Czy dokładne obliczanie strat ciepła ma sens?
Tytułowe pytanie coraz częściej pojawia się na forach internetowych i w rozmowach Inwestorów z architektami czy wykonawcami obiektów. Z jednej strony, Inwestor, jako laik w dziedzinie centralnego ogrzewania, chce aby wykwalifikowany projektant wziął odpowiedzialność za poprawność działania systemu grzewczego poprzez wykonanie dokładnych obliczeń i doborów. Z drugiej strony jednak, wielu wykonawców/hydraulików kwestionuje zasadność wykonania projektu i, powołując się na swoje wieloletnie doświadczenie w zawodzie, oferuje Inwestorowi własnoręczny dobór i regulację oraz wykonanie systemu centralnego ogrzewania bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z projektem.
To w jakich przypadkach i czy w ogóle wykonanie szczegółowych obliczeń zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń w domu jednorodzinnym jest potrzebne zobazowano na przykładzie istniejącego obiektu w dalszej części artykułu.
Dane wyjściowe pozostają niezmienne: rozpatrywanym pomieszczeniem jest salon o powierzchni 23m2, otwarty na korytarz i kuchnię, częściowo wysunięty poza bryłę budynku, z dwoma oknami o łącznej powierzchni 8,65m2, znajdujący się w nowobudowanym obiekcie (rys.1).
Rys. 1 Lokalizacja salonu na rzucie parteru budynku
Uwzględniając rzeczywisty stan budynku: docieplenie ścian zewnętrznych 25cm styropianu, zastosowanie okien o niskim współczynniku przenikania ciepła U w tzw. ‘ciepłym montażu’ oraz usytuowanie salonu na parterze budynku dwukondygnacyjnego (nad nim sypialnia), straty ciepła pomieszczenia wynoszą 1615W. Jest to wartość wynikająca z dokładnych obliczeń strat ciepła i stanowi punkt odniesienia przy porównywaniu innych wariantów.
Najczęściej stosowany przez wykonawców sposób określania zapotrzebowania na ciepło pomieszczenia oraz podstawa doboru urządzeń grzewczych opiera się o brak obliczeń strat ciepła i tylko szacunkowe ich określenie z uwzględnieniem powierzchni pomieszczenia oraz popularnego współczynnika (60W/m2 dla nowobudowanych, dobrze ocieplonych obiektów). Należy zwrócić uwagę, że w żaden sposób nie uwzględniona jest tu grubość (i jakość) izolacji ścian zewnętrznych oraz rodzaj stolarki okiennej. Dla rozpatrywanego pomieszczenia tak oszacowane straty ciepła wynoszą około 1380W.
Wariant 1 – zastosowanie okien bez opcji ‘ciepłego montażu’ oraz o 50% wyższym współczynniku przenikania ciepła U niż w pomieszczeniu wyjściowym – straty ciepła wynoszą 1798W.
Wariant 2 – zastosowanie docieplenia ścian zewnętrznych styropianem tej samej klasy co w pomieszczeniu wyjściowym jednak o grubości 15cm – straty ciepła wynoszą 1787W.
Wariant 3 – to połączenie dwóch powyższych wariantów: zastosowanie docieplenia ścian zewnętrznych styropianem o grubości 15cm oraz okien o współczynniku U o 50% wyższym niż w pomieszczeniu wyjściowym – straty ciepła wynoszą 1955W.
Wariant 4 – przyjęcie założenia, że charakterystyka pomieszczenia jest dokładnie taka jak w punkcie odniesienia (25cm styropianu, niski współczynnik U dla okien) jednak umieszczone jest ono w budynku parterowym (nad nim dobrze ocieplona połać dachowa) – straty ciepła wynoszą 2154W.
Powyższe warianty ukazują, jak duży wpływ na zapotrzebowanie na ciepło pomieszczenia mają detale: klasa i grubość izolacji przegród zewnętrznych, wielkość i rodzaj stolarki okiennej czy usytuowanie pomieszczenia w bryle budynku. Zastosowanie metody szacunkowej (1380W) wiązałoby się ze znacznym zaniżeniem rzeczywistych strat ciepła (1615W) a więc dobraniem zbyt małych urządzeń grzewczych co skutkowałoby niedogrzewaniem pomieszczenia. Niektórzy zwolennicy tej metody, pozornie dla bezpieczeństwa, zawyżają stosowany współczynnik nawet do 85W/m2. W tym przypadku, dla rozpatrywanego pomieszczenia straty wyniosłyby 1840W a to wiązałoby się z przewymiarowaniem urządzeń grzewczych i niepotrzebnie podwyższonymi nakładami inwestycyjnymi na ich zakup.
Należy pamiętać, że określenie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń stanowi bazę dla doboru całego systemu grzewczego: wielkości grzejników lub ogrzewania płaszczyznowego, średnic przewodów, nastaw zaworów, armatury regulacyjnej, rodzaju i mocy źródła ciepła, dodatkowych funkcji tj. chłodzenie, rekuperacja. Opieranie się na błędnych danych odnośnie strat ciepła może więc wywołać efekt domina – błędne dane → błędny dobór wielkości systemu grzewczego → niedogrzewanie pomieszczeń (przy zaniżonych wartościach) lub wygórowane nakłady inwestycyjne (przy zawyżonych wartościach).
Podsumowując, zważywszy na fakt, jak duże znaczenie ma dokładne wykonanie obliczeń zapotrzebowania na ciepło i jakie niesie ze sobą konsekwencje, warto zadanie to powierzyć projektantowi, który swoim podpisem i uprawnieniami odpowiada za ich poprawność a nie polegać jedynie na szacunkach, które mogą znacznie odbiegać od rzeczywistości.