Розрахунок тепловтрат будівлі за PN-EN 12831 — покрокова інструкція

---

Баланс тепловтрат — основа проєктування будь-якої системи опалення. Від правильного результату залежить підбір потужності котла або теплового насоса, розміри радіаторів, довжина петель теплої підлоги та діаметри труб. Близько 80 % проблем із недостатнім нагрівом у готових установках виникають не через помилки монтажу, а через помилки проєктних розрахунків на самому початку. У цьому посібнику ми крок за кроком розглянемо методологію PN-EN 12831-1:2017 — чинної польської імплементації європейського стандарту розрахункового теплового навантаження.

Якщо потрібно швидко перевірити коефіцієнт теплопередачі перегородки, скористайтеся нашим калькулятором U. Стаття підтримує всі калькулятори в категорії опалення.

Що таке «тепловтрати» — і чому це не ваш рахунок за газ

Критична відмінність, яка усуває 90 % непорозумінь між проєктантом та інвестором:

• Розрахункове теплове навантаження ($\Phi_{HL}$) — потужність у ватах [Вт], яку джерело тепла має надати в найхолоднішу розрахункову добу, щоб підтримати необхідні внутрішні температури. Ця величина використовується для підбору потужності котла, теплового насоса, радіатора чи петлі теплої підлоги. Розраховується за EN 12831.
• Річна потреба в кінцевій корисній енергії ($E_U$) — енергія в кіловат-годинах на рік [кВт·год/рік], фактично споживана за опалювальний сезон. Ця величина визначає рахунки за опалення. Розраховується за іншою методикою (EN ISO 52016 та польське розпорядження щодо методології розрахунку енергетичної характеристики будівель).

Плутання цих двох понять — найпоширеніша помилка інвесторів і, на жаль, частини проєктантів. Котел потужністю 20 кВт «не споживає 20 000 кВт·год на рік». Річна потреба будинку 150 м² у стандарті WT 2021 становить близько 9 000–12 000 кВт·год, навіть якщо проєктне навантаження — 6–7 кВт. Норма PN-EN 12831 відповідає лише на перше питання: якої потужності джерело тепла вам потрібне.

Повну картину доповнює стаття про нові польські технічні умови 2026, які впливають на показник енергетичної характеристики EP та опосередковано — на результати річної потреби.

Складові розрахункового теплового навантаження

Згідно з PN-EN 12831-1:2017, повне розрахункове теплове навантаження для приміщення $i$ обчислюється за формулою:

де:
$\Phi_{T,i}$ — тепловтрати через трансмісію через огороджувальні елементи (стіни, вікна, дах, підлога) [Вт]
$\Phi_{V,i}$ — вентиляційні тепловтрати (повітрообмін із довкіллям) [Вт]
$\Phi_{RH,i}$ — потужність повторного нагріву після зниження температури (опціональна) [Вт]

Сума для всієї будівлі — це підсумок $\Phi_{HL,i}$ по всіх опалюваних приміщеннях. Важливо: не можна рахувати будівлю «в цілому» — норма вимагає розрахунків по кожному приміщенню окремо, оскільки від цього залежить підбір радіаторів.

Трансмісійні тепловтрати $\Phi_T$

Трансмісійні втрати — потік тепла, що виходить через огороджувальні конструкції під впливом різниці температур:

де $H_T$ — коефіцієнт трансмісійних тепловтрат [Вт/К] для чотирьох категорій конструкцій:
$H_{T,ie}$ — елементи, що межують безпосередньо з зовнішнім повітрям (зовнішня стіна, вікно, дах)
$H_{T,iue}$ — елементи до неопалюваного простору (неексплуатований горище, гараж)
$H_{T,ig}$ — елементи в контакті з ґрунтом (підлога на ґрунті, стіна підвалу)
$H_{T,ij}$ — елементи до іншої температурної зони всередині будівлі

Як обчислити H_T окремого елемента

Для кожного елемента:

де:
$A$ — площа елемента [м²]
$U$ — коефіцієнт теплопередачі [Вт/(м²·К)]
$b$ — безрозмірний коефіцієнт температурної корекції

Коефіцієнт $b$ (у частині літератури також $f$ — номенклатура відрізняється між редакціями) враховує те, що не всі елементи межують з зовнішньою температурою $\theta_e$. Для зовнішньої стіни $b = 1{,}0$. Для елемента між опалюваним приміщенням і неексплуатованим горищем $b_u \approx 0{,}8–0{,}9$. Для підлоги на ґрунті використовують деталізовану методику PN-EN ISO 13370, яка враховує характеристичний розмір і товщину крайової ізоляції.

Детальне обговорення U — як рахувати його шар за шаром, як врахувати $R_{si}$ та $R_{se}$, вимоги WT — у статті Коефіцієнт теплопередачі U — посібник. Для швидкого розрахунку U багатошарової перегородки скористайтеся калькулятором U. Значення теплопровідності ізоляційних матеріалів — у статті Лямбда будівельних матеріалів.

Теплові містки — не ігноруйте

Теплові містки — це місця у перегородці, де локально знижена ізоляційна здатність — зазвичай через переривання ізоляції (балкон, перемичка, цоколь) або зміну геометрії (кути). Їхнє нехтування занижує баланс на 10–20 %, що на практиці означає недостатній нагрів.

PN-EN 12831-1:2017 віддає перевагу лінійному розрахунку — для кожного містка:

де $\psi$ — лінійний коефіцієнт теплопередачі містка [Вт/(м·К)], а $l$ — його довжина [м].

Типові значення $\psi$:

У спрощенні — коли невідомі деталізовані значення $\psi$ — в інженерній практиці використовують попередню надбавку порядку 10–15 % до $U$ кожної перегородки (так зв. $\Delta U_{TB}$). Конкретне значення залежить від геометрії огородження, виконання деталей та прийнятого в проєкті методу — це практичне спрощення для попередніх розрахунків, а не універсальний нормативний дозвіл. У робочому проєкті містки рахуємо лінійно ($\psi \cdot l$).

Вентиляційні тепловтрати $\Phi_V$

Другий потік втрат — повітрообмін із довкіллям:

де:
$\dot{V}_i$ — потік повітря, яким обмінюється приміщення [м³/год]
$0{,}34$ — добуток густини повітря та питомої теплоємності, поділений на 3600, у [Вт·год/(м³·К)]; отримано з $\rho \cdot c_p \approx 1200$ Дж/(м³·К)

Як визначити $\dot{V}_i$

Потік $\dot{V}_i$ для кожного приміщення приймається як максимум із трьох складових:

1. Гігієнічна вимога $\dot{V}_{hig}$ — з балансу вентиляції (кратність повітрообміну або потік на людину). Для житлових: PN-83/B-03430 визначає мінімальні потоки витяжки (кухня 70 м³/год, ванна 50 м³/год, WC 30 м³/год).
2. Інфільтрація $\dot{V}_{inf}$ — повітря, що потрапляє через нещільності оболонки. У спрощеному методі (за EN 12831:2006, який досі широко використовується) розраховується з параметра $n_{50}$ (кратність повітрообміну при 50 Па — з тесту герметичності Blower Door) та коефіцієнтів експозиції $e$ й заслону $\varepsilon$: $\dot{V}_{inf} \approx V \cdot n_{50} \cdot e \cdot \varepsilon$. Повний метод за PN-EN 12831-1:2017 є складнішим — базується на проникності $q_{50}$, балансі тисків і висоті приміщення; у більшості інженерних проєктів використовується саме спрощена версія.
3. Баланс припливу/витяжки — при механічній вентиляції беремо різницю для доповнення.

Рекуперація у формулі

У системі з відновленням тепла з ефективністю $\eta_{rec}$ (зазвичай 0,70–0,90) «ефективний» потік через рекуператор зменшується:

Інфільтрацію $\dot{V}_{inf}$ додаємо окремо — тому що повітря, що потрапляє через нещільності, не проходить через рекуператор. Деталі підбору вентиляції в статтях Механічна vs гравітаційна вентиляція та Розрахунок потоку повітря.

Потужність повторного нагріву $\Phi_{RH}$

Якщо в системі використовується програмоване зниження температури (напр. вночі), після зниження джерело має «догріти» приміщення за обмежений час. Додаткова потужність:

де $A_i$ — площа підлоги приміщення [м²], а $f_{RH}$ [Вт/м²] — коефіцієнт, що залежить від часу нагріву, зниження температури та теплової інерції будівлі. Для типового нічного зниження на 3 К та нагріву за 2 години $f_{RH}$ становить близько 10–20 Вт/м².

На практиці в будинках із теплою підлогою (велика теплова інерція) $\Phi_{RH}$ найчастіше пропускають — нічне зниження й так малоефективне з теплою підлогою. У радіаторних системах, особливо в легких будівлях, варто враховувати нагрів.

Розрахункові температури

Зовнішня розрахункова температура $\theta_e$ — кліматичні зони Польщі

Поділ країни на зони та значення розрахункових зовнішніх температур регулює PN-82/B-02402 та національний додаток до PN-EN 12831. Польща поділена на п'ять кліматичних зон:

Внутрішня температура $\theta_{int}$ — за типом приміщення

Мінімальні розрахункові температури приміщень випливають з польських Технічних Умов (додаток до §134) та національного додатку до PN-EN 12831:

Практичний приклад — будинок 150 м²

Порахуємо одноповерховий будинок із житловою мансардою, 150 м² опалюваної площі, розташований у Познані (зона II, $\theta_e = -18$ °C). Параметри:

• Площа зовнішніх стін: 180 м², $U = 0{,}20$ Вт/(м²·К)
• Площа вікон: 28 м², $U = 0{,}90$ Вт/(м²·К)
• Площа даху: 95 м², $U = 0{,}15$ Вт/(м²·К)
• Площа підлоги на ґрунті: 75 м², $U = 0{,}25$ Вт/(м²·К), $b_g = 0{,}60$
• Опалюваний об'єм: $V = 420$ м³
• Механічна вентиляція з рекуперацією, $\eta_{rec} = 0{,}80$, кратність $n = 0{,}5$ год⁻¹
• Тест герметичності: $n_{50} = 1{,}5$ год⁻¹ (рекомендовано WT для будівель з механічною вентиляцією — рекомендація, а не граничне значення, п. 2.3.3 додатка до розпорядження), $e = 0{,}07$, $\varepsilon = 1{,}0$
• Середня внутрішня температура: $\theta_{int} = 20$ °C (різниця $\Delta\theta = 38$ К)
• Лінійна надбавка на теплові містки: близько 10 %

Крок 1: Трансмісійні тепловтрати (без містків)

З надбавкою 10 % на теплові містки: $H_T' = 86{,}8 \cdot 1{,}10 \approx 95{,}5$ Вт/К.

$\Phi_T = 95{,}5 \cdot 38 \approx 3\,629$ Вт.

Крок 2: Вентиляційні тепловтрати

Потік з механічної вентиляції: $\dot{V}_{mech} = 0{,}5 \cdot 420 = 210$ м³/год. Через рекуператор (η = 0,80): $\dot{V}_{eff} = 210 \cdot (1 - 0{,}80) = 42$ м³/год.

Інфільтрація: $\dot{V}_{inf} = V \cdot n_{50} \cdot e \cdot \varepsilon = 420 \cdot 1{,}5 \cdot 0{,}07 \cdot 1{,}0 \approx 44$ м³/год.

Сума: $\dot{V}_i = 42 + 44 = 86$ м³/год.

$\Phi_V = 0{,}34 \cdot 86 \cdot 38 \approx 1\,111$ Вт.

Крок 3: Сумарне теплове навантаження

Показник близько 32 Вт/м² — типове значення для будинку, запроєктованого у стандарті WT 2021 з рекуперацією. Для порівняння:

• Пасивний будинок (сертифікат PHI): 10–15 Вт/м²
• Енергоощадний будинок WT 2021 з рекуперацією: 25–40 Вт/м²
• Будинок WT 2008: 50–70 Вт/м²
• Стара будівля без термомодернізації: 100–150 Вт/м²

Якби ми врахували сценарій без рекуперації (весь потік 210 м³/год плюс інфільтрація), $\Phi_V$ зросла б до ~3 300 Вт, а $\Phi_{HL}$ — до близько 6,9 кВт; це показує, наскільки важливою є рекуперація для проєктного навантаження.

Найпоширеніші помилки

• Ігнорування теплових містків — занижує баланс на 10–20 %. На будмайданчику це означає холодні кути, іній та пліснява.
• Плутання проєктних втрат із річним споживанням — «котел 20 кВт спалить 20 000 кВт·год» — міф. Пікова потужність та енергія — різні величини.
• Неправильна кліматична зона — проєктант із Варшави копіює шаблон для Сувалків (−22 °C), або навпаки.
• Спрощений розрахунок вентиляції — приймається усереднена кратність замість розрахунку потоків по приміщеннях.
• Ігнорування інфільтрації при рекуперації — навіть герметичний будинок має $\dot{V}_{inf}$, яка не проходить через теплообмінник.
• Неправильний метод для ґрунту — використання $b = 1$ замість $b_g$ за PN-EN ISO 13370 переоцінює втрати через підлогу.
• Некоректна $\theta_{int}$ — проєктант приймає 20 °C для ванної замість 24 °C; результат втрат у цьому приміщенні занижений на 20 %.

Що далі з результатом балансу

Проєктне $\Phi_{HL}$ — це вхід до низки наступних рішень:

Підбір потужності джерела тепла

• Газовий або пелетний котел — підбираєш на $\Phi_{HL}$ + резерв 10–20 % на ГВП і запас.
• Тепловий насос — складніша справа. Підбираємо на так звану точку бівалентності (зазвичай −5 до −7 °C), а не на повне $\theta_e$. Для нижчих температур вмикається ТЕН або додаткове джерело (бівалентність). Потужність насоса зазвичай 60–80 % від $\Phi_{HL}$. Саме тому «пікова потужність» з балансу ≠ «потужність теплового насоса» з пропозиції. Детальна стаття про теплові насоси готується.

Підбір внутрішніх систем

• Радіатори — розподіл $\Phi_{HL,i}$ на приміщення і підбір розміру радіатора. Допоможе калькулятор підбору радіаторів та посібник Підбір радіаторів.
• Тепла підлога — поділ $\Phi_{HL,i}$ на питому потужність петлі й підбір довжини. Дивіться калькулятор теплої підлоги і порівняння тепла підлога vs радіатори.
• Діаметри труб опалення — з $\Phi_{HL}$ випливає потік теплоносія, а з нього діаметри (калькулятор діаметрів опалення та стаття про теплоносії).
• Розширювальний бак і запобіжні клапани — підбираєш на об'єм води в системі, який випливає з діаметрів і довжин труб.

Часті запитання (FAQ)

Чи можу я використати показник Вт/м² замість повного балансу?

Тільки на етапі дуже попередньої оцінки інвестиції. Показник 40–60 Вт/м² для будинку у стандарті WT 2021 дає приблизну пікову потужність, але не замінює баланс, якого вимагає норма приміщення по приміщенню для підбору радіаторів і петель теплої підлоги. Для «швидкого» кошторису — так. Для робочого проєкту — ні.

Як рахувати втрати у наявній будівлі без документації?

Необхідна інвентаризація: вимірювання площі огородження, оцінка $U$ на основі товщини та типу ізоляції (або термографічні обстеження), прийняття консервативних значень $\psi$ для містків. Тест герметичності Blower Door дає реальне значення $n_{50}$. За відсутності ізоляційних даних приймаються типові значення для року будівництва (WT 1997, WT 2002, WT 2008).

Чи PN-EN 12831 замінила PN-B-03406?

Так. Норма PN-EN 12831-1:2017 (у Польщі чинна з 2017 р.) замінила старішу PN-B-03406:1994. Головні відмінності: детальніший розгляд теплових містків, посилання на PN-EN ISO 13370 для ґрунту, інший понятійний апарат (коефіцієнт $b$ замість $f$, явне розділення інфільтрації та механічної вентиляції).

Як врахувати сонячні теплонадходження у проєктному балансі?

Їх не враховують. $\Phi_{HL}$ — потужність, необхідна за найгірших умов: безсонячний, похмурий, морозний день. Сонячні та внутрішні теплонадходження враховуються лише при розрахунку річної потреби в енергії (PN-EN ISO 52016, методологія енергетичних сертифікатів). Змішування двох методик — часта помилка початківців.

Чи WT 2026 змінить метод розрахунку втрат?

Ні. Офіційним орієнтиром для максимальних значень $U$ (стіна ≤ 0,20 Вт/(м²·К), дах ≤ 0,15, вікно ≤ 0,9) залишаються WT 2021 (Dz.U. 2020 поз. 2351, набрали чинності 31 грудня 2020). Згідно з поточними припущеннями проєкту, WT 2026 змінить передусім показники енергетичної характеристики EP та вимоги щодо ВДЕ, а не самі значення U — остаточна форма залежить від публікації в Dz.U. Для балансу тепловтрат це означає, що формула та методологія залишаються незмінними в будь-якому варіанті; змінам підлягає натомість річна потреба в енергії, яка розраховується за іншою методикою. Деталі в статті про нові технічні умови 2026.

А як із тепловтратами в пасивних будинках?

Пасивний будинок за стандартом PHI: $\Phi_{HL} \leq 10$ Вт/м² («heizlast»). У п'ять-сім разів менше ніж у стандартних будинках. Досягається комбінацією: $U$ огородження порядку 0,10–0,12 Вт/(м²·К), рекуперації з $\eta \geq 0{,}85$, герметичності $n_{50} \leq 0{,}6$ год⁻¹, вікон з $U_w \leq 0{,}80$. Результат — будинок 150 м² з потребою 1,5 кВт, часто опалюваний лише нагрівачем у центральному пристрої вентиляції.

Чи можна рахувати тепловтрати в Excel?

Технічно — так, формула проста. Проблема в сенсі вправи: PN-EN 12831 вимагає розрахунку по приміщеннях, а не всієї будівлі «одним махом». Для 15-кімнатного будинку з власними $\theta_{int}$, містками й потоками вентиляції — це сотні клітинок і джерело помилок. Тому проєктанти використовують спеціалізоване ПЗ (OZC, Purmo, Audytor) — або онлайн-калькулятори на кшталт kalkulatorpro.pl, які автоматизують складові балансу.

---

Правильний баланс тепловтрат — найважливіший крок у проєктуванні системи опалення. Помилка на цьому етапі поширюється на всю інвестицію — від завеликого котла через незбалансовані петлі теплої підлоги до надмірного споживання енергії. PN-EN 12831-1:2017 дає суворий апарат, який за уважного застосування веде до точних і порівнюваних між проєктантами результатів. Решта — це калькулятори, таблиці та досвід, і всі три знайдете на kalkulatorpro.pl.

Повернутися до списку статей