pv-calor.com
Основы тепловой нагрузки: Определение по российским стандартам Icon

Что такое тепловая нагрузка?

Тепловая нагрузка (также нормативная тепловая нагрузка) по определению – это тепловая мощность, необходимая зданию при самой низкой ожидаемой наружной температуре для поддержания заданной внутренней температуры. Она является центральной величиной для проектирования отопительных систем и основой для понимания тепловой нагрузки.

Основная идея

Представьте ваше здание как ванну:

  • Вода уходит = Тепло теряется (через стены, окна, вентиляцию)
  • Вода поступает = Отопление подает тепло
  • Уровень воды остается постоянным = Температура в помещении остается стабильной

Тепловая нагрузка отвечает на вопрос: Сколько тепла должно подавать отопление, чтобы внутри было тепло, когда снаружи самый холодный период?

Стандарты: Российские нормы

Расчет тепловой нагрузки стандартизирован в российских нормах, таких как СП 50.13330.2012 (Тепловая защита зданий) и ГОСТ Р 54852-2011 (Энергетическая эффективность зданий):

Часть Содержание
СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий
ГОСТ Р 54852-2011 Энергетическая эффективность зданий

Эти нормы определяют стандартизированные методы расчета, климатические данные и граничные условия, чтобы тепловые нагрузки были сопоставимыми и воспроизводимыми.

Две компоненты тепловой нагрузки

Тепловая нагрузка состоит из двух основных компонентов:

1. Теплопотери через ограждающие конструкции (ΦT)

Тепло, которое "уходит" через оболочку здания:

  • Через наружные стены
  • Через окна и двери
  • Через крышу и перекрытия
  • Через тепловые мосты

Формула: ΦT = Σ (U × A × fT) × (θi - θe)

  • U = Коэффициент теплопередачи (Вт/м²К)
  • A = Площадь элемента (м²)
  • fT = Корректирующий фактор (например, для грунта)
  • θi = Внутренняя температура (°C)
  • θe = Нормативная наружная температура (°C)

2. Теплопотери через вентиляцию (ΦV)

Тепло, теряемое через обмен воздуха:

  • Инфильтрация: Неконтролируемые утечки воздуха
  • Проветривание через окна: Ручное проветривание
  • Механическая вентиляция: Системы вентиляции (с/без рекуперации)

Формула: ΦV = V × n × ρ × cp × (θi - θe)

  • V = Объем помещения (м³)
  • n = Кратность воздухообмена (1/ч)
  • ρ × cp = 0,34 Втч/(м³К) для воздуха

Общая тепловая нагрузка

Нормативная тепловая нагрузка помещения определяется как:

ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH

Символ Значение
ΦHL Нормативная тепловая нагрузка помещения
ΦT Теплопотери через ограждающие конструкции
ΦV Теплопотери через вентиляцию
ΦRH Дополнительная мощность на разогрев (опционально)

Тепловая нагрузка здания – это сумма всех тепловых нагрузок помещений, однако здесь могут применяться коэффициенты одновременности.

Почему тепловая нагрузка так важна?

Тепловая нагрузка существенно определяет:

1. Размер теплогенератора

Тепловая нагрузка Рекомендация
5 кВт Маленький тепловой насос или газовый котел
10 кВт Средний тепловой насос
15+ кВт Большой тепловой насос или каскад

Слишком большая система отопления: Частое включение и выключение, неэффективная работа, быстрый износ

Слишком маленькая система отопления: Здание не прогревается при экстремальных холодах

2. Размер радиаторов

Каждое помещение нуждается в радиаторах, которые могут покрыть его индивидуальную тепловую нагрузку. Тепловая нагрузка помещения определяет:

  • Тип радиатора (Тип 11, 21, 22, 33...)
  • Размер радиатора (Длина × Высота)
  • Количество радиаторов

3. Температура подачи

Чем ниже удельная тепловая нагрузка (Вт/м²), тем ниже может быть температура подачи:

Удельная тепловая нагрузка Типичная температура подачи
< 40 Вт/м² 35-45°C (идеально для теплового насоса)
40-60 Вт/м² 45-55°C (низкотемпературное)
> 60 Вт/м² 55-70°C (обычное)

Нормативная наружная температура: Проектный случай

Тепловая нагрузка рассчитывается для самого холодного ожидаемого случая. Нормативная наружная температура зависит от местоположения:

Регион Пример города Нормативная наружная температура
Умеренные зоны Москва, Санкт-Петербург -15°C
Средняя полоса Казань, Нижний Новгород -20°C
Сибирь Новосибирск, Красноярск -25°C
Дальний Восток Владивосток, Хабаровск -30°C

Практический совет: Нормативную наружную температуру можно найти в СП 50.13330.2012 или воспользоваться нашим калькулятором тепловой нагрузки, который автоматически определяет корректные значения.

Тепловая нагрузка vs. Потребность в тепле

Эти два термина часто путают:

Термин Единица Значение Аналогия
Тепловая нагрузка кВт Мгновенная мощность Мощность двигателя
Потребность в тепле кВтч/год Годовая энергия Годовой пробег

Тепловая нагрузка – это мощность, она показывает, насколько мощной должна быть система отопления.

Потребность в тепле – это количество энергии, она показывает, сколько энергии потребляется за год.

Факторы, влияющие на тепловую нагрузку

Тепловая нагрузка зависит от множества факторов:

Оболочка здания

  • Стандарт утепления (U-значения элементов)
  • Качество окон (стеклопакеты, рамы)
  • Воздухонепроницаемость (значение Blower-Door)
  • Тепловые мосты (соединения, проходки)

Геометрия здания

  • Компактность (соотношение A/V)
  • Ориентация (север/юг)
  • Затенение (соседние здания, деревья)

Использование

  • Внутренняя температура (20°C стандарт, в ванной часто 24°C)
  • Поведение при проветривании (механическое/ручное)
  • Внутренние источники тепла (люди, приборы)

Калькулятор тепловой нагрузки

Наш калькулятор тепловой нагрузки выполняет полный расчет по российским стандартам:

  1. Введите местоположение → Определяются климатические данные
  2. Определите здание → Элементы и U-значения
  3. Создайте помещения → Индивидуальные тепловые нагрузки помещений
  4. Получите результат → Тепловые нагрузки помещений и здания

Рассчитайте сейчас: Определите тепловую нагрузку вашего здания с помощью нашего бесплатного калькулятора тепловой нагрузки.


Дополнительные статьи


Источники

  • СП 50.13330.2012 – Тепловая защита зданий
  • ГОСТ Р 54852-2011 – Энергетическая эффективность зданий