АЕРО ЮНИТ - Библиотека технических руководств

Расчет тепловых потерь зданий

Sun, 15 May 2016 17:24:00 +0000

Выбор теплоизоляции, вариантов утепления стен, перекрытий и других огрождающих конструкций для большинства заказчиков-застройщиков задача сложная. Слишком много противоречивых проблем требуется решить одновременно. Данная страничка поможет Вам во всем этом разобраться.

В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», сопротивление теплопередаче определяется по одному из двух альтернативных подходов:

предписывающему (нормативные требования предьявляются к отдельным элементам теплозащиты здания: наружным стенам, полам над не отапливаемым пространствами, покрытиям и чердачным перекрытиям, окнам, входным дверям и т.п.)

потребительскому (сопротивление теплопередачи ограждения может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного).

Санитарно-гигиенические требования должны выполняться всегда.
К ним относятся
- требование, что бы перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности огрождающих конструкций не превышали допустимых значений. Максимальные допустимые значения перепада для наружной стены 4°С, для покрытия и чердачного перекрытия 3°С и для перекрытия над подвалами и подпольями 2°С.
- требование, что бы температура на внутренней поверхности ограждения была выше температуры точки росы.

Для Москвы и ее области требуемое теплотехническое сопротивление стены по потребительскому подходу составляет 1,97 °С·м. кв./Вт, а по предписывающему подходу:

для дома постоянного проживания 3,13 °С·м. кв./ Вт,

для административных и других общественных зданий в т.ч. зданий сезонного проживания 2,55 °С·м. кв./ Вт.

Таблица толщин и термических сопротивление материалов для условий Москвы и ее области.

Наименование материала стены	Толщина стены и соответствующее ей термическое сопротивление	Необходимая толщина по потребительскому подходу (R=1,97 °С·м. кв./ Вт) и по предписывающему подходу (R=3,13 °С·м. кв./ Вт)
Полнотелый сплошной глиняный кирпич (плотность 1600 кг/м. куб)	510 мм (кладка в два кирпича), R=0,73 °С·м. кв./Вт	1380 мм 2190 мм
Керамзитобетон (плотность 1200 кг/м. куб.)	300 мм, R=0,58 °С·м. кв./Вт	1025 мм 1630 мм
Деревянный брус	150 мм, R=0,83 °С·м. кв./Вт	355 мм 565 мм
Деревянный щит с заполнением минеральной ватой (толщины внутренней и наружной обшивки из досок по 25 мм)	150 мм, R=1,84 °С·м. кв./Вт	160 мм 235 мм

Таблица требуемых сопротивлений теплопередаче огрождающих конструкций в домах Московской области.

Наружная стена	Окно, балконная дверь	Покрытие и перекрытия	Перекрытие чердачное и перекрытия над неотапливаемыми подвалами	Входной двери
По предписывающему подходу
3,13	0,54	3,74	3,30	0,83
По потребительскому подходу
1,97	0,51	4,67	4,12	0,79

Из этих таблиц видно, что большинство загородного жилья в Подмосковье не удовлетворяют требованиям по теплосбережению, при этом даже потребительский подход несоблюдается во многих вновь строящихся зданиях.
Поэтому, подбирая котел или обогревательные приборы только по указанным в их документации способности обогреть определенную площадь, Вы утверждаете, что Ваш дом построен со строгим учетом требований СНиП 23-02-2003.

Из вышеизложенного материала следует вывод. Для правильного выбора мощности котла и обогревательных приборов, необходимо рассчитать реальные теплопотери помещений Вашего дома.
Ниже мы покажем несложную методику расчета теплопотерь Вашего дома.

Дом теряет тепло через стену, крышу, сильные выбросы тепла идут через окна, в землю тоже уходит тепло, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.
Тепловые потери в основном зависят от:

разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше),

теплозащитных свойств стен, окон, перекрытий, покрытий (или, как говорят ограждающих конструкций).

Ограждающие конструкции сопротивляются утечкам тепла, поэтому их теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередачи.
Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать и наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.
R = ΔT/q,
где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м. кв.); ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/м. кв. или °С·м. кв./ Вт).

Когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто складываются. Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:
R(сумм.)= R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.).

Распределение температуры и пограничные слои воздуха при передаче тепла через стену

Расчет на теплопотери проводят для самого неблагоприятного периода, которым является самая морозная и ветреная неделя в году.
В строительных справочниках, как правило, указывают тепловое сопротивление материалов исходя из этого условия и климатического района (или наружной температуры), где находится Ваш дом.

Таблица – Сопротивление теплопередачи различных материалов при ΔT = 50 °С (Т_нар. = –30 °С, Т_внутр. = 20 °С.)

Материал и толщина стены	Сопротивление теплопередаче R_m,
Кирпичная стена толщиной в 3 кирпича (79 см) толщиной в 2,5 кирпича (67 см) толщиной в 2 кирпича (54 см) толщиной в 1 кирпич (25 см)	0,592 0,502 0,405 0,187
Сруб из бревен Ø 25 Ø 20	0,550 0,440
Сруб из бруса толщиной 20 см толщиной 10 см	0,806 0,353
Каркасная стена (доска + минвата + доска) 20 см	0,703
Стена из пенобетона 20 см 30 см	0,476 0,709
Штукатурка по кирпичу, бетону, пенобетону (2-3 см)	0,035
Потолочное (чердачное) перекрытие	1,43
Деревянные полы	1,85
Двойные деревянные двери	0,21

Таблица – Тепловые потери окон различной конструкции при ΔT = 50 °С (Т_нар. = –30 °С, Т_внутр. = 20 °С.)

Тип окна	R_T	q, Вт/м2	Q, Вт
Обычное окно с двойными рамами	0,37	135	216
Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) 4-16-4 4-Ar16-4 4-16-4К 4-Ar16-4К	0,32 0,34 0,53 0,59	156 147 94 85	250 235 151 136
Двухкамерный стеклопакет 4-6-4-6-4 4-Ar6-4-Ar6-4 4-6-4-6-4К 4-Ar6-4-Ar6-4К 4-8-4-8-4 4-Ar8-4-Ar8-4 4-8-4-8-4К 4-Ar8-4-Ar8-4К 4-10-4-10-4 4-Ar10-4-Ar10-4 4-10-4-10-4К 4-Ar10-4-Ar10-4К 4-12-4-12-4 4-Ar12-4-Ar12-4 4-12-4-12-4К 4-Ar12-4-Ar12-4К 4-16-4-16-4 4-Ar16-4-Ar16-4 4-16-4-16-4К 4-Ar16-4-Ar16-4К	0,42 0,44 0,53 0,60 0,45 0,47 0,55 0,67 0,47 0,49 0,58 0,65 0,49 0,52 0,61 0,68 0,52 0,55 0,65 0,72	119 114 94 83 111 106 91 81 106 102 86 77 102 96 82 73 96 91 77 69	190 182 151 133 178 170 146 131 170 163 138 123 163 154 131 117 154 146 123 111

Примечание
• Четные цифры в условном обозначении стеклопакета означают воздушный
зазор в мм;
• Символ Ar означает, что зазор заполнен не воздухом, а аргоном;
• Литера К означает, что наружное стекло имеет специальное прозрачное
теплозащитное покрытие.

Как видно из предыдущей таблицы, современные стеклопакеты позволяют уменьшить теплопотери окна почти в два раза. Например, для десяти окон размером 1,0 м х 1,6 м экономия достигнет киловатта, что в месяц дает 720 киловатт-часов.

Для правильного выбора материалов и толщин ограждающих конструкций применим эти сведения к конкретному примеру.
В расчете тепловых потерь на один кв. метр участвуют две величины:

перепад температур ΔT,

сопротивления теплопередаче R.

Температуру в помещении определим в 20 °С, а наружную температуру примем равной –30 °С. Тогда перепад температур ΔT будет равным 50 °С. Стены выполнены из бруса толщиной 20 см, тогда R= 0,806 °С·м. кв./ Вт.
Тепловые потери составят 50 / 0,806 = 62 (Вт/м. кв.).
Для упрощения расчетов теплопотерь в строительных справочниках приводят теплопотери разного вида стен, перекрытий и т.д. для некоторых значений зимней температуры воздуха. В частности, даются разные цифры для угловых помещений (там влияет завихрение воздуха, отекающего дом) и неугловых, а также учитывается разная тепловая картина для помещений первого и верхнего этажа.

Таблица – Удельные теплопотери элементов ограждения здания (на 1 кв.м. по внутреннему контуру стен) в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика ограждения	Наружная температура, °С	Теплопотери, Вт
		Первый этаж		Верхний этаж
		Угловая комната	Неугл. комната	Угловая комната	Неугл. комната
Стена в 2,5 кирпича (67 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	75 81 83 85	70 75 78 80	66 71 75 76
Стена в 2 кирпича (54 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	91 97 102 104	90 96 101 102	82 87 91 94	79 87 89 91
Рубленая стена (25 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	61 65 67 70	60 63 66 67	55 58 61 62	52 56 58 60
Рубленая стена (20 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	76 81 84 87	69 75 78 80	66 72 75 77
Стена из бруса (18 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	76 83 87 89	76 81 84 87	69 75 78 80	66 72 75 77
Стена из бруса (10 см) с внутр. обшивкой	-24 -26 -28 -30	87 94 98 101	85 91 96 98	78 83 87 89	76 82 85 87
Каркасная стена (20 см) с керамзитовымзаполнением	-24 -26 -28 -30	62 65 68 71	60 63 66 69	55 58 61 63	54 56 59 62
Стена из пенобетона (20 см) с внутр. штукатуркой	-24 -26 -28 -30	92 97 101 105	89 94 98 102	87 87 90 94	80 84 88 91

Примечание
Если за стеной находится наружное неотапливаемое помещение (сени, застекленная веранда и т. д.), то потери тепла через нее составляют 70% от расчетных, а если за этим неотапливаемым помещением не улица, а еще одно помещение наружу (например, сени, выходящие на веранду), то 40% от расчетного значения.

Таблица – Удельные теплопотери элементов ограждения здания (на 1 кв.м. по внутреннему контуру) в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика ограждения	Наружная температура, °С	Теплопотери, кВт
Окно с двойным остеклением	-24 -26 -28 -30	117 126 131 135
Сплошные деревянные двери (двойные)	-24 -26 -28 -30	204 219 228 234
Чердачное перекрытие	-24 -26 -28 -30	30 33 34 35
Деревянные полы над подвалом	-24 -26 -28 -30	22 25 26 26

Рассмотрим пример расчета тепловых потерь двух разных комнат одной площади с помощью таблиц.

Пример 1.

Угловая комната (первый этаж)

Характеристики комнаты:

этаж первый,

площадь комнаты – 16 кв.м. (5х3,2),

высота потолка – 2,75 м,

наружных стен – две,

материал и толщина наружных стен – брус толщиной 18 см, обшит гипсокартонном и оклеен обоями,

окна – два (высота 1,6 м, ширина 1,0 м) с двойным остеклением,

полы – деревянные утепленные, снизу подвал,

выше чердачное перекрытие,

расчетная наружная температура –30 °С,

требуемая температура в комнате +20 °С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.
Площадь наружных стен за вычетом окон:
Sстен(5+3,2)х2,7-2х1,0х1,6 = 18,94 кв. м.
Площадь окон:
Sокон = 2х1,0х1,6 = 3,2 кв. м.
Площадь пола:
Sпола = 5х3,2 = 16 кв. м.
Площадь потолка:
Sпотолка = 5х3,2 = 16 кв. м.
Площадь внутренних перегородок в расчете не участвует, так как через них тепло не уходит – ведь по обе стороны перегородки температура одинакова. Тоже относится и к внутренней двери.
Теперь вычислим теплопотери каждой из поверхностей:

Qсте_н = 18,94х89 = 1686 Вт,
Q_окон = 3,2х135 = 432 Вт,
Q_пола = 16х26 = 416 Вт,
Q_{потолка} = 16х35 = 560 Вт.

Суммарные теплопотери комнаты составят:
Qсуммарные = 3094 Вт.
Заметим, что через стены уходит тепла больше чем через окна, полы и потолок.
Результат расчета показывает теплопотери комнаты в самые морозные (Т нар.= –30 °С) дни года. Естественно, чем теплее на улице, тем меньше уйдет из комнаты тепла.

Пример 2

Комната под крышей (мансарда)

Характеристики комнаты:

этаж верхний,

площадь 16 кв.м. (3,8х4,2),

высота потолка 2,4 м,

наружные стены; два ската крыши (шифер, сплошная обрешетка, 10 см минваты, вагонка), фронтоны (брус толщиной 10 см, обшитый вагонкой) и боковые перегородки (каркасная стена с керамзитовым заполнением 10 см),

окна – четыре (по два на каждом фронтоне), высотой 1,6 м и шириной 1,0 м с двойным остеклением,

расчетная наружная температура –30°С,

требуемая температура в комнате +20°С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.
Площадь торцевых наружных стен за вычетом окон:
Sторц.стен = 2х(2,4х3,8-0,9х0,6-2х1,6х0,8) = 12 кв. м.
Площадь скатов крыши, ограничивающих комнату:
Sскатов.стен = 2х1,0х4,2 = 8,4 кв. м.
Площадь боковых перегородок:
Sбок.перегор = 2х1,5х4,2 = 12,6 кв. м.
Площадь окон:
Sокон = 4х1,6х1,0 = 6,4 кв. м.
Площадь потолка:
Sпотолка = 2,6х4,2 = 10,92 кв. м.
Теперь рассчитаем тепловые потери этих поверхностей, при этом учтем, что через пол тепло не уходит (там теплое помещение). Теплопотери для стен и потолка мы считаем как для угловых помещений, а для потолка и боковых перегородок вводим 70-процентный коэффициент, так как за ними располагаются неотапливаемые помещения.

Qторц.стен = 12х89 = 1068 Вт,
Q_{скатов.стен} = 8,4х142 = 1193 Вт,
Q_{бок.перегор} = 12,6х126х0,7 = 1111 Вт,
Q_окон = 6,4х135 = 864 Вт,
Q_{потолка} = 10,92х35х0,7 = 268 Вт.

Суммарные теплопотери комнаты составят:

Q_{суммарные} = 4504 Вт.

Как видим, теплая комната первого этажа теряет (или потребляет) значительно меньше тепла, чем мансардная комната с тонкими стенками и большой площадью остекления.

Чтобы такое помещение сделать пригодным для зимнего проживания, нужно в первую очередь утеплять стены, боковые перегородки и окна.

Любая ограждающая конструкция может быть представлена в виде многослойной стены, каждый слой которой имеет свое тепловое сопротивление и свое сопротивление прохождению воздуха. Сложив тепловое сопротивление всех слоев, получим тепловое сопротивление всей стены. Также суммируя сопротивление прохождению воздуха всех слоев, поймем, как дышит стена. Идеальная стена из бруса должна быть эквивалентна стене из бруса толщиной 15 – 20 см. Приведенная ниже таблица поможет в этом.

Таблица – Сопротивление теплопередаче и прохождению воздуха различных материалов ΔT=40 °С (Т_нар.=–20 °С, Т_внутр.=20 °С.)

Слой стены	Толщина слоя стены (см)	Сопротивление теплопередаче слоя стены		Сопротивл. воздухопро ницаемости эквивалентно брусовой стене толщиной (см)
Слой стены	Толщина слоя стены (см)	Ro,	Эквивалент кирпичной кладке толщиной (см)
Кирпичная кладка из обычного глиняного кирпича толщиной: 12 см 25 см 50 см 75 см	12 25 50 75	0,15 0,3 0,65 1,0	12 25 50 75	6 12 24 36
Кладка из керамзитобетонных блоков толщиной 39 см с плотностью: 1000 кг / куб м 1400 кг / куб м 1800 кг / куб м	39	1,0 0,65 0,45	75 50 34	17 23 26
Пено- газобетон толщиной 30 см плотностью: 300 кг / куб м 500 кг / куб м 800 кг / куб м	30	2,5 1,5 0,9	190 110 70	7 10 13
Брусовал стена толщиной (сосна) 10 см 15 см 20 см	10 15 20	0,6 0,9 1,2	45 68 90	10 15 20

Для объективной картины теплопотерь всего дома необходимо учесть

Потери тепла через контакт фундамента с мерзлым грунтом обычно принимают 15% от потерь тепла через стены первого этажа (с учетом сложности расчета).

Потери тепла, связанные с вентиляцией. Эти потери рассчитываются с учетом строительных норм (СНиП). Для жилого дома требуется около одного воздухообмена в час, то есть за это время необходимо подать тот же обьем свежего воздуха. Таким образом, потери связанные с вентиляцией, составляют немногим меньше сумме теплопотерь приходящиеся на ограждающие конструкции. Получается, что потери тепла через стены и остекление составляет только 40%, а потери тепла на вентиляцию 50%. В европейских нормах вентиляции и утепления стен, соотношение тепловых потерь составляют 30% и 60%.

Если стена «дышит», как стена из бруса или бревна толщиной 15 – 20 см, то происходит возврат тепла. Это позволяет снизить тепловые потери на 30%, поэтому полученную при расчете величину теплового сопротивления стены следует умножить на 1,3 (или соответственно уменьшить теплопотери).

Суммировав все теплопотери дома, Вы определите, какой мощности генератор тепла (котел) и отопительные приборы необходимы для комфортного обогрева дома в самые холодные и ветряные дни. Также, расчеты подобного рода покажут, где «слабое звено» и как его исключить с помощью дополнительной изоляции.
Рассчитать расход тепла можно и по укрупненным показателям. Так, в одно- и двухэтажных не сильно утепленных домах при наружной температуре –25 °С требуется 213 Вт на один квадратный метр общей площади, а при –30 °С – 230 Вт. Для хорошо утепленных домов – это: при –25 °С – 173 Вт на кв.м. общей площади, а при –30 °С – 177 Вт.

Выводы и рекомендации

Стоимость теплоизоляции относительно стоимости всего дома существенно мала, однако при эксплуатации здания основные затраты приходятся именно на отопление. На теплоизоляции ни в коем случае нельзя экономить, особенно при комфортном проживании на больших площадях. Цены на энергоносители во всем мире постоянно повышаются.

Современные строительные материалы обладают более высоким термическим сопротивлением, чем материалы традиционные. Это позволяет делать стены тоньше, а значит, дешевле и легче. Все это хорошо, но у тонких стен меньше теплоемкость, то есть они хуже запасают тепло. Топить приходиться постоянно – стены быстро нагреваются и быстро остывают. В старых домах с толстыми стенами жарким летним днем прохладно, остывшие за ночь стены «накопили холод».

Утепление необходимо рассматривать совместно с воздухопроницаемостью стен. Если увеличение теплового сопротивления стен связано со значительным уменьшением воздухопроницаемости, то не следует его применять. Идеальная стена по воздухопроницаемости эквивалентна стене из бруса толщиной 15…20 см.

Очень часто, неправильное применение пароизоляции приводит к ухудшению санитарно-гигиенических свойств жилья. При правильно организованной вентиляции и «дышащих» стенах она излишня, а при плохо воздухопроницаемых стенах это ненужно. Основное ее назначение это предотвращение инфильтрации стен и защита утепления от ветра.

Утепление стен снаружи существенно эффективнее внутреннего утепления.

Не следует бесконечно утеплять стены. Эффективность такого подхода к энергосбережению – не высока.

Вентиляция – вот основные резервы энергосбережения.

Применив современные системы остекления (стеклопакеты, теплозащитное стекло и т.п.), низкотемпературные обогревающие системы, эффективную теплоизоляцию ограждающих конструкций, можно сократить затраты на отопление в 3 раза.

Варианты дополнительного утепления конструкций зданий на базе строительной теплоизоляции типа «ISOVER», при наличии в помещениях систем воздухообмена и вентиляции.

Утепление черепичной кровли с применением теплоизоляции ISOVER

Утепление чердачного
перекрытия

Утепление межэтажного
перекрытия

Утепление стены из легких бетонных блоков		Утепление кирпичной стены с вентилируемым зазором		Утепление бревенчатой стены

Утепление перегородки сауны и пола первого этажа		Утепление каркасной стены и цоколя

Статья подготовлена ресурсом http://www.kolodec.ru/ot/51/

КАК СДЕЛАТЬ ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА?

Thu, 21 Apr 2016 09:08:00 +0000

При строительстве или обустройстве собственного жилья очень важно выбрать оптимально подходящую систему обогрева. Присмотритесь внимательнее к такому варианту как воздушное отопление.

Воздушное отопление дома – система терморегуляции, при которой нагретый (или охлажденный) до нужной температуры воздух подается непосредственно во внутренние помещения дома. Такая система обладает рядом преимуществ перед традиционными радиаторными и печными системами отопления.

ПРЕИМУЩЕСТВО ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Во-первых, зоны подогрева дома не локализованы вокруг печей и радиаторов, нет резких перепадов температуры. В доме, оснащенном воздушным отоплением, вы не увидите запотевших стекол, потеков влаги на стенах и вздувшихся обоев – следствия конденсации воды из воздуха, вызванного температурными перепадами. За счет равномерности нагрева воздуха воздушное отопление отлично подходит для помещений больших внутренних объемов – залов, цехов, складов и т.д.

Во-вторых, воздушное отопление не требует сложной системы циркуляции теплоносителя. При радиаторном отоплении теплоноситель (разогретая вода или масло) циркулирует под высоким давлением по комплексу трубопроводов и радиаторов. Горячий теплоноситель под давлением представляет собой чрезвычайно агрессивную среду, налагающую на элементы системы отопления высокие требования по сопротивлению коррозии, герметичности и т.п. Малейшее повреждение любого из элементов системы может привести к проникновению теплоносителя во внутренние помещения здания, что представляет серьезную опасность для безопасности людей и сохранности имущества. Воздушное отопление лишено этих недостатков.

Сравнение цен водяных и воздушных систем обогрева в расчете на 1 м2 площади

Кроме того, радиаторное отопление требует специальных мер по отключению в зимнее время: не слитый замерзший теплоноситель закупорит трубопроводы и радиаторы, что сделает эксплуатацию системы обогрева невозможной на длительное время. Вода же вообще имеет свойство «размерзаться» — расширяться при замерзании, что может привести к физическому разрушению всей системы обогрева. Воздушное же отопление напротив, можно просто включать и выключать в любое время года. Это свойство воздушного отопления незаменимо, например, для загородных коттеджей, куда зимой приезжают только на выходные, небольших частных гостиниц, принимающих постояльцев на время зимних праздников и т.п.

Немаловажным фактором является меньшая удельная стоимость систем воздушного обогрева.

ВИДЫ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Использование горячего воздуха для обогрева помещений известно людям с древних, античных времен. Во время раскопок в «законсервированных» пеплом Везувия Помпеях были найдены стены и фундаменты зданий, конструкция которых недвусмысленно указывала на использование «гипокаустов» — древних систем централизованного воздушного отопления.

С падением Рима воздушное отопление было забыто в Европе на долгие века, как и многое другое, что составляло наследие Империи. Второе рождение централизованных отопительных систем произошло в 14-15 веках. Любопытно, что нагревание стен и пола теплым воздухом использовалось для отопления палат московского Кремля задолго до того, как о подобном способе отопления вспомнили в Западной Европе. Удивленные иноземные послы рассказывали о московской диковинке землякам, и некоторое время центральное воздушное отопление носило в Европе название… «русское отопление».

Массовое распространение воздушное отопление получило в Новое время, когда промышленная революция двинула большие массы людей в города. Именно такого типа было первое центральное отопление многоквартирных домов Лондона – тогдашней индустриальной столицы мира.

Прямоточная система обогрева

Принципиальное устройство первых систем воздушного отопления было достаточно простым. В нижней части здания, обычно в подвале, воздух нагревался посредством сжигания дров, древесного или каменного угля. Нагретый воздух самотеком поднимался вверх через полости в полу и стенах, и выходил наружу через специальные выводящие отверстия на крыше. Воздух внутри помещения нагревался опосредованно – от нагретых горячим воздухом пола и стен.

Схема устройства римского гипокауста

Эффективность подобной системы, получившей название прямоточной, была очень скромной, большая часть энергии расходовалась на прогрев на всю глубину стен и пола, а также на «обогрев улицы» — через выводящие отверстия выбрасывался еще горячий воздух. Избежать этого было невозможно: именно разница температур в системе и снаружи создавала тягу, благодаря которой осуществлялось движение воздуха.

Рециркуляционная система обогрева

Революцию в воздушном отоплении произвело использование нового вида топлива – природного газа. Нагревание воздуха более чистым топливом вкупе с появлением совершенных воздушных фильтров, сделали возможным закачивание нагретого воздуха непосредственно внутрь помещения, создав, таким образом, замкнутый цикл оборота воздуха в помещении.

Нагретый с помощью газовых или электрических нагревателей воздух, поднимаясь по воздуховодам, подается в верхнюю часть здания. Отдавая тепло, воздух остывает и, постепенно замещаясь новыми массами нагретого воздуха, опускается вниз, снова попадая в нагреватель.

Такая схема рециркуляционного отопления называется гравитационной, потому что циркуляция воздуха осуществляется без применения каких либо специальных устройств только благодаря силе тяжести.

Если конструкция здания препятствует свободному круговороту воздуха, применяют рециркуляционную схему с принудительной вентиляцией. Нагнетание горячего воздуха в помещения и отбор их в нагреватель в этом случае осуществляется с помощью специальных вентиляторов.

Обогрев здания с рециркуляцией воздуха – самый простой и недорогой вариант, который идеально подходит для использования в нежилых помещениях, цехах, складах. Дело в том, что многократный прогон воздуха через систему обогрева отрицательно сказывается на его качестве. Воздушное отопление частного дома или квартиры по рециркуляционной схеме требует дополнительных затрат на увлажнение и ионизацию воздуха.

Поэтому для обогрева жилых помещений чаще используют рециркуляцию с частичным притоком наружного воздуха. При такой схеме производится постепенный вывод «отработанного» воздуха наружу с постепенным замещением его свежим воздухом.

Рециркуляция с частичным притоком наружного воздуха

Существуют также различные комбинированные воздушно-водяные или воздушно-масляные схемы обогрева, которые применяются в основном для централизованного обогрева нескольких зданий. Теплоноситель разносит энергию из центральной котельной к зданиям, где мощный радиатор играет роль нагревательного элемента системы воздушного обогрева.

ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ – СДЕЛАЙ САМ

Воздуховоды – специальные трубы, по которым будет циркулировать теплый воздух.Воздуховоды могут быть гибкими или жесткими. Если вы решили использовать жесткий воздуховод, вам обаятельно пригодятся отводы («кривые» части воздуховодов под девяносто или 45 градусов). Также придется запастись «тройниками» в количестве, зависящем от сложности системы циркуляции воздуха. Существуют разнообразные варианты материалов для изготовления воздуховодов, но наибольшее применение получили воздуховоды из оцинкованной стали.

- Решетки, через которые будет осуществляться подача и забор воздуха.

- Алюминиевый скотч для герметизации сочленений воздуховодов. Лучше использовать армированный скотч.

- Инструмент для работы с оцинкованной сталью и монтажный крепеж.

Начать нужно с выбора «сердца» системы обогрева – нагревательного элемента. Чаще всего для отопления жилых помещений применяют газовые теплогенераторы. Выбор конкретной марки теплогенератора осуществляется в зависимости от площади отапливаемого помещения и расхода топлива. Рекомендуется обратить внимание на теплогенераторы производства стран Скандинавии. Хотя эти модели и не из дешевых, они отлично адаптированы к суровым северным реалиям.

Кроме самого теплогенератора вам понадобятся:

Различные виды воздуховодов

Лучше всего если воздушное отопление загородного дома планируется на этапе строительства. Тогда воздуховоды можно провести в стене в специальных нишах. Если система обогрева монтируется для готового дома, воздуховоды обычно скрывают подвесными потолками и фальшстенами.

Воздушный обогрев дома – перспективный и выгодный вариант обустройства жилища, на который мы рекомендуем вам обратить свое внимание. В любом случае, выбор за вами.

Отопление частного дома: выбор энергоносителя и методы сокращения потребления энергии

Tue, 19 Apr 2016 18:32:00 +0000

Ответ на вопрос о выборе источника энергии для отопления частного дома не всегда очевиден. Попробуем разобраться в тех основных моментах, которые необходимо учитывать, делая свой выбор.

Самым важным моментом при выборе источника энергии для отопления, как правило, служит экономическая составляющая – то есть ежемесячные эксплуатационные затраты для оплаты за реально использованную энергию.

Большинству людей хорошо известно, что самым экономичным источником нагрева всегда был и ещё длительное время останется природный газ. И, казалось бы, ответ напрашивается сам собой – если он самый дешёвый, то нужно останавливать свой выбор на нём. Но очень часто использовать природный газ оказывается достаточно проблематично. Во-первых, не все районы газифицированы, и тогда осуществить присоединение какого-то дома к газовой сети в принципе нереально. Во-вторых, при наличии возможности присоединения очень часто стоимость такой услуги оказывается просто запредельной. В-третьих, необходимо также учитывать, что к работающему на газе оборудованию предъявляются определённые требования – в том, что касается помещения, где его планируется размещать. А эти требования не всегда принимаются во внимание застройщиком при проектировании и строительстве дома, и случается, что такие требования невозможно соблюсти после окончания строительства. А это неразрывно связано с системой отопления, которую планируется использовать в доме, поскольку данными требованиями определяются пределы мощности оборудования, потребляющего газ. Чем больше мощность, тем более строгие требования предъявляются к помещению для установки газового оборудования. Среди основных требований – объём помещения, наличие отдельного выхода на улицу и естественной вытяжки, наличие окна, а также проёма для притока воздуха с улицы. В зависимости от выбора газоиспользующего оборудования что-то из этого перечня может не иметь никакого значения. Конфигурация дома может также играть определённую роль в вопросе газификации. Иногда, при существенной суммарной мощности газоиспользующего оборудования и необходимости установки газовой плиты, приходится делать не один, а два ввода газовой трубы, если техническое помещение (топочная) находится на удалённом расстоянии от кухни.

Суммарную мощность оборудования обычно считают так: 10 кВт для газовой плиты, 10-15 кВт для горячего водоснабжения и вторичных нагревательных приборов (полотенцесушитель, дизайн-радиатор, локальный тёплый пол и др.), плюс расчётная мощность основного отопительного оборудования. Последнее значение просчитывается на основе теплотехнического расчёта, где определяются теплопотери в зависимости от конструкции дома, а также мощность, которая требуется на нагрев воздуха для нужд вентиляции. Мощность, необходимая для отопления, предварительно просчитывается по усредненным нормам 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади дома. Например, для дома площадью 200 м2 суммарная мощность газового оборудования составит около 40-45 кВт. Желательно всё это продумать как можно раньше – лучше всего на этапе выбора проекта своего будущего дома, чтобы заранее понимать перспективы его отопления природным газом.

Если по каким-либо причинам возможность сделать централизованную газификацию отсутствует, следует рассмотреть альтернативные варианты. Они обычно ограничиваются электричеством, СУГ (сжиженный углеводородный газ – чаще всего смесь пропана и бутана), дизельным топливом (солярка) и твёрдым топливом (дрова, пеллеты, уголь и т.п.). Многие перед тем, как сделать выбор, пытаются в первую очередь определить ориентировочный расход того или иного вида топлива за год (отопительный сезон), чтобы, умножив это количество на стоимость, просчитать готовые затраты на отопление. Скажем прямо: в этом нет никакого смысла. Разумнее сравнить стоимость 1 кВт энергии, получаемого от каждого вида топлива, т.к. расход этой энергии за период будет примерно одинаков, и он мало зависит от используемого отопительного оборудования. Стоимость в каждом конкретном месте будет различной – приведём пример для московского региона, с ценами, актуальными на февраль 2016 года.

Электроэнергия:

Тариф за 1 кВтч составляет 5,03 руб. (или 4,65 руб.) При 100% эффективности использования электроэнергии каждый киловатт тратится непосредственно на нагрев, т.е. выделяет 3,6 МДж тепловой энергии. Таким образом, получаем: 1 кВт стоит 5,03 руб. (или 4,65 руб.)

Дизельное топливо:

Оптовая цена дизельного топлива в зависимости от объёма и дальности доставки составляет 30-33 руб/литр. Удельная теплота сгорания дизельного топлива – 42 МДж/кг (или 11,7 кВт*час). C учетом плотности (0,8 кг/литр) литр солярки дает 33,6 МДж (или 9,3 кВт*час). Следует также учесть, что эффективность дизельного оборудования обычно не превышает 80%. Таким образом, получаем стоимость 1 кВт полезной энергии – 4-4,4 руб.

СУГ (сжиженный газ):
Оптовая цена сжиженного газа в зависимости от объёма и дальности доставки составляет 16-17 руб/литр.

Удельная теплота сгорания пропанобутановой смеси – 115 МДж/м3 (31,9 кВт*час). Плотность газовой фазы – 2,5 кг/м3, или (с учетом плотности сжиженного газа 0,6 кг/литр) 4 литра/м3. 1 литр пропан-бутана дает около 29 МДж (8 кВт*час). Реальная эффективность газового оборудования 80-90%. Получаем стоимость 1 кВт полезной энергии – 2,2-2,7 руб.

Твёрдое топливо
Разнообразие твёрдого топлива и его поставщиков не позволяет сделать полноценный анализ. На основании доступной в сети информации, с учётом того, что реальная эффективность твёрдотопливных котлов не превышает 80%, получаем стоимость 1 кВт полезной энергии от твёрдого топлива в пределах 2,5-3,5 руб.

Ну и, для сравнения, всё-таки вернёмся к природному газу – метану. Розничные цены на природный газ, реализуемый населению, составляют 4,33-6,05 руб/м3. Среднее значение теплоты сгорания природного газа – 36 МДж/м3 (10 кВт*час). С учётом реальной эффективности газового оборудования 80-90%, получаем стоимость1 кВт полезной энергии 0,48-0,75 руб. Для информативности сведём все результаты в табличку по возрастанию.

Природный газ	СУГ	Твёрдое топливо	Дизель	Электричество
0,48 – 0,75 руб/кВт	2,2 – 2,7 руб/кВт	2,5 – 3,5 руб/кВт	4 – 4,4 руб/кВт	4,65 – 5,03 руб/кВт

Следует отметить, что немаловажным фактором является и стоимость самой отопительной системы с тем или иным видом топлива. Так, в случае реализации электрической системы это сделать проще всего и с наименьшими затратами, поскольку не требуется дополнительно никакого оборудования. Основной проблемой здесь может быть только ограничение по мощности подключения к электросети. Для СУГ и дизеля потребуются специальные резервуары, причём стоимость реализации системы хранения и подачи СУГ существенно выше, чем для дизтоплива. А для твёрдого топлива необходимо наличие помещения достаточного объёма – и, кроме этого, требуется постоянный контроль расхода топлива и периодическая его загрузка, причём вручную.

Также следует обратить внимание на такой немаловажный фактор, как надёжность системы в целом. Ведь с каждым видом топлива связаны определённые риски. Например, отопительное оборудование, работающее непосредственно от электричества, само по себе максимально надёжно, но его использование окажется проблематичным в случае перебоев в поставках электроэнергии, что случается в результате аварийных отключений или связано с погодными явлениями. И, хотя другое отопительное оборудование тоже, как правило, потребляет электроэнергию, поддержать его работоспособность при отключении электроэнергии можно с помощью маломощного автономного источника резервного электропитания – электрогенератора.

Как уже отмечалось выше, теплопотери Вашего дома практически не будут зависеть от источника энергии, выбранного для отопления – следовательно, и сезонное энергопотребление тоже. Однако существуют методы, позволяющие регулировать расход энергоносителя. Мы говорим про саму систему отопления и её автоматику. Все более популярным становится применение устройств, позволяющих контролировать изменения температуры на улице и управлять, в зависимости от этого, работой отопительного оборудования. Например, для водогрейного котла такая корректировка позволяет снижать температуру теплоносителя при повышении температуры на улице. Это позволяет снизить вероятность перегрева помещений, а также снижает теплопотери, что экономит энергоноситель. Однако из-за инерционности такого процесса в системах с теплоносителем высокая результативность такой экономии не достигается. Наиболее эффективными являются методы контроля и управления температурой непосредственно внутри дома, когда температура в помещении поддерживается на заданном уровне вне зависимости от погодных условий. Хороший результат здесь обеспечивается благодаря устройствам нагрева воздуха с принудительным обдувом – например, тепловентиляторам или встраиваемым в пол конвекторам. А максимальных результатов экономии можно достичь, используя систему централизованной обработки воздуха – то есть систему воздушного отопления. Современные устройства контроля в системах воздушного отопления позволяют не просто управлять температурой в помещении, но и оперативно изменять её в соответствии с графиком жильцов, поддерживая разные температурные режимы для различных периодов времени. Это даёт возможность, например, понижать температуру в доме на время отсутствия в нём людей – при этом, соответственно, снижается расход энергоносителя. Если воздух нагревается посредством водяного теплообменника, то сокращение времени его работы приводит к снижению интенсивности работы водогрейного котла, которому требуется меньше времени для поддержания температуры теплоносителя. Если нагрев воздуха выполняется при помощи газового воздухонагревателя, то в это время он включается реже и работает меньше – следовательно, и газа потребляет меньше. Полноценное использование такой возможности в системах воздушного отопления позволяет добиться сокращения расхода энергоносителя в пределах 50-60 % по сравнению со стандартными водяными системами.

В заключение хотим отметить, что при достаточно высокой стоимости электроэнергии существуют методы для сокращения её потребления – в том, что относится непосредственно к системам отопления. Самым эффективным считается применение реверсивных кондиционеров – тепловых насосов, геотермальных или атмосферных. Но их высокая эффективность поддерживается только при плюсовой температуре или близкой к 0 градусов. И, если для геотермальных систем это условие соблюдается всегда, то использование атмосферных целесообразно только в регионах с тёплым или умеренным климатом, где зимы не такие суровые. Использование теплового насоса позволяет снизить расход электроэнергии на нужды отопления примерно в 3 раза.

Ещё одним методом снижения расходов на отопление дома является комбинирование различных источников энергии в системе отопления. Наибольшей гибкостью для этого обладает система воздушного отопления, в которой возможно применять несколько устройств нагрева, и чередовать их в зависимости от конкретной ситуации. Например, устанавливается газовый воздухонагреватель, который оснащается дополнительно ТЭНом и атмосферным тепловым насосом. При умеренной температуре на улице обогрев осуществляется тепловым насосом, при ее понижении – электричеством, а при сильных морозах можно использовать сжиженный газ из небольшой стационарной ёмкости или газобаллонной установки.

Информация предоставлена компанией ТГСВ

http://www.tgsv.ru/otoplenie-doma-vybor-systemy

Systemair: сделано во Франции

Wed, 06 Apr 2016 06:44:00 +0000

В 2014 году компания Systemair подписала соглашение о приобретении активов Airwell во Франции. По условиям сделки Systemair получила торговые марки, права на производимую продукцию, а также торговую организацию и производственные мощности в городе Тийере — примерно в 100 километрах к западу от Парижа.

Заводской комплекс в Тийере занимает площадь более 100 тысяч квадратных метров и включает в себя металлообрабатывающий цех, цех покраски, цех по выпуску теплообменников воздушного охлаждения, линию ручной и автоматической сварки, сборочные линии и складские помещения. На предприятии производятся чиллеры, компрессорно-конденсаторные блоки, тепловые насосы, фэнкойлы и крышные кондиционеры, что позволило компании Systemair значительно расширить линейку систем кондиционирования, поставляемых на российский рынок.

Модернизация от Systemair

Компания Systemair инвестировала значительные средства в модернизацию французского завода, в результате надежность выпускаемой продукции была повышена, а сроки производства и затраты — сокращены.

Для ускорения доставки компонентов на сборочные линии внедрена система «канбан», обеспечивающая наличие оптимального набора и количества компонентов «точно вовремя» на каждом рабочем месте сборочной линии. Благодаря системе «канбан» объемы запасов на складах удалось снизить без ущерба для оперативности выполнения заказов.

Непрерывный процесс инноваций

Задача разработчиков Systemair — удовлетворять запросы рынка, учитывать действующие и готовящиеся стандарты и нормы, а также предвосхищать потребности клиентов. Переоснащение лабораторного комплекса в Тийере дало возможность инженерам внедрять новые идеи и решения. За минувший год была полностью обновлена линейка напольно-потолочных фэнкойлов: на смену известной серии Aquafan пришли фэнкойлы Syscoil 2 со сниженными уровнем шума и энергопотреблением.

Ведется работа по запуску производства новых высокоэффективных чиллеров SYSAQUA и крышных кондиционеров SysAer с расширенными возможностями применения, которые заменят серию RoofTech. Также планируется расширение модельного ряда канальных фэнкойлов Ductys и VH. Из ранее зарекомендовавших себя линеек следует отметить серию кассетных блоков KOG LN, которые теперь выпускаются в низкошумном исполнении.

Залог успеха — высокие стандарты качества

На заводе организована многоступенчатая система контроля качества, которая включает в себя тщательный отбор поставщиков, промежуточное тестирование отдельных компонентов в процессе производства и финальную проверку готовой продукции.

Например, в процессе изготовления все теплообменники испытываются давлением, а каждый фэнкойл тестируется в акустической камере и проходит проверку на подключение электрокомпонентов. Если согласно заказу клапаны устанавливаются на заводе, то осуществляется повторная проверка соединений на герметичность.

Сразу после сборки чиллеры и крышные кондиционеры проходят тщательное тестирование, которое включает в себя испытания холодильного контура, щита автоматики и работы машины в целом.

Большинство продукции стандартно поставляется с влагостойким покрытием Blue fin, обеспечивающим быстрый отвод конденсата и замедляющим процесс коррозии. По желанию возможно нанесение покрытия Blygold, которое надежно защищает теплообменник даже при длительном воздействии соленого воздуха, дождя и других внешних факторов.

Собственное производство теплообменников обеспечивает гибкость при выборе конфигурации и материалов исполнения.

Комплексное предложение

Обладая производственными площадками во Франции и Италии, компания Systemair предлагает системы «чиллер — фэнкойл» различной производительности. При этом комплексная поставка совместно с воздухообрабатывающими агрегатами DV и DV Compact позволяет спроектировать и реализовать огромное количество объектов самого разного назначения.

В качестве универсального решения для торговых центров и других объектов с открытой площадью идеально подходят крышные кондиционеры Systemair, которые объединяют воздухообрабатывающий агрегат и компрессорно-конденсаторный блок в одном корпусе.

Крышный кондиционер способен охлаждать, обогревать и обеспечивать вентиляцию помещений с добавлением свежего воздуха или без него. Одно из существенных преимуществ крышных кондиционеров — множество вариантов подключения воздуховодов, что открывает широкие возможности использования в местах с ограниченным пространством для монтажа.

В 2016 году компания представляет единую программу подбора для всего спектра тяжелой техники собственного производства. Таким образом, Systemair по-прежнему сохраняет баланс между расширением ассортимента и упрощением работы своих партнеров и клиентов.

Подробнее о продукции Systemair, а также о программах подбора можно узнать на семинарах, которые проводят специалисты компании в московском офисе и регионах РФ.

Статья подготовлена компанией Systemair

АЕРО ЮНИТ - Библиотека технических руководств

Расчет тепловых потерь зданий

Утепление чердачногоперекрытия

Утепление межэтажногоперекрытия

Утепление стеныиз легких бетонныхблоков

Утеплениекирпичнойстеныс вентилируемым зазором

Утеплениебревенчатойстены

Утепление перегородкисауны и пола первого этажа

Утепление каркаснойстены и цоколя

КАК СДЕЛАТЬ ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА?

Отопление частного дома: выбор энергоносителя и методы сокращения потребления энергии

Systemair: сделано во Франции

Модернизация от Systemair

Непрерывный процесс инноваций

Залог успеха — высокие стандарты качества

Комплексное предложение

Утепление чердачного
перекрытия

Утепление межэтажного
перекрытия

Утепление стены
из легких бетонных
блоков

Утепление
кирпичной
стены
с вентилируемым зазором

Утепление
бревенчатой
стены

Утепление перегородки
сауны и пола первого этажа

Утепление каркасной
стены и цоколя