя воссоздать, комбинируя усиления на других стенах. Поэтому, если у нас есть выбор, мы всегда должны ориентировать здания так, чтобы их стены были обращены на юг.

Где мне разместить окна?

Теперь мы знаем характеристики обогрева окон в каждой ориентации. Мы видели, что, если бы у нас был выбор, мы бы выбрали ориентацию зданий таким образом, чтобы их стены были обращены на юг. Итак, с нашим домом с севера, юга, востока и запада давайте посмотрим, как мы можем изменить расположение окон в здании, чтобы максимизировать наши выгоды зимой и минимизировать наши выгоды летом.

Мы хотим переместить как можно больше окон на южную сторону дома. Однако из соображений освещения у нас, вероятно, не может быть всех окон на одной стороне дома. Мы оставляем 3 м² окон на северной, западной и восточной сторонах здания, а оставшиеся 23 м² окон размещаем на южной стороне. Если мы проектируем новый дом, мы также вольны выбирать, какие окна устанавливать с каждой стороны дома. Коэффициент поглощения солнечного тепла окнами сильно различается. Вы можете получить окна с коэффициентом солнечного тепла 0,1 и другие с коэффициентом 0,7. Мы можем дополнительно улучшить пассивное отопление нашего дома, если выберем окна с высоким коэффициентом усиления на сторонах, которые получают зимнее солнце, и окна с низким коэффициентом усиления на сторонах, которые получают летнее солнце. Таким образом, мы поставим окна с коэффициентом солнечного тепла 0,65 на окнах, выходящих на южную сторону, и окна с коэффициентом солнечного тепла 0,15 на остальных сторонах.

Полученное усиление показано на графике ниже. На этот раз отображается коэффициент усиления через все окна в доме, потому что это общий коэффициент, который влияет на наши нагрузки по отоплению и охлаждению. Также нанесен коэффициент усиления через все окна базового дома. Базовый дом представляет собой дом с той же ориентацией и общей площадью окон, но с одинаковым распределением окон по всем сторонам дома и со всеми окнами, имеющими коэффициент солнечного тепла 0,3.

 

По сравнению с базовым птичником нам удалось увеличить зимние приросты в три раза без увеличения летних приростов!

Немного контекста о том, что означают эти значения энергии: отдельному дому площадью 1600 квадратных футов на этаж может потребоваться 270 кВтч отопления в самый холодный день зимой и 110 кВтч охлаждения в самый солнечный день летом. В Квебеке (где электричество особенно дешевое) кВтч стоит от 6,8 до 10,5 центов за кВтч после уплаты налогов (в зависимости от того, сколько вы потребляете). Таким образом, 270 кВтч отопления в самый холодный день будут стоить от 18,36 до 28,35 долларов США, если они будут обеспечены электрическими плинтусами.

Когда нет облачности, солнечная энергия для этого оптимизированного дома составляет 270 кВтч или выше в день в течение всего отопительного периода. Таким образом, при условии, что мы сможем сохранять это тепло в доме в течение ночи (что является проблемой, которую мы не будем здесь исследовать), дом будет нуждаться в обогреве только в пасмурные дни. Это довольно удивительно.

Модернизация существующих зданий

Если вы не строите новый дом, вы мало что можете сделать с его ориентацией. Изменение того, где находятся ваши окна, также является довольно серьезной модернизацией. Но замена самих окон — гораздо более достижимая идея, и вы будете делать это через достаточно регулярные промежутки времени. Итак, если мы вернемся к нашему С/Ю/В/З дому с окнами по 8 м² с каждой стороны, что мы можем сделать, просто изменив SHGC? Будем ставить окна с СТГК 0,65 по южной стене и СТГК 0,15 по остальным сторонам.

Это гораздо менее эффективно, чем перемещение окон, но все же полезно. Зимой прирост увеличился незначительно. Однако летние приросты значительно снижаются  — от примерно 125 кВтч/день в солнечные дни до примерно 75кВтч/день в солнечные дни. Таким образом, счет за отопление для дома будет немного снижен, но счет за охлаждение будет значительно уменьшен.

Недостаток окон

Окна плохо изолируют стены по сравнению со стенами, поэтому большое количество тепла теряется через окна за счет теплопроводности. Если ваши окна плохо расположены или имеют неэффективные SHGC, ваши окна легко обойдутся вам дороже, чем сэкономят на отоплении.

Обычное окно с двойным остеклением в пластиковой раме имеет теплопроводность около 3 Вт/м²/Кл. Это означает, что окно площадью 1 м² с разницей температур в 1 градус по Цельсию будет терять тепло со скоростью 3 Вт. Если у нас есть 32 м² окон с теплопроводностью 3 Вт/м²/C, то дом потеряет 96 Вт на градус C разницы между внешней и внутренней температурой. Если на улице -23, а внутри -22, то разница температур на окнах составляет 45 градусов. Это означает, что вы будете терять тепло со скоростью 4,3 кВт через окна. Если мы умножим это на 24 часа, то мы потеряли 104 кВтч тепла через эти окна за один день (при условии, что на улице все время было -23). Если мы оглянемся назад, то увидим, что наши оптимизированные конструкции для «новых зданий» получали гораздо больше, чем те 104 кВтч энергии от солнца во все дни, кроме самых пасмурных. Напротив, прирост солнечной энергии для базового дома зимой часто был ниже 104 кВтч. Часто в те дни через окна теряется больше энергии, чем приобретается.

Поэтому очень важно тщательно проектировать окна в новых зданиях. Окна могут снизить наши тепловые нагрузки без слишком большого увеличения наших охлаждающих нагрузок, если мы их правильно используем, но они могут значительно увеличить наши тепловые нагрузки и наши нагрузки на охлаждение, если мы их плохо спроектируем.

Подводя итоги

Некоторая относительно простая геометрия позволила нам объединить некоторые неинтересные по отдельности наборы данных, чтобы получить действительно полезные результаты. Полученная модель позволяет нам рассчитать количество солнечной энергии, поступающей в дом через окна в час, для любой ориентации дома и любого расположения окон.

Изучив эту модель, мы увидели, что дизайн окна может иметь поразительное влияние на потребности здания в отоплении и охлаждении. В частности, мы видели, что ориентация окна очень важна.

• Окна, выходящие на южную сторону, отлично пропускают солнечный свет. Они дают большую солнечную энергию зимой, уменьшая потребность в других источниках тепла, и дают небольшую солнечную энергию летом, сводя к минимуму потребность в охлаждении.
• С другой стороны, лучше избегать окон, выходящих на запад и восток. Они дают большую солнечную энергию летом, когда она вам не нужна, и небольшую солнечную энергию зимой, когда она вам нужна.
• Окна, выходящие на север, обеспечивают приток солнечной энергии только летом, и даже в этом случае приток солнечной энергии невелик.

При проектировании пассивных солнечных батарей можно использовать эти знания. Вы можете проектировать здания с большой южной стеной, а затем максимизировать площадь окон на этой южной стороне. Вы можете отрегулировать коэффициент притока солнечного тепла для окон на разных сторонах в зависимости от того, насколько хорош профиль солнечного притока через эти окна. Вы также можете затенять южные стороны, чтобы высокое летнее солнце вообще не попадало в комнату.