Отопление в частном коттедже – неотъемлемое условие комфортного проживания. Первым этапом в строительстве является составление проекта и производство всех расчетов. И если проект в процессе возведения дома еще можно в чем-то поправить, то неправильные цифры приведут к глобальному увеличению финансовых вложений. Систему обогрева закладывают на начальном этапе, а вычисления производят до закладки фундамента. Грамотные расчеты и применение качественных материалов позволят произвести быстрый монтаж и при эксплуатации обойтись без неоправданных теплопотерь.

1
Из чего складываются теплопотери дома?

Любое здание, жилое или нет, имеет несколько видов обогрева и две разновидности потери тепла:

  • естественные, т. е. через оконные проемы, крышу, входные двери;
  • дополнительные – происходят в результате скрытых дефектов строительства, применения некачественных материалов, плохой изоляции, ошибок при монтаже и т. д.

Для того чтобы не совершать ошибок или суметь исправить их, если они уже произошли, необходимо знать, на что обратить внимание.

№ п/п

Проблема

Характеристика

1

Плохая теплоизоляция стен

Если дом уже построен, погрешности определяют с помощью тепловизора. Исправлять данный недостаток в построенном здании сложно. Лучше всего использовать качественные материалы и привлекать грамотных мастеров на стадии строительства

2

Плохая теплоизоляция кровли

Основное проблемное место – стыки, между балками перекрытия и утеплителем

3

Засор радиаторов

Попадание строительного мусора, заводской брак, воздушная пробка

4

Обогрев улицы

Радиатор не должен сильно нагревать выходящую наружу стену, в противном случае он будет «греть» улицу

5

Неправильный монтаж «теплого пола»

При монтаже система не должна доходить до наружных стен, в противном случае она будет обогревать именно ее и, соответственно, улицу

6

Щели в оконных проемах

Причины появления оконных щелей:

  • некачественный монтаж стеклопакетов;
  • износ изоляционных резинок;
  • слабое прижатие оконной створки к раме

7

Щели в дверных проемах

Опасны щели и в балконных, и во входных дверях. Причины те же, что и при появлении щелей в оконных проемах

8

Мостки холода

Места, где термическое сопротивление понижено: перекрытия, перемычки, углы, места стыковки элементов конструкции и т. д. Обезопасить такие участки следует на стадии строительства, в противном случае сначала появится конденсат, а впоследствии неустранимый грибок

9

Вентиляция

Неправильно подключенная вентиляция затягивает холодные воздушные потоки с улицы

10

Люк на крышу

Причины такие же, как при сквозняках в оконных проемах. Требуется дополнительная изоляция

11

Неправильно установленный кондиционер

Основная утечка тепла происходит через монтажное отверстие на улицу

12

Фундамент

Фундамент, даже имеющий воздушную «подушку» в виде подвала, требует обязательного дополнительного утепления

13

Кладочные швы

Все имеющиеся в конструкции швы (в т.ч. получаемые при кирпичной кладке) являются мостками холода, термическое сопротивление в этих местах снижено

14

Воздушные течи

Возникают возле потолка в местах соединения стыков крыши, стен, перекрытий, примыкания к изоляционному утеплителю

Устранить имеющиеся теплопотери необходимо на стадии строительства, в дальнейшем сделать это будет сложнее. До 90% потерь приходится на фундамент, окна, двери, крышу.

Дополнительная утечка происходит в местах прохождения вентиляции и канализации. Эти данные также необходимо учитывать при составлении схемы отопительной системы.

2
Что входит в отопительную систему?

Самое важно устройство для обогрева частного дома – нагревательный котел в современных коттеджах и печь в устаревших системах небольших домов (печным отоплением большого здания не протопить). Некоторые разновидности данного нагревательного элемента имеют дымоход, выводящий продукты горения. В зависимости от используемого топлива, функциональных особенностей и мощности котел для обогрева бывает:

  1. 1. Электрокотел. Единственный плюс – удобство в использовании: включил/выключил. Но не пользуется популярностью из-за дороговизны самого агрегата и его эксплуатации. А если по каким-либо причинам подача электроэнергии прекратится (разрыв эл. линии вследствие погодных условий, авария на станции и проч.), дом будет замерзать без отопления.
  2. 2. Твердотопливный. Плюс – доступность и котла, и топлива (уголь, дрова, брикеты). Но требуется постоянный контроль за прогоранием того же угля и своевременной подачи его в теплоноситель. Вовремя не подал – дом замерз. Такие устройства применимы в деревнях и селах. Современные модели оснащаются автоматом для подачи топлива, но цена настолько велика, что проще приобрести агрегат другой модификации.
  3. 3. Жидкотопливный. Основной вид топлива – дизельный. Плюсы: самый высокий КПД среди всех моделей и, соответственно, повышенная производительность. Минусы: требуется отдельный резервуар для дизеля и далеко не бюджетная цена на него.
  4. 4. Газовый. Наиболее популярный вариант. Плюсы: небольшой размер котла, высокий КПД, низкая стоимость топлива. Минус: не все районы страны газифицированы.

Котел – это главная составляющая всей отопительной конструкции, и подходить к его выбору требуется основательно. Помимо основного нагревательного элемента, дополнительно потребуются:

  1. 1. Трубы, как элемент системы, отвечают за распространение тепловой энергии от котла до приборов отопления. Наиболее востребованный материал – металлопластик, ПВХ. Подключение производят с помощью соединительных фитингов и коллекторов (гребенок).
  2. 2. Батареи (стальные, чугунные, алюминиевые), конвекторы (конструкция, обеспечивающая постоянную циркуляцию теплого воздушного потока без использования мех. приборов), файнколы (кондиционирование с помощью профессиональной системы) и т. д.
  3. 3. Система «теплый пол».

Для того чтобы грамотно, без погрешностей провести расчет отопления, необходимо точно знать количество отопительных приборов и спрогнозировать все возможные энергетические потери дома.

3
Расчеты, проводимые при установке системы отопления

Из-за сильных перепадов температур в некоторых климатических зонах важно первым делом рассчитать теплопотери каждого помещения в отдельности с учетом материала стен и их толщины. Далее расписывают следующие параметры:

  • остекление стеклопакетов (2-, 3-, 5-камерное);
  • теплоизоляция (материал стен, теплоизолирующего и финишного покрытия;
  • процентное соотношение площади всех окон по отношению к полу;
  • температура воздуха на улице в самое холодное время года;
  • количество стен, выходящих на улицу;
  • этажность (у нижнего этажа с теплым подвалом теплопотери ниже в сравнении с верхним, без теплого чердака);
  • высота комнат;
  • площадь комнат.

К расчетам теплопотерь при определении мощности котла добавляют поправочный коэффициент 1,2.

3.1
Как рассчитать мощность котла?

Следующий этап вычислений – определить общий объем дома. Для этого вычисляют кубатуру всех комнат: и жилых, и всех остальных (кладовки, подсобные и хозяйственные). Далее рассчитывают необходимую мощность котла с учетом всех помещений. Полученные цифры должны быть выражены в кВт на м³. На практике это выглядит так:

  • Рассчитать объем каждого помещения.
  • Сложить полученные цифры.
  • Берется норматив теплообмена для конкретного региона (Вт/м³).
  • Региональный норматив умножается на кубатуру помещения.
  • Добавляется коэффициент 1,2. Он необходим для создания резервной мощности котла на 20% (аппарат он не должен работать на пределе возможности).

Производя расчеты подобным образом для двухэтажного дома (со стандартными комнатами), где на 2 этаже расположены 3 спальни и 1 санузел, на первом – большая гостиная, туалет, дополнительная душевая, коридор, кухня, с показателем регионального норматива 50 Вт/м³, получают мощность котла – 14,6 кВт. Простой одноконтурный котел имеет стандартную мощность 10–15 кВт.

3.2
Как вычислить теплоотдачу радиаторов?

Теплоотдача батарей зависит от материала, из которого они произведены, количества секций и конструкции. Современный рынок представлен следующими разновидностями:

Материал радиаторов

Плюсы

Минусы

Стальные

  • бюджетная цена;
  • простота установки;
  • небольшая общая масса изделия
  • низкая теплоемкость (тонкие стенки быстро остывают);
  • плохо переносят гидравлические и механические повреждения (в местах стыков секций и труб часто возникают течи);
  • цельность конструкции не позволяет менять размеры изделия, добавлять и убирать секции;
  • радиаторы с низкой стоимостью не имеют спец. покрытия и подвержены коррозии;
  • гарантийный срок от производителя маленький

Чугунные

  • современные модели имеют достойный эстетичный вид;
  • конструкцию уменьшают или увеличивают по мере необходимости (секции добавляют/убирают);
  • высокая теплоемкость: чугун долго остывает;
  • при грамотной сборке конструкции и правильном монтаже радиатор хорошо переносит все разновидности ударов и повреждений, перепады температур (даже критичные);
  • не подвержены абразивным изменениям и коррозии;
  • хорошо работают в тандеме с любым теплоносителем

Конструкция имеет достаточно внушительный вес, в связи с этим:

  • сложность монтажа;
  • не в любом доме можно установить – не всегда стены, перегородки и перекрытия выдерживают массивный вес батареи

Алюминиевые

  • невысокая ценовая категория;
  • эстетичный внешний вид;
  • высокая теплоотдача;
  • выдерживает t около 100°, давление – более 15 атмосфер, теплоотдача 1 секции – до 200 Вт, вес секции до 2 кг, объем теплоносителя – до 500 мл;
  • существуют цельные модели и съемно-разъемные (секции убирают/добавляют);
  • чтобы радиатор не подвергался коррозии, материал изготовления должен быть с применением анодного оксидирования металла
  • риск подвергнуться коррозии с дополнительным газообразованием, поэтому теплоноситель выбирают хорошего качества, мастера рекомендуют устанавливать такие батареи только в частных домах без центрального отопления;
  • если конструкция не разделена на секции и модель цельная, при возникновении течи ремонт невозможен, радиатор меняют полностью

Биметаллические

  • теплоотдача высокая, не хуже, чем у алюминиевых;
  • надежность и долговечность высокая, не хуже, чем у чугунных;
  • одна секция состоит из верхнего и нижнего коллектора, соединенных каналом, полностью вся конструкция соединяется резьбовыми муфтами, финишное покрытие алюминиевое (увеличивает показатели теплоотдачи);
  • трубы внутри из антикоррозийного металла с дополнительным полимерным покрытием;
  • алюминиевый теплообменник не подвержен коррозии т. к. не имеет контакта с теплоносителем;
  • радиаторы не подвержены температурным перепадам, скачкам давления;
  • являются универсальными для любого теплоносителя, теплосистемы, но лучшие показатели при подключении к централизованному отоплению

Цена несравненно выше относительно стоимости радиаторов из других материалов

Для комфортного отопления в отдельной комнате и в доме в целом и для компенсации всех возможных теплопотерь устанавливают либо один радиатор со многими секциями, либо несколько. Базой для расчетов станет объем помещения. По умолчанию считается, что 100 Вт достаточно для приемлемой температуры. Необходимую величину теплоотдачи устанавливают по следующей формуле:

  • Д = 100 х С
  • где Д – теплоотдача необходимая для обогрева;
  • С – площадь комнаты.

Полученные вычисления станут основополагающими для приобретения неразъемной батареи. Если конструкция состоит из секций, расчеты продолжаются:

  • Н = С: С(ум)
  • где Н – необходимое количество радиаторных секций;
  • С(ум) – удельная мощь одной секции. Этот показатель обозначают в тех. паспорте приобретаемой батареи.

Данные расчеты применимы для потолка стандартной высоты – 2 м 70 см. При иных показателях вычисления производят, исходя не из площади комнаты, а из кубатуры.

Чтобы определить точное количество секций, можно воспользоваться приведенной таблицей:

Для самостоятельных вычислений применяют следующие формулы:

3.3
Дополнительные коэффициенты

Все представленные расчеты являются базовыми. Чтобы повысить точность вычислений, основные показатели увеличивают на некоторые дополнительные коэффициенты:

  1. 1. Климатические особенности региона нахождения дома.
  2. 2. Тип помещения, находящегося выше и/или ниже комнаты, подлежащей расчету (подвал, следующая комната, чердак, мансарда).
  3. 3. Схема подключения радиатора к трубам и, соответственно, теплоносителю (диагональное, двухстороннее, одностороннее, верхнее, нижнее).
  4. 4. Степень закрытости батарей, существование искусственных преград.

Каждый из этих показателей имеет свой особенный коэффициент, его обязательно учитывают при ведении расчетов.

4
В чем главные ошибки монтажа?

Установка всей системы отопительного оборудования должна производиться по правилам и в установленном порядке. Ошибки, осуществленные при монтаже, сводят на нет все вычисления. Тщательно выверенные расчеты с применением всех данных по коэффициентам не приведут к функциональному отоплению помещения. Стратегическими недочетами являются:

  1. 1. Котел малой мощности.
  2. 2. Неправильно смонтированная обвязка теплоносителя.
  3. 3. Система отопления выбрана без учета климата, необходимой мощности, функциональных особенностей и т. д.
  4. 4. Некачественно подсоединенные трубы и арматура.
  5. 5. Неправильно подключенные дополнительные приборы.

Рассчитать и смонтировать систему отопления самостоятельно вполне возможно. Но потребуется потратить достаточно много времени для произведения всех необходимых расчетов, вычисления коэффициентов, обмера площади каждого помещения. Останется только осуществить монтаж, четко контролируя все нюансы.