Раннее февральское утро. Вы приходите на тренировку в свой любимый фитнес-центр, но вместо привычного комфорта чувствуете что-то не то. Ещё вчера здесь было хорошо, а сегодня раздевалка встречает холодом, а на разминке зябко. Что изменилось?
На самом деле – ничего, кроме погоды.
Как только внешние условия становятся суровее, неправильные теплотехнические расчёты «оголяют» свои пробелы.
Любая инженерная система — это в том числе ваши деньги. А расчёты для этих систем в этой логике — первый элемент, который отсекает лишние траты в будущем. Ни к чему, чтобы здание работало уличным обогревателем.
Теплотехнические расчёты — базовый минимум любого проекта. От них зависит, как поведёт себя помещение или здание при эксплуатации.
Зачем они нужны?
- Чтобы определить фактические теплопотери и теплопоступления в здание, а затем подобрать оптимальное оборудование.
- Чтобы рассчитать потребляемое электричество на системы отопления, вентиляции и кондиционирования.
- И чтобы выбрать инженерные решения, которые не заставят переплачивать за энергию долгие годы.
Если на этом этапе ошибиться, проблемы проявятся только на этапе эксплуатации и очень быстро.
🚩 Слишком слабая система отопления — помещение не прогреется даже при работе на полную. Слишком мощная — переплата за оборудование и постоянные избыточные расходы на электроэнергию.
Неверно рассчитанная система вентиляции и кондиционирования: в помещениях будет невыносимо жарко и душно, а оборудование начнёт выходить из строя.
В конечном счёте точность расчётов — это прогнозируемая экономия и комфортный микроклимат без сюрпризов.
Разберём на примере отопления.
Шаг первый. Собираем исходные данные
Прежде чем браться за формулы, нужно понять, с чем имеем дело. Для этого смотрим на здание и его окружение.
- Где стоит объект
География определяет исходные условия. В Сочи и в Норильске цифры будут разными. Их принимают по СП 131.13330: насколько холодно бывает зимой, сколько длится отопительный сезон, какая сила ветра. От этого напрямую зависит, какую мощность закладывать в оборудование.
Важно и то, как помещение расположено по сторонам света. Северная стена всегда холоднее, она больше продувается ветром и не видит солнца. Южная, наоборот, может получать дополнительное тепло даже зимой.
- Из чего построено
Стены, кровля, перекрытия — всё это делается из разных материалов. У каждого материала есть свой коэффициент теплопроводности. Он показывает, насколько легко материал пропускает тепло.
Чем этот коэффициент меньше, тем хуже материал проводит тепло, а значит, оно медленнее уходит из помещения.
Но любая конструкция неоднородна. В местах стыков, соединений и включений теплопроводность всегда выше. Через такие участки тепло уходит интенсивнее и, если не учитывать это в расчётах, реальные потери окажутся больше ожидаемых.
- Как будет использоваться
Здание проектируется не само по себе, а под конкретные задачи. Жилой дом, офис, производственный цех, фитнес-центр — у каждого свой режим работы и свои требования к температуре.
Важно понимать, сколько человек будет находиться внутри. Люди выделяют тепло, и в офисе это уже ощутимая добавка к теплопоступлениям, а в тренировочном зале – и говорить нечего. Если помещение производственное, добавляется оборудование: станки, серверы, кухонные плиты — всё это тоже «добавляет масла в огонь».
Когда все исходные данные собраны и зафиксированы, можно переходить к расчётам.
Считаем теплопотери
На этом этапе определяем, сколько тепла здание теряет через наружные конструкции: стены, окна, двери, кровлю и перекрытия.
Q = k × S × (tвн – tнар),
где:
Q – теплопотери (Вт),
k – коэффициент теплопередачи (Вт/м²·°C),
S – площадь элемента (м²),
tвн – температура внутри помещения (°C),
tнар – наружная температура (°C).
Пример:
Если у нас наружная стена площадью 10 м², коэффициент теплопередачи 0,3 Вт/м²·°C, температура внутри +22°C, а снаружи -25°C:
Q = 0,3 × 10 × (22 - (-25)) = 141 Вт.
Так считаем наружные конструкции. В реальности нужно еще учитывать инфильтрацию, а также рабочее/нерабочее время.
Инфильтрация — это неорганизованный приток наружного воздуха через неплотности ограждающих конструкций.
Даже при современном остеклении и качественной герметизации полностью исключить её невозможно: воздух проникает через стыки панелей, притворы окон, места примыкания конструкций. Объём инфильтрации зависит от перепада давления и скорости ветра.
Поэтому мы используем файл, куда интегрировали все дополнительные коэффициенты и условия. Пишите в комментариях, если полезно, поделимся и этой наработкой.
Определяем тепловую мощность и оборудование
Когда теплопотери посчитаны, переходим к подбору мощности отопительных приборов. Здесь используем простую формулу:
P = Q × Kзап
Где:
P — требуемая мощность отопления, Вт;
Q — суммарные теплопотери, Вт;
Kзап — коэффициент запаса (обычно от 1,1 до 1,5 в зависимости от объекта).
Запас нужен для того, чтобы система гарантированно справлялась с пиковыми нагрузками — например, в аномальные холода. Без него оборудование будет работать на пределе возможностей и не сможет обеспечить требуемую температуру.
Важный момент: при подборе радиаторов или конвекторов нужно смотреть не только на мощность, но и на температурный режим теплоносителя. Характеристики оборудования всегда привязаны к конкретным параметрам системы. И если это упустить, реальная теплоотдача может оказаться сильно ниже расчётной.
Последовательное прохождение этих шагов — приводит к сбалансированной и эффективной системе отопления.
Используем инструменты для ускорения
- AutoCAD даёт архитектурную основу здания: планировки, проемы, площади и размеры.
- Revit содержит единую трёхмерную модель с данными. Это удобно не только для координации разделов, но и для энергетического моделирования — можно оценить энергопотребление и поведение здания на ранних стадиях.
- DCAD создан для гидравлических расчётов и балансировки системы.
- АВОК и ТЕРМ — контрольный этап для проверки расчётов и корректного подбора оборудования.
В «ЭльКонд» мы всегда думаем про реальные условия эксплуатации. Нормативная база — это необходимая основа, но итоговое решение должно учитывать и нюансы конкретного объекта.
Если у вас стоит задача спроектировать энергоэффективную систему с корректными расчётами — будем рады помочь!
#ЭльКонд #Москва #расчеты #Проектирование #Инженерныесистемы #Отопление #энергоэффективность #ОВиК