Теплопотери на вентиляцию: как посчитать долю в балансе дома

Сколько тепла уходит с вентиляцией и почему в утеплённом доме она съедает больше, чем стены. Расчёт расхода воздуха, мощности нагрева и окупаемости рекуператора.

Теплопотери на вентиляцию: как посчитать долю в балансе дома — схема
Теплопотери на вентиляцию: как посчитать долю в балансе дома. Схема к статье.

Через стены, окна и крышу дом теряет тепло медленно и постепенно. Через вентиляцию — сразу и целиком: весь воздух, который вытяжка выбросила на улицу, был нагрет до комнатной температуры. В доме с хорошим утеплением на это уходит больше тепла, чем через все ограждения вместе.

Почему вентиляция — самая недооценённая статья потерь

Люди привыкли считать теплопотери по стенам: смотрят на толщину утеплителя, на сопротивление окон, на материал стен. Вентиляция в этот список обычно не попадает — она воспринимается как что-то бесплатное и само собой разумеющееся. Между тем физика здесь жёсткая: чтобы в доме не было духоты, отработанный воздух надо выбросить, а на его место приходит уличный, и его нужно нагреть от −25 °С до +22 °С.

Посчитаем на пальцах. Дом 150 м² с потолками 2,7 м — это 405 м³ объёма. Жилая норма воздухообмена — примерно 0,5 объёма в час, то есть около 200 м³/ч. Нагреть 200 м³/ч на 47 °С — это 3,15 кВт непрерывной мощности. Для сравнения: теплопотери такого дома через стены, окна, крышу и пол при среднем утеплении — около 8 кВт, и методика их расчёта разобрана в статье «Теплопотери дома».

ЧтоМощностьДоля
Стены, окна, крыша, пол8,0 кВт72 %
Вентиляция без рекуперации3,15 кВт28 %
Итого11,15 кВт100 %

А теперь то, ради чего стоит разобраться в теме. Утепляем дом сильнее — трансмиссионные потери падают до 4 кВт. Вентиляция при этом остаётся прежней: 3,15 кВт. И вот она уже не 28 %, а 44 % от общего баланса.

Чем лучше утеплён дом, тем заметнее вентиляция

Это не парадокс, а следствие того, что расход воздуха мы задаём по санитарной норме, а не по теплопотерям. Норму нельзя «утеплить»: человеку нужно 30 м³ свежего воздуха в час независимо от того, из чего сложены стены. Поэтому в пассивном доме вентиляция становится главной статьёй расходов, и именно там появляются приточно-вытяжные установки с рекуперацией.

Как считается расход воздуха

Нормативные документы дают не одно число, а несколько оснований — и их нужно уметь различать.

По кратности воздухообмена

Основной способ для жилья. СП 54.13330.2022 устанавливает для жилых комнат при работающей естественной вытяжке кратность 0,35 обмена в час, а суммарный воздухообмен считается по большему из значений — по кратности или по санитарной норме.

Формула простая:

Для дома 405 м³ при кратности 0,5 это 202 м³/ч. Заметьте: объём берётся не всего дома, а отапливаемый. Холодный чердак и неотапливаемый подвал в расчёт не входят.

По санитарной норме на человека

СП 60.13330.2020 для общественных зданий оперирует расходом на человека: 30 м³/ч в жилых помещениях, 40–60 м³/ч в офисах, до 80 м³/ч в спортзалах. Этот способ даёт другой результат: четыре человека по 30 м³/ч — это 120 м³/ч, вдвое меньше, чем по кратности. Подробнее о выборе способа — в статье «Приточная вентиляция».

По норме на квадратный метр

Применяется для общественных и производственных помещений: 3 м³/(м²·ч) для жилья, 4–6 для офисов, 8–12 для лабораторий.

Что принимать

Если расход по кратности выходит меньше санитарного минимума — принимают большее из двух значений. Экономить на притоке нельзя: духота, рост влажности и конденсат на окнах обойдутся дороже сэкономленных киловатт.

Мощность на нагрев приточного воздуха

Ключевая формула всего расчёта:

Произведение ρ · c = 1206 Дж/(м³·°С) — это объёмная теплоёмкость воздуха, удобная константа: чтобы нагреть один кубометр воздуха на один градус, нужно примерно 1,2 кДж.

Подставим наш пример: L = 200 м³/ч, Δt = 22 − (−25) = 47 °С.

Q = 200 · 1206 · 47 / 3600 = 3149 Вт ≈ 3,15 кВт

Числовой пример для дома 150 м²

ПараметрЗначение
Отапливаемый объём405 м³
Кратность0,5 1/ч
Расход воздуха202 м³/ч
Расчётная наружная температура−25 °С
Температура в помещении+22 °С
Перепад47 °С
Мощность на нагрев3,15 кВт
Трансмиссионные потери8,0 кВт
Суммарные потери11,15 кВт
Доля вентиляции28 %

Ту же величину можно выразить через удельную вентиляционную характеристику — СП 50.13330.2012 нормирует её как отношение мощности к объёму и перепаду температур:

qвент = 3150 / (405 · 47) = 0,165 Вт/(м³·°С)

Это справочная величина: по ней удобно сравнивать разные дома между собой, не вдаваясь в детали их планировки.

Что меняет рекуператор

Рекуператор забирает тепло у выбрасываемого воздуха и отдаёт его приточному. В идеале приточный воздух нагревается почти до комнатной температуры, и греть его котлом почти не нужно. Устройство и типы теплообменников разобраны в статье «Рекуператор воздуха».

Тип установкиηQ на нагревЭкономия мощности
Без рекуперации0 %3,15 кВт—
Пластинчатый50 %1,58 кВт1,58 кВт
Двухступенчатый70 %0,95 кВт2,20 кВт
Роторный80 %0,63 кВт2,52 кВт
Грунтовый плюс рекуператор85 %0,47 кВт2,68 кВт

При эффективности 70 % мощность падает с 3,15 до 0,95 кВт, а доля вентиляции в балансе дома — с 28 % до 11 %. Это уже не «недооценённая статья», а второстепенная.

Окупаемость

За отопительный период 214 суток (средняя полоса) нагрев 200 м³/ч стоит:

  • без рекуперации: 16 173 кВт·ч · 2,5 ₽ = 40 433 ₽
  • с рекуператором 70 %: 4 852 кВт·ч · 2,5 ₽ = 12 130 ₽

Экономия — 28 303 ₽ за сезон. Установка с автоматикой и монтажом для расхода 300–500 м³/ч стоит около 78 000 ₽. Окупаемость — 2,8 года.

Где вентиляция бьёт сильнее всего

Расход тепла на вентиляцию пропорционален разности температур. Это значит, что основная часть затрат приходится не на среднюю зиму, а на самые холодные недели.

Наружная температураΔtМощность на нагрев 200 м³/ч
−5 °С27 °С1,81 кВт
−15 °С37 °С2,48 кВт
−25 °С47 °С3,15 кВт
−35 °С57 °С3,82 кВт

Отсюда практический вывод: если стоит электрический калорифер, его мощность надо подбирать по самой холодной пятидневке, иначе в морозы приток будет недогреваться. Альтернатива — поставить калорифер на 2 кВт и в морозы снижать расход воздуха до санитарного минимума.

Как уменьшить потери без рекуператора

Рекуператор — не единственный способ. Иногда более дешёвые меры дают сопоставимый эффект.

Снизить расход до разумного минимума

Норма 0,5 объёма в час — не догма. Для жилых комнат СП 54.13330.2022 допускает 0,35. Переход с 0,5 на 0,35 снижает расход с 202 до 142 м³/ч и мощность на нагрев — с 3,15 до 2,21 кВт. Экономия 30 % бесплатно, но надо понимать: меньше воздуха — выше влажность и концентрация CO₂.

Организовать естественную вытяжку правильно

Естественная вытяжка работает за счёт разности плотностей воздуха. Она бесплатна в эксплуатации, но нестабильна: летом и в тёплую зиму тяга падает почти до нуля. Зато зимой, в самые холода, она работает лучше всего — то есть в противофазе с потребностью. Как устроена такая система — в статье «Естественная вентиляция».

Использовать грунтовый теплообменник

Воздух проходит по трубе, заложенной ниже глубины промерзания, где грунт круглый год держит +5…+8 °С. Это бесплатно подогревает приток на 20–30 °С и разгружает калорифер. Установка требует места на участке и стоит заметно дороже обычного рекуператора.

Не путать инфильтрацию с вентиляцией

Щели в окнах и стенах — это не вентиляция, а неуправляемая инфильтрация. Она даёт тот же расход воздуха, но неравномерно: в ветреную погоду — избыток, в штиль — ноль. Считать её как вентиляцию нельзя: получите заниженный расход при плохом качестве воздуха.

Частые ошибки

Не учитывать вентиляцию в теплопотерях. Самая дорогая ошибка. Котёл подбирают по трансмиссии, а он не дотягивает до расчётной температуры в морозы.

Брать объём всего дома. Отапливаемый объём, а не строительный. Холодный чердак и техподполье в расчёт не идут.

Считать рекуператор по паспортной эффективности. Сезонная эффективность на 10–20 % ниже лабораторной из-за обмерзания и оттайки.

Занижать расход ради экономии. Санитарный минимум — 30 м³/ч на человека. Ниже этого порога начинается духота, рост влажности и плесень в углах.

Ставить рекуператор в дом с плохим утеплением. Окупаемость растянется: экономия пропорциональна мощности нагрева, а она невелика на фоне потерь через стены.

Что показывает калькулятор

Калькулятор ниже считает расход воздуха любым из четырёх способов, мощность на нагрев, удельную вентиляционную характеристику, долю вентиляции в общем балансе дома и окупаемость рекуператора. Отдельно проверяется, не опустился ли расход ниже санитарного минимума.

Теплопотери на вентиляцию: расчёт доли

Методика: СП 50.13330.2012; СП 60.13330.2020

площадь × высоту потолка; для 150 м² при 2,7 м это 405 м³
жильё 0,35–0,5; офис 1,0–1,5; для режима «по кратности»
жильё 30; офис 40–60; спортзал 80
жильё 3; офис 4–6; лаборатория 8–12
потери через стены, окна, крышу, пол; без вентиляции
Мощность на нагрев приточного воздуха0,94кВтпри расходе 200 м³/ч и Δt 47 °С; двухступенчатый η 70 %, это 11 % теплопотерь дома
Расход приточного воздуха200м³/ч
Способ задания расходакратность 0,50 1/ч на объём 400 м³
Эквивалентная кратность0,501/ч
Санитарный минимум расхода120м³/ч
Нагрев без рекуперации3,15кВт
Эффективность рекуператора70%
Экономия мощности от рекуперации2,20кВт
Удельная вентиляционная характеристика0,168Вт/(м³·°С)
Трансмиссионные теплопотери8,0кВт
Суммарные теплопотери дома8,9кВт
Доля вентиляции в потерях11%
Доля без рекуперации28%
Отношение вентиляции к трансмиссии0,12
Вентиляционные потери на м² пола6,3Вт/м²
Расход при равном балансе с трансмиссией1 694м³/ч
Тепло, уносимое вытяжкой за час0,94кВт·ч
Расход тепла за отопительный период4 852кВт·ч
То же без рекуперации16 173кВт·ч
Стоимость нагрева за сезон12 130₽
То же без рекуперации40 433₽/сезон
Экономия от рекуператора28 303₽/сезон
Стоимость рекуператора78 000₽
Окупаемость рекуператора2,8лет
Вентиляция даёт 0,9 кВт — это 11 % теплопотерь дома при кратности 0,50 1/ч. Удельная вентиляционная характеристика 0,17 Вт/(м³·°С). За сезон нагрев притока стоит 12 130 ₽, рекуператор экономит 28 303 ₽ и окупается за 2,8 лет.
Мощность на нагрев притока от расхода воздуха
0,000,501,01,52,00,00100200300400ваш вариантРасход приточного воздуха, м³/чМощность нагрева, кВт
Показать ход расчёта
Расход приточного воздухаL = V·n = 400·0,50200 м³/ч
Перепад температурΔt = tв − tн.расч = 22 − (-25)47 °С
Мощность на нагрев приточного воздухаQвент = L·ρ·c·Δt/3600 = 200·1,2·1 005·47/36003,15 кВт
Удельная вентиляционная характеристикаqвент = Qвент/(V·Δt) = 3 149/(400·47)0,168 Вт/(м³·°С)
Учёт рекуперацииQвент.рек = Qвент·(1 − η) = 3,15·(1 − 0,70)0,94 кВт, экономия 2,20 кВт
Суммарные теплопотери домаQсумм = Qтранс + Qвент = 8,0 + 0,948,9 кВт
Доля вентиляцииQвент/Qсумм = 0,94/8,911 %
Расход при равном балансе с трансмиссиейLбаланс = Qтранс·3600/(ρ·c·Δt·(1 − η)) = 8 000·3600/(1,2·1 005·47·0,30)1 694 м³/ч (у вас 200 м³/ч)
Расход тепла за отопительный периодW = Qвент·24·zот/1000 = 0,94·24·214/10004 852 кВт·ч
Стоимость и окупаемостьC = W·цена = 4 852·2,50; срок = цена рекуператора/экономия12 130 ₽ за сезон; окупаемость 2,8 лет
Оговорка. Расчёт по балансу: сколько воздуха уходит через вытяжку, столько же должно прийти с улицы, и весь этот воздух зимой нужно нагреть от наружной температуры до комнатной. Это самая недооценённая статья теплопотерь: в доме с хорошим утеплением на вентиляцию уходит больше тепла, чем через стены и окна вместе, и чем лучше утеплён дом, тем выше эта доля. Расход задаётся одним из четырёх способов, потому что нормативные документы дают разные основания: СП 54.13330.2022 для жилья оперирует кратностью (0,35 1/ч для жилых комнат при работающей естественной вытяжке), СП 60.13330.2020 для общественных зданий — санитарной нормой на человека (30 м³/ч в жилье, 40–60 в офисах). Если расход по кратности выходит меньше санитарного минимума, принимают большее из двух значений. Эффективность рекуператора η взята паспортная, без поправки на обмерзание: у пластинчатых установок при −25 °С реальная эффективность падает на 10–20 % из-за оттайки, а при −30 °С часть времени работает перепускной клапан. Роторные рекуператоры сохраняют эффективность лучше, но требуют обслуживания и допускают переток вытяжного воздуха в приток. Удельная вентиляционная характеристика по СП 50.13330.2012 нормируется с учётом коэффициента, зависящего от числа этажей; здесь она приведена без этого коэффициента, как справочная величина. Стоимость рекуператора дана вместе с автоматикой и монтажом для установки производительностью 300–500 м³/ч; для других расходов её нужно пересчитывать. Отопительный период взят по климатической зоне; при наличии внутренних теплопоступлений от людей и техники фактические затраты будут ниже расчётных примерно на 10–15 %.
Результат обновляется автоматически при изменении полей

Обратите внимание на строку «Расход при равном балансе с трансмиссией»: это то количество воздуха, при котором вентиляция сравняется по потерям со стенами и окнами. Если ваш фактический расход близок к этому значению, рекуператор перестаёт быть опцией и становится необходимостью.

Частые вопросы

Нужно ли учитывать вентиляцию при подборе котла?

Да, обязательно. Расчётная мощность котла — это сумма трансмиссионных потерь и мощности на нагрев приточного воздуха. В типовом доме вентиляция добавляет 25–40 %. Если пренебречь ею, котёл будет работать на пределе и не выйдет на расчётную температуру в самые холодные дни.

Какая кратность воздухообмена правильная для жилого дома?

СП 54.13330.2022 для жилых комнат при работающей естественной вытяжке даёт 0,35 обмена в час; суммарный воздухообмен принимается по большему из значений — по кратности или по санитарной норме 30 м³/ч на человека. На практике для дома 150–200 м² это 0,4–0,5.

Окупается ли рекуператор в частном доме?

При цене тепла 2,5 ₽/кВт·ч и расходе воздуха 200 м³/ч установка с эффективностью 70 % экономит около 28 000 ₽ за отопительный период и окупается за 2,5–3 года. В доме с плохим утеплением окупаемость растягивается: экономия пропорциональна мощности нагрева, а она невелика на фоне потерь через стены.

Почему зимой эффективность рекуператора падает?

Пластинчатый теплообменник обмерзает: конденсат из вытяжного воздуха замерзает на стенках, и установка раз в 40–60 минут уходит в режим оттайки, перекрывая приток. Реальная сезонная эффективность оказывается на 10–20 % ниже паспортной. Роторные аппараты сохраняют эффективность лучше, но требуют обслуживания.

Можно ли просто закрыть приток на зиму?

Нельзя. Расход воздуха нормируется по санитарным требованиям, а не по желанию сэкономить. Если перекрыть приток, вытяжка перестанет работать, вырастет влажность, появится конденсат на окнах и плесень в углах. Экономия на нагреве обернётся ремонтом.

Частые вопросы

Нужно ли учитывать вентиляцию при подборе котла?

Да, обязательно. Расчётная мощность котла — это сумма трансмиссионных потерь и мощности на нагрев приточного воздуха. В типовом доме вентиляция добавляет 25–40 %. Если пренебречь ею, котёл будет работать на пределе и не выйдет на расчётную температуру в самые холодные дни.

Какая кратность воздухообмена правильная для жилого дома?

СП 54.13330.2022 для жилых комнат при работающей естественной вытяжке даёт 0,35 обмена в час; суммарный воздухообмен принимается по большему из значений — по кратности или по санитарной норме 30 м³/ч на человека. На практике для дома 150–200 м² это 0,4–0,5.

Окупается ли рекуператор в частном доме?

При цене тепла 2,5 ₽/кВт·ч и расходе воздуха 200 м³/ч установка с эффективностью 70 % экономит около 28 000 ₽ за отопительный период и окупается за 2,5–3 года. В доме с плохим утеплением окупаемость растягивается: экономия пропорциональна мощности нагрева, а она невелика на фоне потерь через стены.

Почему зимой эффективность рекуператора падает?

Пластинчатый теплообменник обмерзает: конденсат из вытяжного воздуха замерзает на стенках, и установка раз в 40–60 минут уходит в режим оттайки, перекрывая приток. Реальная сезонная эффективность оказывается на 10–20 % ниже паспортной. Роторные аппараты сохраняют эффективность лучше, но требуют обслуживания.

Можно ли просто закрыть приток на зиму?

Нельзя. Расход воздуха нормируется по санитарным требованиям, а не по желанию сэкономить. Если перекрыть приток, вытяжка перестанет работать, вырастет влажность, появится конденсат на окнах и плесень в углах. Экономия на нагреве обернётся ремонтом.