Wszystko o wyborze pieca do ogrzewania

W naszej strefie klimatycznej konieczne jest stosowanie dodatkowych urządzeń zapewniających utrzymanie wymaganej temperatury wewnątrz pomieszczeń. Zapotrzebowanie budynku na energię uwzględnia się już na etapie projektowania domu, biorąc pod uwagę nie tylko rozmieszczenie jego części, ale również wysokość sufitów, dobór materiałów budowlanych, zakładaną izolacyjność ścian, współczynnik przenikania ciepła przez przegrody zewnętrzne i wewnętrzne, okna, a także zastosowany typ wentylacji. Pozwala to przewidzieć zapotrzebowanie budynku na ciepło i szczegółowo wyliczyć liczbę watów, jaka konieczna będzie do ogrzania metra kwadratowego powierzchni. Dzięki tym wyliczeniom wiadomo będzie, jakimi parametrami powinno charakteryzować się urządzenie lub urządzenia odpowiedzialne za wytworzenie i utrzymanie wymaganej temperatury.

Dane szacunkowe

Jakie wartości jednak przyjąć, jeśli nosimy się z myślą o zamieszkaniu w budynku już istniejącym, który poddajemy gruntownemu remontowi z wymianą systemu ogrzewania włącznie? W takim przypadku możemy poprzestać na najbardziej ogólnym zestawieniu, które uwzględnia rocznik budynku, a co za tym idzie – straty ciepła charakterystyczne dla budowli mieszkalnych powstałych w niedalekiej przeszłości.

Przyjmuje się, że wskaźnik strat ciepła zmieniał się w przeciągu ostatnich dekad. Ma to uzasadnienie, ponieważ dawniej budowano domy niewyposażone w izolację termiczną, którą obecnie stosuje się w powstałych budynkach, ocieplając je najczęściej od zewnątrz.

Dla postawionych do 1982 roku domostw bez izolacji cieplnej wartość zapotrzebowania na ciepło wynosi 120-200 W/m2. Dla zbudowanych po 82 roku i w latach 90. ubiegłego wieku budynków wartość ta wynosi od 90 do 120 W/m2. Z kolei od końca ostatniej dekady XX wieku powstające budynki mieszkalne najczęściej były wyposażone w izolację termiczną, a także lepszej jakości okna, dlatego ich zapotrzebowanie na ciepło jest dużo mniejsze i wynosi 60-90 W/m2. Te orientacyjne dane wskazują nam jednak wyraźnie, jak zmieniły się w niedawnym czasie technologie, czego skutkiem była między innymi lepsza jakość materiałów budowlanych używanych do budowy domów.

Do niedawna wykonywanie szczegółowych, dokładnych wyliczeń mocy grzewczej, zwłaszcza dla budynków o mniejszej powierzchni, nie było konieczne, ponieważ producenci urządzeń centralnego ogrzewania w swoich katalogach prezentowali kotły o mocy grzewczej wynoszącej od 12, a nawet 15 kW w górę. Jeśli więc nawet zapotrzebowanie budynku na ciepło oscylowało w granicach 8 000-10 000 W, trudno było znaleźć odpowiadające temu zapotrzebowaniu urządzenie o mocy do 10 kW. I ta sytuacja zmieniła się na korzyść klientów, którzy obecnie zakupić mogą nieduże i efektywne kotły o mocy nawet 6 kW, które wyposażone są podobnie jak ich większe odpowiedniki w mechanizmy ułatwiające obsługę urządzenia tego typu.

Dane szczegółowe

1. Powierzchnia do ogrzania

Wyliczenia bardziej szczegółowe uwzględniają całkowitą powierzchnię budynku lub mieszkania. W pierwszym przypadku określimy moc kotła, w drugim – grzejnika, które zaopatrzą nas w niezbędne ciepło. Dużym błędem jest posłużenie się w tym celu powierzchnią użytkową pomieszczeń, czyli metrażem. Z tej racji że nie są w nim uwzględnione krzywizny, skosy, a wszystkie przestrzenie i ściany również powinny zostać wzięte pod uwagę, mnożymy pole obrysu budynku na planie domu (wyjąwszy grubość ścian) przez liczbę pięter.

2. Czy kubatura wnętrz mieszkalnych ma znaczenie?

Biorąc pod uwagę wiek i stan budynku, możemy nieco dokładniej oszacować zużycie energii potrzebnej do jego ogrzania, przyjmując większą wysokość pięter wynoszącą ponad 2,6 m. Dla domów mieszkalnych wybudowanych w różnych latach, z uwzględnieniem zastosowanej izolacji lub jej braku, przyjmuje się, że wskaźnik zapotrzebowania na moc grzewczą w odniesieniu do kubatury wynosi:

- 48 W/m³ dla budynku bez izolacji termicznej postawionego przed 1970 r.,
- 25 W/m³ dla budynku z lat 90. ubiegłego wieku z 5-centymetrową warstwą ocieplenia wykonaną ze styropianu,
- 18 W/m³ dla budynku wybudowanego współcześnie z uwzględnieniem standardowego ocieplenia z 15-centymetrową warstwą styropianu.

Powyższe, przykładowe wskaźniki są dobrą ilustracją zależności zapotrzebowania energetycznego budynku od zastosowanej warstwy termoizolacyjnej. Aby wykonać obliczenia, mnożymy wskaźnik przez ilość metrów powierzchni użytkowej i dokładną wysokość sufitu. Przykładowo, dla nowego budynku parterowego o powierzchni całkowitej 100 m2 i wysokości stropu 3,5 m będzie to:

100 × 3,5 × 18 = 6,3 kW

3. Norma PN-EN 12831:2006

Wg normy 12831:2006 oblicza się obciążenie cieplne zarówno dla budynków, by precyzyjnie dobrać źródło ciepła, jak i dla poszczególnych pomieszczeń – w tych zastosujemy odpowiednie grzejniki. To bardzo szczegółowy szereg wyliczeń, obejmujący nie tylko powierzchnię całkowitą budynku, ale także straty ciepła do gruntu, powierzchnie przegród, występowanie mostków cieplnych czy tzw. straty ciepła do sąsiada. Ponieważ wyliczenia są skomplikowane, możemy do ich wykonania posłużyć się programami komputerowymi dostępnymi w internecie. Spośród wielu opcji, jakie uwzględnili twórcy oprogramowania, przykładowo wybierzemy jeden spośród następujących systemów wentylacyjnych:

- naturalna, czyli grawitacyjna,
- mechaniczna wywiewna,
- mechaniczna nawiewno-wywiewna,
- mechaniczna nawiewno-wywiewna z rekuperacją,
- mechaniczna nawiewno-wywiewna z recyrkulacją.

Dlaczego warto starać się o szczegółowe wyliczenia?

Właściwy dobór kotła do budynku ma duże znaczenie dla komfortu cieplnego mieszkańców. Jeśli wybierzemy urządzenie z niewystarczającą mocą, co w praktyce jest trudne do wykonania, w pomieszczeniach w czasie sezonu grzewczego będzie chłodno. O wiele częstsza jest sytuacja odwrotna: wybieramy kocioł ze znaczącym naddatkiem mocy, aby zawczasu przygotować się na występowanie siarczystych mrozów przez długi okres. Dane zgromadzone przez meteorologów wskazują jednak, że takich sytuacji pogodowych jest coraz mniej, poza tym za dnia temperatura jest znacząco wyższa niż w nocy i średnia temperatur każdego z miesięcy zimowych nie odpowiada wysokości słupka rtęci w czasie najzimniejszej w roku nocy. Z tego powodu zakup urządzenia o większej mocy mija się z celem, co więcej – może on przyczynić się do nieoczekiwanie wysokich kosztów ogrzewania.

Używanie nieodpowiednio dobranego kotła o mocy nominalnej znacznie przekraczającej zapotrzebowanie energetyczne domu spowoduje między innymi:

- wysokie koszty spalanego paliwa – nawet jeśli ograniczymy moc spalania, nadwyżka energetyczna będzie kierowana wprost do komina, a kotły węglowe pracujące na niskiej mocy mają niską efektywność,
- większą zawartość szkodliwych substancji w dymie uchodzącym kominem,
- zaleganie w przewodzie kominowym dużych pokładów smoły i sadzy.

Powyższe wyliczenie dotyczy zwłaszcza kotła zasypowego górnego spalania, w którym dochodzi do niepełnego spalania dostarczonego paliwa. Inaczej jest w przypadku kotła podajnikowego, w którym objętość spalanego paliwa jest mniejsza. Stosunkowo najlepiej w tej sytuacji radzą sobie kotły gazowe, zwłaszcza dwufunkcyjne, do określania mocy, których będzie potrzebne dodatkowo wyliczenie potrzebnej dla każdego mieszkańca ilości ogrzanej wody.