Как точно рассчитать количество радиаторов отопления?
За основу методики взята формула (1) с коэффициентами, учитывающими климатические особенности местности и параметры конструкций здания, от которых зависят теплопотери в рассчитываемом помещении.
Количество секций радиатора N при точном расчете определяется по формуле (5):
N = K1 х K2 х K3 х K4 х K5 х K6 х K7 х K8 х K9 х K10 х (100 х S)/Q (5)
- N — количество секций (с округлением до ближайшего целого числа);
- S — площадь комнаты, м²;
- Q —тепловая мощность одной секции, Вт.
- K1…K10 поправочные коэффициенты.
К1 — на число внешних стен в помещении
Коэффициент К1 равен:
- 0,8 — помещение внутреннее;
- 1,0 — комната с одной наружной стеной;
- 1,2 — помещение угловое — две перегородки с улицей;
- 1,4 — три стены на улицу.
К2 — на ориентацию по сторонам света
От расположения наружных перегородок в помещении зависит степень их нагрева солнечными лучами. Коэффициент К2 равен:
- 1,1 — наружные стены ориентированы на восток или север;
- 1,0 — стены комнаты «смотрят» на запад или юг.
К3 — на степень утепленности стен
От характеристик утеплителя зависит термическое сопротивление стены, влияющее на теплопотери помещения. Коэффициент К3 равен:
- 1,27 — наружная стена не утеплена;
- 1,0 — перегородки комнаты в два кирпича без утеплителя;
- 0,85 — стена с утеплителем, расчетное значение термического сопротивления всей стены соответствует нормам по СНиП.
Проверка соответствия нормам СНиП термического сопротивления стены, как многослойной конструкции, выполняется в следующей последовательности:
- Для каждого слоя рассчитывается свое термическое сопротивление Ri по формуле (6):
Ri = h / λ (6)
- h — толщина слоя, м;
- λ — коэффициент теплопроводности одного слоя.
- Полученные значения сопротивлений всех слоев суммируются.
- Вычисленная сумма сравнивается с нормированным значением для данной местности.
К4 — на особенности климатических условий региона
Этот коэффициент зависит от того, в какой климатической зоне расположен дом. В зависимости от средней температуры Tср за пять самых холодных зимних дней коэффициент К4 равен:
- 1,5: Тср ≤ -35°C;
- 1,3: -30 °C ≥Тср > -35 °C;
- 1,2: -25°C≥ Тср > -30 °C;
- 1,1: -20°C≥ Тср > -25 °C;
- 1,0: -15°C≥ Тср > -20 °C;
- 0,9: -10°C≤ Тср > -15 °C;
- 0,7: Тср > -10 °C.
К5 — коэффициент высоты потолков
В зависимости от высоты Н потолков помещения величина коэффициента К5 равна:
- 1,0: H < 2,7 м;
- 1,05: 2,7 м ≤ H < 3,0 м;
- 1,1: 3,0 м ≤ H < 3,5 м;
- 1,15: 3,5 м ≤ H < 4,0 м;
- 1,2: H ≥ 4,0 м.
К6 — на тип помещения, расположенного выше
Величина коэффициента К6 равна:
- 1,0 — сверху комнаты — неутепленный чердак или крыша;
- 0,9 — выше помещения — утепленный чердак;
- 0,8 — верхнее помещение — отапливаемое.
К7 — на виды установленных окон
В зависимости от вида остекления коэффициент К7 равен:
- 1,27 — деревянные окна с двойным остеклением;
- 1,0 — пластиковые или деревянные окна современной конструкции с однокамерным стеклопакетом;
- 0,85 — окна со стеклопакетом, число камер больше одной.
К8 — на площадь остекления
Расчет коэффициента К8:
- Вычисляют суммарную площадь всех окон в комнате.
- Делят полученное число на площадь помещения, получают приведенное значение Sпр.
В зависимости от величины Sпр величина коэффициента К8 равна:
-
0,8: 0
0,1;пр -
0,9: 0,11
0,2;пр -
1,0: 0,21
0,3;пр -
1,1: 0,31
0,4;пр -
1,2: 0,41
0,5.пр
К9 — на схему подключения радиаторов
Значение коэффициента К9 равно:
- 1,0: диагональное подключение, труба подачи вверху, труба обратки внизу;
- 1,03: одностороннее подключение, теплоноситель движется сверху вниз;
- 1,13: прибор отопления подключен по нижним отверстиям, труба подачи входит в радиатор с одной стороны, труба обратки выходит с другой;
- 1,25: диагональное подключение, труба подачи внизу, труба обратки вверху;
- 1,28: одностороннее подключение, теплоноситель движется снизу вверх;
- 1,28: труба подачи и обратки снизу прибора отопления рядом друг с другом (в специальном фитинге).
К10 — на степень открытости установленных батарей
В зависимости от закрытия прибора отопления подоконником или экраном значение К10 равно:
- 0,9: подоконник сверху радиатора и экран отсутствуют;
- 1,0: сверху прибора расположена полка или подоконник;
- 1,07: радиатор утоплен в стеновой нише;
- 1,12: имеется подоконник и экран;
- 1,2: прибор полностью закрыт декоративной панелью.
Зависимость экономии от применяемых батарей
Большая группа людей стремится поставить в квартире радиаторы отопления с высокой эстетической внешностью. Но это не совсем оправдано. Конечно, чугунные батареи не имеют такого внешнего вида, как биметаллические. Но если они используются в индивидуальной системе отопления, то выигрыш будет заметен сразу. Они долго нагреваются, и котлу потребуется больше времени для нагрева теплоносителя.
Фото 5. Отопительный радиатор, изготовленный из чугуна. Изделие имеет изысканный дизайн, оно хорошо вписывается в интерьер.
Но котел будет включаться реже. Больше расходуется топлива в момент старта. Если поставить биметалл, который быстро нагревается, но быстро остывает, то котел будет включаться каждые пять минут. И каждые пять минут он будет терять определенную часть газа в стартовом режиме. Лучше медленно запрягать, но долго ехать.
«Расчет с учетом» особенностей комнаты
Это самый сложный метод, но он даст практически точные цифры благодаря большому количеству различных коэффициентов. Они относятся не к системе отопления, а только к особенностям помещения, к способам установки батарей. Формулу используют ту же:
Для получения требуемой теплоотдачи, которую потом придется делить на тепловую мощность одной секции, метраж (не объем!) комнаты сначала умножают на среднюю норму мощности для 1 м2. Она не зависит от региона и составляет 100 Вт. Затем результат по очереди перемножают с коэффициентами А, В, С, D, Е, F, G, H, I и J.
«А» — число внешних стен комнаты
В большей степени, именно от их количества сильно зависят теплопотери:
- внешняя стена — лишь одна: 1,0;
- две внешние стены — 1,2;
- внешних стен — три: 1,3;
- четыре стены — 1,4.
«B» — ориентация помещения
Минимум тепла сохраняется в комнатах, смотрящих окнами туда, где всегда мало солнечного света: на север или восток, где солнечные лучи «отмечаются» только по утрам:
- окна выходят на восток либо на север — 1,1;
- комната расположена на западной или на южной стороне — 1,0.
«С» — степень утепления
Качественная теплоизоляция дает шанс максимально сохранить тепло в помещении:
- кладка в 2 кирпича или утепленные наружные стены — 1,0;
- нет утепления снаружи — 1,27;
- очень высокий уровень утепления (если были проведены теплотехнические расчеты) — 0,85.
«D» — климат в регионе
Эти условия учитывает и СНиП, без их учета невозможно ни одно капитальное строительство. Тут используют средние показатели температуры декабря, его самой холодной декады. Эти данные необходимо узнать в гидрометеорологической службе города (района):
- до -10° — 0,7;
- до -15° — 0,9;
- не ниже -20° — 1,1;
- от -25° до -35° — 1,3;
- от -35° или ниже — 1,5.
«Е» — высота потолков
Как уже было отмечено, и нормы СНиП (от 60 до 200 Вт на 1 м2), и среднее значение (100 Вт), использующееся в этом случае, подразумевают стандартную высоту потолков — 2700 мм. Если они не «дотягивают» до этой цифры, то выбирают коэффициент 1,0. Когда высота ее превосходит, то для умножения берут другой:
- 1,05, если высота находится в пределах 2800-3000 мм;
- 1,1 для 3100-3500 мм;
- 1,15 для 3600-4000 мм;
- 1,2, если высота потолка более 4100 мм.
«F» — помещение, находящееся выше
Так как через потолок помещения с большей охотой уходит поднимающийся вверх теплый воздух, в этом случае большое значение имеет верхний этаж. Эти коэффициенты выглядят так:
- сверху чердак или другое неотапливаемое помещение — 1,0;
- утепленный чердак и кровля — 0,9;
- отапливаемая комната — 0,8.
«G» — качество оконных конструкций
Разные пластиковые окна имеют неодинаковые характеристики. Особняком стоят обычные оконные конструкции, сильно повышающие коэффициент:
- деревянные рамы старого образца с двойным остеклением — 1,27;
- однокамерный стеклопакет с двумя стеклами — 1,0;
- двойной стеклопакет либо однокамерный, но имеющий аргановое покрытие, — 0,85.
«H» — площадь остекления комнаты
Независимо от качества оконных конструкций большее количество теплопотерь происходит из-за впечатляющей площади окон. Этот коэффициент зависит от соотношения площади оконных проемов и общего метража помещения:
- менее 0,1 — 0,8;
- от 0,11 до 0,2 — 0,9;
- 0,31-0,4 — 1,1;
- от 0,41 до 0,5 — 1,2.
«I» — схема подключения радиаторов
Эффективность отопления зависит от того, каким образом батареи подключают к трубам — как к подающим, так и к обратным. Самый лучший вариант — диагональное подключение: первая сверху, вторая снизу. Он (на рисунке обозначен буквой А) соответствует коэффициенту 1,0.
- Б — 1,03;
- В — 1,13;
- Г — 1,25;
- Д, Е — 1,28.
«J» — степень открытости батарей
Любая искусственная (либо имеющаяся) преграда может немного повлиять на теплообмен. В этом случае коэффициента 1,0 «заслуживает» радиатор, расположенный под подоконником. Другие отопительные приборы с «препятствием»:
- находящиеся на стене безо всяких «ограничителей» — 0,9;
- прикрытые сверху выступом ниши — 1,07;
- имеющие ограждения из подоконника и из декоративного кожуха, но только с фронтальной стороны — 1,12;
- батареи, полностью закрытые декоративным элементом, — 1,2.
Все коэффициенты сначала записывают на бумагу, затем, умножив метраж на среднюю норму (100 Вт), начинают по порядку умножать на коэффициенты. Получившийся результат делят на теплоотдачу 1 секции (для понравившейся модели), получая необходимое количество секций. Если такие вычисления не вдохновляют на «подвиги», то можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Однако эта работа только кажется трудной, на деле ничего сложного нет.
Также, вы можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором для расчета отопления.
Какой способ выбрать, зависит лишь от силы желания хозяев основательно разобраться в вопросе. Подробную информацию можно почерпнуть из этого видео:
Устройство и свойства биметаллического радиатора
Биметаллические радиаторы имеют комбинированную структуру – их внутренняя часть, контактирующая с теплоносителем, изготовлена из стали; внешняя часть, отвечающая за качество теплоотдачи, выполнена из алюминия. Такое распределение материалов позволяет по максимуму использовать положительные качества обоих металлов, нейтрализуя их недостатки.
От алюминия биметаллические радиаторы отопления получили:
- высокую теплоинертность;
- отличную теплоотдачу;
- быструю реакцию на регулирование температуры батареи.
Сердечник из стали наделил батареи следующими характеристиками:
- устойчивостью к перепадам давления и гидроударам;
- стойкостью к электрохимическим воздействиям;
- нетребовательностью к качеству теплоносителя;
- долговечностью.
В отличие от алюминиевых радиаторов. биметаллические батареи прекрасно переносят условия централизованных систем отопления.
Помимо этих достоинств, можно упомянуть следующие положительные характеристики батарей из биметалла:
- высокий порог предельного давления – 30–40 атмосфер;
- большая мощность при небольших габаритах;
- экономичность, обусловленная небольшим сечением каналов;
- удобство конструкции, позволяющей быстро снимать отдельные секции прибора для ремонта;
- легко рассчитываемое количество секций, необходимых для качественного прогревания помещения.
- продолжительный срок службы – до 25 лет;
- современный и привлекательный внешний вид.
Совет: поскольку внешне биметаллический секционный радиатор практически неотличим от алюминиевого, понять, какой радиатор перед вами, можно в первую очередь по весу. Биметаллический прибор со стальным сердечником значительно тяжелее алюминиевого аналога.
Тепловая отдача отопительных приборов на примере биметаллических батарей
В пределах одной ниши изделий табличные данные могут существенно варьироваться. Эти показатели зависят от нескольких определяющих факторов, включая модели батарей, толщину стенок и марку металла. Сравнительные показатели тепловой отдачи для моделей от разных производителей сведены в таблицу 3.
Таблица 3
| Модификация/ параметры | Grandi 500 | Tenrad 350 | Tenrad 500 | Альтермо РИО | АльтермоЛРБ | Style 350 | Style 500 |
| Формат (высота, ширина, глубина в мм) | 580х80х80 | 425х80х80 | 550х80х77 | 570х82х80 | 575х85х80 | 425х80х80 | 575х80х80 |
| Тепло-проводность Вт | 167 | 120 | 160 | 166 | 169 | 125 | 268 |
| Рабочее давление, бар | 16 | 24 | 24 | 18 | 18 | 35 | 35 |
Основные характеристики современных отопительных радиаторов
Рынок теплового оборудования изобилует современными моделями, отличающимися форматом и теплоотдачей, которые выпускаются из разного металла:
- алюминий;
- медь (труба для теплоносителя) и алюминий (внешний кожух);
- сталь и алюминий;
- сталь;
- чугун.
Чугунные батареи считаются «классикой» обогревательных приборов. Тяжелые громоздкие «гармошки» всем известны со времен советской эпохи. Они постепенно вытесняются новыми моделями в стиле ретро из того же чугуна. Покупатели все чаще отдают предпочтение более современным биметаллическим радиаторам.
Хотя чугун долго разогревается, такие батареи пользуются популярностью и завидным спросом потребителей. Новые модели чугунного радиатора типа МС 140 надежные, дешевые, стойкие к перепадам давления в системе, при условии надежного сочленения с трубами при монтаже. При отключении чугунные «гармошки» долго держат тепло, хотя прогреваются дольше других разновидностей. У новых разработок улучшенный дизайн, часто есть ножки для напольного монтажа. Сравнение тепловой инертности (темпов прогревания) и общих показателей представлено в таблице 1.
Таблица 1.
| Параметры / металл | Чугун | Сталь панельные | Сталь трубчатые | Биметалл | Алюминий |
| Формат | Секции | Цельные | Цельные | Секции | Секции |
| Тепловая инертность | Высокая | Низкая | Низкая | Низкая | Низкая |
| Стойкость к коррозии | Высокая | Средняя | Средняя | Средняя | Средняя |
Изделия из алюминия со стальной трубкой под теплоноситель – рекордсмены по КПД. На сегодня 1 секция биметаллического радиатора намного быстрее прогревается и отдает больше тепла в атмосферу помещения, чем изделиях из других материалов. При предельной температуре наполнителя слышен характерный треск, поскольку у алюминия и стали разная теплопроводность и степень расширения при нагревании.
Биметаллические радиаторы могут состоять из меди и алюминия с покрытием и без
Также есть батареи на основе медной трубки в алюминиевом кожухе – это самые дорогие биметаллические блоки. У них самые лучшие характеристики, высокая тепловая отдача и наиболее продолжительный срок эксплуатации. Недостатки – высокая стоимость и сложности в монтаже (лучше его доверить профессионалам).
Радиаторы отопления из алюминия легче и дешевле, хотя немного уступают биметаллу по основным параметрам, включая мощность секции на1 квадратный метр. Трубчатые модели отличаются приятным дизайном, их легко перекрашивать под цвет помещения. Основной недостаток – вероятность деформации и протечки в мечтах сочленения при гидроударах и предельном давлении. По этой причине специалисты рекомендуют приобретать их для отопления частного сектора.
Стальной корпус отлично противостоит перепадам температур, меньше загрязняется, имея гладкую оцинкованную внутреннюю поверхность. Относительно небольшая цена, высокие темпы разогрева и хороший КПД – определяющие показатели, объясняющие их популярность. Однако со временем внутренний защитный слой разрушается под воздействием абразивных частиц теплоносителя.
Расчет по кубатуре помещения
Предлагаемая методика также не претендует на высокую точность, но по сравнению с расчетом на основе площади помещения она дает результаты, более соответствующие реальному положению дел. Самая большая проблема в данном случае – правильная трактовка норм СНиП, по которым для обогрева одного кубического метра жилой площади необходимо затратить 41 кВт мощности. Так как этот параметр описывает систему организации отопления в стандартном панельном здании, расчет количества радиаторов отопления в частном доме будет не совсем точным. Но примерное представление о том, как ее следует проектировать, он дает.
В первую очередь, нужно умножить площадь помещения на его высоту. Например, для комнаты в 30 квадратных метров с потолками в 3,5 метра итоговая цифра будет 105 м куб. (30 * 3,5). После этого ее нужно умножить на 41 (нормы требуемой тепловой мощности для одного «куба»): 105 * 41 = 4305 Вт (примерно 4,3 кВт).
Вычисление оптимального количества радиаторов выполняется очень просто. Прежде всего, выясните теплоотдачу одной сегмента, после чего разделите на это значение полученную ранее цифру. В нашем примере имеем 26 секций (4305 / 170 = 25,3235). Для получения более достоверного результата есть смысл использовать несколько корректирующих коэффициентов:
- угловая комната: +20%;
- батарея задекорирована решеткой или экраном: +20%;
- дом плохо утеплен, основной материал, из которого сделаны стены, – крупногабаритная панель: +10%;
- помещение находится на последнем или первом этаже: +10%;
- в комнате больше одного окна или оно одно, но очень большое: +10%;
- рядом расположены неотапливаемые помещения (особенно, если в них отсутствует часть стен): +10%.
Профессиональный подход
Как рассчитать батареи отопления для частного дома, если нужна очень высокая точность с минимально возможными допусками. В этом случае есть смысл воспользоваться методикой, которая предполагает наличие нескольких уточняющих коэффициентов. Она имеет определенные допуски, но итоговый результат позволит смонтировать такую отопительную систему, которая будет учитывать все особенности помещения.
Формула расчета имеет следующий вид: Q = 100 * S * X1 * X2 * X3 * X4 * X5 * X6 * X7. Q – количество тепла (в ваттах на квадратный метр), которое необходимо обеспечить для конкретного помещения), S – его площадь, а X1-X7 – несколько уточняющих коэффициентов.
X1: класс остекления оконных проемов (особо уточним, он не учитывает количество самих проемов)
- Двойное остекление: 1,27.
- 2-слойный стеклопакет: без коррекции.
- 3-слойный стеклопакет: 0,85.
X2: уровень теплоизоляции стен (может быть скорректирован установкой внешних утепляющих конструкций)
- Недостаточная (одинарная кладка, нет дополнительных навесных блоков): 1,27.
- Хорошая (слой утеплителя или двойная кирпичная кладка): без коррекции.
- Высокая: 0,85.
X3: отношение площади окон и пола
- 50%: 1,2.
- 40%: 1,1.
- 30%: без коррекции.
- 20%: 0,9.
- 10%: 0,8 (часто встречающийся случай в складских помещениях, но в частных домах встречается очень редко).
X4: средневзвешенная температура воздуха для наиболее холодной недели в году (в градусах Цельсия)
- -35 и менее: 1,5.
- От -35 до -25: 1,3.
- От -25 до -20: 1,1.
- От -20 до -15: 0,9.
- От -15 до -10: 0,7.
X5: внешние стены
- Одна: 1,1;
- Две: 1,2;
- Три: 1,3;
- Четыре: 1,4.
X6: тип помещения, находящегося над комнатой, для которой производится расчет
- Чердак, лишенный принудительного отопления: без коррекции.
- Отапливаемый чердак: 0,9.
- Жилое помещение с собственным отоплением: 0,8.
X7: высота потолков (в метрах)
- Менее 2,5: без коррекции.
- От 2,5 до 3: 1,05.
- От 3 до 3,5: 1,1.
- От 3,5 до 4: 1,15.
- От 4 до 4,5: 1,2.
Как рассчитать количество радиаторов в доме, исходя из предложенной методики? Представим себе, что у нас есть дом из двух комнат – 20 и 25 м кв.. В одной из них – двойное остекление, в другой – тройной стеклопакет. Уровень теплоизоляции высокий. Соотношение окон и пола – 1:1. Самая низкая температура – 17 градусов ниже нуля. В доме 2 внешних стены, над комнатами находится неотапливаемый чердак, а высота стен – 3,1 м.
- 1 комната (S=20 м2). 100 * 20 (S) * 1,27 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 3077,87.
- 2 комната (S=15 м2). 100 * 15 (S) * 0,85 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 1544,99.
После этого нужно разделить полученные значения на теплоотдачу одной секции радиатора (например 170 Вт / м кв.):
- 1 комната: 3077,87 / 170 = 19 (18,1051).
- 2 комната: 1544,99 / 170 = 10 (9,0881).
Именно такое количество секций будет оптимальным и достаточным.
