Проектирование водяного отопления для дома: пошаговый расчет с примерами
Здравствуйте! Проектировщик Алексей снова с вами. В прошлой статье мы обсудили выбор системы отопления для дома из газобетона, а сегодня детально разберем проектирование водяной системы отопления. Покажу, как правильно рассчитать все элементы системы на конкретном примере.
Нормативная база
При проектировании опираемся на:
- СП 60.13330.2020 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”
- СП 131.13330.2020 “Строительная климатология”
- СП 402.1325800.2018 “Здания жилые. Правила проектирования систем отопления”
Исходные данные для примера
Рассмотрим двухэтажный дом:
- Площадь: 150 м²
- Высота потолков: 3 м
- Регион: Московская область
- Расчетная зимняя температура: -28°C (по СП 131.13330.2020)
- Внутренняя температура: +20°C (по ГОСТ 30494-2011)
1. Расчет теплопотерь
Теплопотери через стены
Формула: Q = (S × ΔT) / R, где:
- Q – теплопотери (Вт)
- S – площадь поверхности (м²)
- ΔT – разница температур (°C)
- R – сопротивление теплопередаче (м²·°C/Вт)
Пример расчета для кирпичной стены:
- Площадь стен: 180 м²
- Состав стены:
- Кирпич 380 мм (R = 0,52)
- Утеплитель 100 мм (R = 2,94)
- Штукатурка 20 мм (R = 0,05)
- Суммарное R = 3,51 м²·°C/Вт
Q = (180 × (20 – (-28))) / 3,51 = 2461 Вт
Теплопотери через окна
- Площадь окон: 30 м²
- R окон = 0,66 м²·°C/Вт (двухкамерный стеклопакет)
Q = (30 × (20 – (-28))) / 0,66 = 2182 Вт
Теплопотери через кровлю
Состав кровли:
- Кровельное покрытие
- Обрешетка
- Гидроизоляция
- Утеплитель 200 мм (R = 5,88)
- Пароизоляция
- Потолок
Площадь кровли: 85 м²
Суммарное R = 6,1 м²·°C/Вт
Q = (85 × (20 – (-28))) / 6,1 = 669 Вт
Теплопотери через пол
Формула для утепленной плиты:
Q = S × ΔT × K, где K – коэффициент теплопередачи
Состав пола:
- Бетонная плита 150 мм
- Утеплитель XPS 100 мм
- Стяжка 50 мм
K = 0,27 Вт/м²·°C (по таблице СП 50.13330.2012)
Q = 85 × (20 – (-28)) × 0,27 = 1101 Вт
Суммарные теплопотери:
- Стены: 2461 Вт
- Окна: 2182 Вт
- Кровля: 669 Вт
- Пол: 1101 Вт
Итого: 6413 Вт
💡 Добавляем 20% на инфильтрацию: 7696 Вт
💡 Добавляем 15% на нагрев ГВС: 8850 Вт
2. Расчет мощности котла
Формула: P = Q × K, где:
- P – мощность котла (кВт)
- Q – суммарные теплопотери (Вт)
- K – коэффициент запаса (1,2)
P = 8850 × 1,2 = 10620 Вт ≈ 11 кВт
3. Расчет радиаторов
Формула расчета секций:
N = Q / (ΔT × q), где:
- N – количество секций
- Q – теплопотери помещения (Вт)
- ΔT – температурный напор (°C)
- q – теплоотдача одной секции (Вт)
Пример для гостиной 20 м²:
- Теплопотери: 1500 Вт
- Температурный напор: 50°C
- Теплоотдача секции: 160 Вт
N = 1500 / (50 × 160) = 9,4 ≈ 10 секций
4. Расчет диаметра труб
Формула: d = √(4Q / (π × v × ρ × c × ΔT)), где:
- d – диаметр трубы (м)
- Q – тепловая мощность (Вт)
- v – скорость теплоносителя (м/с)
- ρ – плотность воды (кг/м³)
- c – теплоемкость воды (Дж/кг·°C)
- ΔT – разница температур (°C)
Пример для главного стояка:
Q = 11000 Вт
v = 0,7 м/с
ΔT = 20°C
d = √(4 × 11000 / (3,14 × 0,7 × 1000 × 4200 × 20)) = 0,023 м
Выбираем трубу 32 мм (с запасом)
Спецификация оборудования
- Котел:
- Мощность: 11 кВт
- Рекомендуемая модель: Viessmann Vitodens 100-W
- Стоимость: 160 000 ₽
- Радиаторы:
- Тип: биметаллические
- Количество: 8 шт
- Секций всего: 76
- Стоимость: 95 000 ₽
- Трубы (PPR PN20):
- Магистрали: 32 мм
- Стояки: 25 мм
- Подводки: 20 мм
- Общая длина: 120 м
- Стоимость: 28 000 ₽
- Насосное оборудование:
- Циркуляционный насос
- Расширительный бак 24 л
- Группа безопасности
- Стоимость: 45 000 ₽
Схема системы отопления
💡 Рекомендуемая схема:
- Двухтрубная система
- Тупиковая разводка
- Нижняя подача
- Попутное движение теплоносителя
Особенности монтажа
- Уклоны трубопроводов:
- Магистрали: 0,003
- Стояки: строго вертикально
- Подводки к радиаторам: 0,01
- Компенсация температурного расширения:
- П-образные компенсаторы
- Сильфонные компенсаторы на стояках
- Плечо компенсации: L = μ × α × ΔT × l
где: - μ – коэффициент (принимаем 50)
- α – коэффициент расширения (0,15 мм/м·°C для PPR)
- ΔT – перепад температур (60°C)
- l – длина участка (м)
🔍 Вывод:
Для нашего проекта выбрали:
💡 Настенный конденсационный котел 11 кВт
💡 Биметаллические радиаторы
💡 Двухтрубную систему с нижней разводкой
💡 Автоматическую балансировку
📌 В следующей статье: расскажу о проектировании электрического отопления, его преимуществах и недостатках.
🌟 Спасибо, что читаете нас! Подписывайтесь на канал “Цифровой Хаб Архитектора”, оставляйте комментарии и делитесь своими идеями!ЦифровойХабАрхитектора #ИсторияПроектировщика #Отопление #Проектирование #Строительство
