Расчет теплого пола

О подобных системах отопления слышали практически все. Но мало кто задумывался о том, что до начала его обустройства в своём доме необходимо провести расчёт тёплого водяного пола (ТВП), причём достаточно сложный.

От того, насколько правильно они будут выполнены, зависит, насколько тепло будет в вашем жилище.

Особенности методики расчета водяного пола своими руками

Для того чтобы выполнить расчёт тёплого водяного пола своими руками, требуется предварительный сбор исходной информации. Вам потребуется оценить само помещение и выполнить его эскиз. Для этого придётся провести замеры площади пола там, где вы собираетесь обустраивать ТВП.

Необходимо понять одну парадоксальную, на первый взгляд, вещь: чем меньше площадь пола, тем дороже он вам обойдётся (с учётом стоимости 1 кв.м), так как перечень необходимого оборудования остаётся неизменным. Поэтому, проведя расчёт длины тёплого водяного пола, лучше выполнять его сразу на всём этаже.

Необходимо уточнить материалы, из которых выполнены стены помещения, потолки и полы, параметры утеплителя. Затем определить место под технологические отверстия подачи и обратки.

Как правильно рассчитать теплый водяной пол в доме?

Показатели необходимые для расчета теплого пола:

  1. Климатические характеристики места, где стоит ваш дом (по соответствующим таблицам).
  2. План помещения (можно эскиз).
  3. Перечень и толщина материалов, используемых в ограждающих конструкциях (стены, перекрытие и т.п.).
  4. Тип остекления в помещении, где будут проводиться работы, так как это основной источник теплопотерь.
  5. Какую температуру в помещении вы планируете обеспечить.
  6. Тип напольного покрытия.
  7. Теплоизоляция полов (материал и толщина), а также бетонной стяжки.
  8. Стационарно расположенная мебель (газовая плита, шкаф-купе и т.п.).

В зависимости от назначения вашего помещения необходимо ориентироваться на максимально допустимую температуру, определённую СНиП:

  • Рабочие комнаты – 21 – 27 град;
  • Жилые – 29 град;
  • Коридор – 30 град;
  • Ванная комната – 33 град.

Требования к температуре теплоносителя

Температура поступающего в тёплые полы теплоносителя 40 – 55 град. (max 60). Перепад между подачей и обраткой не должен выходить за диапазон 5 – 15 градусов.

Объясняется это тем, что при значении менее 5 град. расход теплоносителя значительно увеличивается, приводя к существенным потерям напора. А при значениях выше 15 град. получаем чувствительный перепад температур на поверхности полов.

Выбор отопительных труб и расчет их длины

Расчёт труб для водяного пола в одной петле (контуре) проводится с учётом их выбранного диаметра и составляет при диаметрах:

  • 16 мм – до 90 м;
  • 17 мм – до 100 м;
  • 20 мм – до 120 м.

Разброс по длине определяется разными показателями тепловой нагрузки и гидравлического сопротивления.
Расчёт монтажа водяных тёплых полов показывает, что в небольших помещениях обогрев выполняется одним уложенным контуром. В больших – двумя и более (чтобы не превысить максимально разрешённую длин труб).

В последнем случае необходимо стремиться к тому, чтобы длина всех укладываемых контуров была примерно одинаковой. (Под длиной понимается вся труба, считая от коллектора), с максимальным разбросом до 10 м.

Задаваемый шаг раскладки

Расчёт системы водяной тёплый пол предусматривает, что это значение должно укладываться в диапазон 150 – 300 мм с дискретностью в 50 мм. В помещениях большой площади (спортзал, например) разрешено использовать шаг до 450 мм, а в краевых зонах сокращать его до 100 мм.

Расчёт тёплого водяного пола своими руками предусматривает выбор величины шага, который определяется тепловой нагрузкой, длиной контура и ещё целым рядом параметров.

  • Если речь идёт о краевых зонах, то шаг принимается равным 10 – 15 см. При этом стандартом определено, что к указанной зоне относится до 6 рядов;
  • Санузел (все варианты) – шаг 150 мм;
  • Зоны, относящиеся к центральным – 20 – 30 см.

Подбор диаметра

Расчёт трубы для тёплого водяного пола начинается с выбора диаметра. Оптимальным диаметром для помещений жилых, площадь которых составляет более 50 кв. м является 16 мм. В частном доме это обеспечивает наиболее приемлемое соотношение трёх базовых показателей: цена / простота монтажа / объём потребного теплоносителя.

Достаточно часто применяют 18 мм трубы. Но существенной разницы в качестве работы обустроенной системы это не даёт, а расходы на приобретение материалов возрастают многократно.

Расчёт тёплого водяного пола свидетельствует о том, что трубы в 20 мм принимают гораздо больше теплоносителя, что автоматически требует использования более мощного источника его прогрева. А согнуть такую трубу с шагом даже в 150 мм практически невозможно. Увеличение шага снижает количество тепла на единицу площади.

Общие данные для расчета

Первым параметром, который нужно учесть перед расчетами, является выбор варианта отопительной системы: будет ли она основной или вспомогательной. В первом случае она должна обладать большей мощностью, чтобы самостоятельно обогреть весь дом. Второй вариант применим для комнат с малой теплоотдачей радиаторов.

Температурный режим пола выбирается согласно строительным нормам:

  • Поверхность пола жилого помещения должна нагреваться до 29 градусов.
  • По краям комнаты пол может нагреваться до 35 градусов, чтобы компенсировать потери тепла сквозь холодные стены и от сквозняка, исходившего сквозь открывающиеся двери.
  • В ванных комнатах и зонах с высокой влажностью оптимальная температура – 33 градуса.

В качестве вспомогательных параметров используется:

  • Общая длина труб и их шаг (монтажное расстояние между трубами). Рассчитывается благодаря вспомогательному параметру в виде конфигурации и площади комнаты.
  • Тепловые потери. Такой параметр учитывает теплопроводность материала, из которого построен дом, а также его степень изношенности.
  • Напольное покрытие. Выбор напольного покрытия влияет на теплопроводящую способность пола. Оптимальным является использование кафеля и керамогранита, поскольку они имеют высокую теплопроводность и быстро прогреваются. При выборе линолеума или ламината стоит приобрести материал, не имеющий теплоизоляционной прослойки. От деревянного покрытия стоит отказаться, поскольку такой пол практически не будет нагреваться.
  • Климат местности, в котором стоит постройка с системой теплого пола. Нужно учесть сезонную смену температур в этом крае и самую низкую температуру в зимний период.

Температура теплоносителя

Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон — 45/35°C.

Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:

  • 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
  • 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
  • 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Водяной тёплый пол своими руками, видео и описание процесса. Описание процесса монтажа водяного теплого пола. Его достоинства и недостатки в отличии от других видов напольных отопительных систем. Выбор материалов. Видео-уроки.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Напольные покрытия

Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: наливная поверхность, линолеум, ламинат или паркет, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.

Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.

Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:

Тип материала Толщина слоя δ, м Плотность γ, кг/м³ Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м °∁)
Линолеум утепленный 0,007 1600 0,29
Плитка кафельная, метлахская, керамическая 0,015 1800 ÷ 2400 1,05
Ламинат 0,008 850 0,1
Паркетная доска 0,015 ÷ 0,025 680 0,15
Утеплитель (урса) 0,18 200 0,041
Цементно-песчаная стяжка 0,02 1800 0,76
Железобетонная плита 0,2 2500 1,92

Устройство водяного теплого пола в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м³/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

∆t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола

Таблица 5. Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

Площадь пола, м² Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м³/ч
80 ÷ 120 1,5
120 ÷ 160 2,0
160 ÷ 200 2,5
200 ÷ 240 3,0
240 ÷ 280 4,0

Полезный совет! Мощность агрегата состоит из суммы расходов всех контуров. На случай аномальных холодов необходимо предусмотреть запас производительности насоса 15 ÷ 20%.

Пример схемы разводки теплого водяного пола по секторам

Расчет стоимости теплых полов

Газовый котел и напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.

Таблица 6. Элементы комплектации теплого пола:

Название позиции Размер и единица измерения Цена за единицу товара (руб.)
Гидроизоляция рулон (1,5×50 м) от 2000
Демпферная лента 25 м от 500
Экранирующая теплоизоляция (пенополистирол) 1100×800×38 мм 769
Труба 16 ÷ 20 мм 50 ÷ 80
Бетонная стяжка:
цемент
сухие смеси
50 кг
25 кг
125
200
Коллекторная группа в сборе 2 выхода 4600
Насосно-смесительный узел: термостатическая головка балансировочный и термостатический клапаны, циркуляционный насос комплект от 20000

Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.

Элементы комбинированной системы отопления

Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом — не плацдарм для экспериментов.

От чего зависит комфортная температура

Предлагаем вам комплексно подойти к вопросу, как рассчитать мощность теплых полов на квадратный метр. Прежде всего для определения этого показателя вам необходимо будет разработать проект помещения. Определение мощности позволит вам достичь комфортной температуры и минимальных энергозатрат. Вся производительность теплых полов напрямую зависит от таких показателей:

  1. Назначение и тип отапливаемого помещения. Сюда также включается особенность напольного покрытия, количество и размер окон и дверей. Так, если у вас деревянное перекрытие, то для обогрева такого помещения потребуется больше мощности на 1 м2. Объясняется это тем, что древесина имеет низкий уровень по теплопроводности.
  2. Площадь отопления. Важно учитывать все зоны, которые будут обогревать теплый пол, а также и те, которые не будут. От этого также зависит конечное потребление мощности.
  3. Тип обогрева. Если теплый пол будет основным источником тепла, то вся система должна покрыть большую часть помещения. В этом случае производительность будет измеряться от 160 до 180 Вт на 1 м2.
  4. Из какого материала сделаны стены.
  5. Какую температуру внутри жилого помещения вы хотите.
  6. Каким будет финишное покрытие пола.
  7. Какова мощность циркуляционного насоса, котла, а также какой будет использоваться диаметр труб.

Только когда вы узнали все эти нюансы, вы сможете узнать, какая будет мощность отопления на 1 м2. Также эти данные помогут вам определить, какой будет расход трубы. Определивши возможные тепловые потери, вы также будете знать, какое необходимо выполнить утепление стен и пола, а, возможно, и потолка. Так, помещение в любом случае будет нуждаться в утеплении, если теплопотери равны 100 Вт на 1 квадратный метр.

Можно ли сократить расходы

Безусловно, каждый хозяин в первую очередь думает о том, как экономить. Сейчас мы рассмотрим несколько полезных советов, которые помогут вам разработать мощную, но в то же время экономную систему теплого пола.

Прежде всего необходимо выполнить качественное утепление. Потратив деньги один раз на утеплении, вы сможете сэкономить приличную сумму на счетах за электроэнергию или газ. Качественная теплоизоляция позволит сократить до 40% энергопотребления. Для большей экономичности также рекомендуется установить терморегулятор. Его наличие позволит вам осуществлять контроль заданной температуры. То есть при достижении заданной температуры, терморегулятор будет подавать сигнал на отключение/включение теплого пола. Это также сократить расход на энергопотребление.

Еще один оригинальный способ – монтаж многотарифного счетчика. В зависимости от региона, где вы проживаете, учет в ночное время на электричество будет дешевле до двух раз. Это очень актуально, ведь вы преимущественно находитесь дома в вечернее и ночное время, а днем на работе. Терморегулятор можно настроить так, чтобы в дневное время поддерживалась меньшая температура, а на вечер и ночь большая.

Кроме всего прочего, монтажные работы следует осуществлять только на полезную площадь. То есть под мебелью и другими большими стационарными предметами прокладывать греющий контур не рекомендуется. И еще один простой способ экономии, уменьшить температуру внутри помещения всего лишь на один градус. В итоге вы сможете сэкономить на 5%.

Дополнительные работы

Гидроизоляция

Перед укладкой труб необходимо произвести гидроизоляцию пола, разложив гидроизоляционную плёнку так, чтобы полы не могли впитывать влагу.

Учет теплового расширения

По периметру помещения наклеивают демпферную ленту в целях компенсации расширения цементно-бетонной стяжки. При выборе материалов надо учитывать то, что материалы имеют разное тепловое расширение, то есть увеличиваются при нагреве и уменьшаются при охлаждении.

Теплоизоляция

Важно произвести теплоизоляцию пола, так как потери тепловой энергии через пол могут составлять 15 — 20%. В качестве теплоизоляционных материалов используют минеральную вату, стекловату, пенобетон, техническую пробку, экструдированный пенополистирол. Лучше использовать качественные изоляционные материалы. Если внизу находится отапливаемое помещение, то теплоизоляционный слой может составлять пару сантиметров. А если внизу помещение не отапливается, то высота теплоизоляционного слоя может достигать 20−25 см.

Что такое водяной теплый пол?

Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры около +45°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. Благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличии от радиаторных распределителей тепла. Простота конструкции, независимость от сезонного отопления, скачки температуры и давления являются еще одним большим плюсом данной технологии. Отапливается такая система в основном с помощью газового котла. Но без проблем взаимодействует и с другими видами котлов.

Теплые полы монтируются из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Эти материалы достаточно гибкие и хорошо проводят тепло. За регулирование температуры в такой системе отвечают насос, коллектор и смеситель термостатического вида.

Преимущества водяного теплого пола:

  • совместимость со многими видами напольного покрытия – вы можете выбрать любое нужное вам покрытие, не беспокоясь о том, что система отопления повредит его;
  • экономия тепла – система производит обогрев снизу, благодаря этому весь холодный воздух поднимается вверх, что позволяет обогревать помещение без использования прочих источников тепла;
  • сезонные опции – в холодное время года, система выступает в роли отопительной конструкции, а в летнее время способна охлаждать помещение.

Однако, существуют особенности, с которыми необходимо ознакомиться перед установкой такой системы:

  • Дороже радиаторной системы. При устройстве дома теплым полом готовьтесь к повышенным тратам, которые не особо себя окупят, но при этом принесут много приятного в плане отопления.
  • Не везде справляется с прогревом. В большинстве случаев теплый пол проходит в качестве основного отопления, но есть помещения, где требуется дополнительный прибор отопления. Для выяснения этого факта и нужно делать расчет теплого пола.
  • Запрет на использование в многоквартирных домах. Но касается он в основном России. В других странах ограничений нет.

Данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж системы желательно доверить мастерам, так как есть вероятность образования протечек, которые проявляются не сразу. Некачественная сборка может доставить массу хлопот и нанести серьезный урон имуществу.

Температурное выравнивание водяного теплого пола

С помощью водяного теплого пола можно регулировать температуру поверхности пола и температуру воздуха в помещении. В тех комнатах, в которых помимо теплого пола есть еще и радиаторы, лучше предоставить радиаторам возможность поддерживать температуру воздуха, а теплый пол будет обеспечивать комфортную температуру поверхности.

Необходимо помнить, что нормами ограничена температура поверхности греющих конструкций, в т.ч. для теплого пола в помещениях с постоянным пребыванием людей (спальня, гостинная и т.п.) температура поверхности не должна превышать 26-29 o C. В помещениях с временным пребыванием людей (ванная, коридор) – не более 35 o C. Фактически часто жители домов нарушают эти нормы по причине их не знания или неумения пользоваться системой. Кроме того, ограничение по температуре есть и у производителей напольный покрытий. Итак, если у вас не плитка, то стоит поднять этот вопрос и посмотреть в техническую документацию по напольному покрытию.

Температура поверхности теплого пола находится в сложной зависимости от температуры теплоносителя в подающем и обратном коллекторах, а также от расхода и удельной тепловой мощности, и, в особенности от конструкции пола и напольного покрытия. Выделим главное: при следующих расчетных или фактических показателях нужно опасаться повышения температуры поверхности пола выше нормы:

  • температура воды в подающем коллекторе выше 45 o C;
  • расчетная удельная тепловая мощность теплого пола больше 120 Вт/м 2

Свои индивидуальные параметры внутрипольного отопления вы сможете подобрать в онлайн-программе расчета теплого пола. Занесите свои исходные данные и попробуйте поэкспериментировать с показателями.

Итак, температурное регулирование водяного теплого пола возможно выполнять в ручном режиме с помощью термоголовки или поворотной ручки на смесительном клапане. При этом помним об ограничении температуры поверхности. Необходимо обратить внимание на то, что регулирование температуры теплоносителя в системе отопления в целом с помощью котла практически не влияет на контур теплого пола. Также возможно автоматическое регулирование как поверхности пола, так и температуры воздуха в помещении. Для этого применяется автоматика, основанная на сервоприводах, датчиках температуры воздуха, датчиках температуры пола и управляющих контроллерах.

Теплый или комфортный пол

Сразу стоит разобраться в терминологии и в назначении подогрева пола. Могут быть две ситуации:

  • Отопление у вас сделано другого типа, а подогревать пол надо только, чтобы ногам было приятно и тепло. Так называют комфортный пол. Он может включаться самостоятельно. Летом в непогожие дни или ранней осенью, поздней весной. Но глобальное отопление решено иными средствами.

    Подогрев пола может быть основным источником тепла, а может быть только для комфорта

  • Подогрев пола — основной вид отопления. Именно он дает основное тепло. Возможно, есть другие источники тепла, но они больше как резерв — на случай слишком холодных дней. Такой тип называют теплый пол.

Это разделение неофициальное, но так будет проще понять, какой именно подход вам выбрать при расчете и проектировании. А подходы разные, так как требования отличаются.

Теплопотери что это и где их взять

Расчет теплого пола делают по каждому помещению, в котором он будет уложен. Основан он на том, что вы знаете теплопотери дома в целом и в каждом помещении конкретно. Теплопотери — это то количество тепла, которое требуется возместить, чтобы поддерживать определенную/желаемую температуру. Теплопотери зависят от толщины и материала стен, от типа окон/дверей, от того как сделан пол, отапливаемое внизу помещение или нет, какой потолок, чердак, как это все утеплено. В общем, критериев масса. Учитывается все это в теплотехническом расчете.

Количество тепла для поддержания нужной температуры очень зависит от материала наружных стен и утепления

Теплотехнический расчет можно сделать самостоятельно (есть достаточное количество калькуляторов, методик), можно заказать в строительной организации. Для примерных прикидок можно воспользоваться усредненными нормами. Так считают, что для отопления одного квадратного метра в Средней полосе России требуется 100 Вт на квадратный метр площади. Это при условии, что утепление — среднее, высота потолков — 2,2-2,7 м, наружных стен не более чем две.

Примерные теплопотери для разных технологий строительства

Если утепление ниже среднего или потолки выше, регион более северный — эти показатели приводят к увеличению теплопотерь. Соответственно, наоборот, чем менее суровые зимы и лучше утепление, тем меньше требуется тепла. Подкорректировав таким образом норму, можно сделать более-менее точный расчет теплого пола, но всегда лучше взять с запасом — чтобы не мерзнуть.

Подбор диаметра труб, которыми коллектор подсоединяется к котлу

Расчёт системы водяной тёплый пол учитывает, что для подключения магистрали коллекторы оснащены штатными резьбовыми входами на 1” / 25 (дюйм/мм). Чтобы беспроблемно к нему подключиться, подойдут трубы следующих наружных диаметров:

  1. 32 мм – полипропиленовые (внутренний 25 мм);
  2. 26 мм – металлопластиковые, либо выполненные из сшитого полиэтилена;
  3. 28 мм – медные.

Расчёт длины трубы тёплого водяного пола (общей потребной) определяется делением отапливаемой площади помещения на шаг трубы. Пример. При площади в 100 кв. м и шаге в 0,15 м получаем потребную длину в 667 метров.

Задачи

  1. Характерные для отапливаемого помещения теплопотери, а значит и потребную тепловую мощность, которой должна обладать система отопления.
  2. Диаметр труб и шаг между ними.
  3. Суммарную длину труб в каждом контуре: зависит от размеров контура, способа укладки труб и их диаметра.
  4. Производительность и напор насоса.

Данные

Для выполнения расчета системы теплый пол необходимо располагать следующей информацией:

  • теплопотери помещения;
  • материал труб;
  • схему контура;
  • тип напольного покрытия.

Мощность теплопотерь в отапливаемом помещении

Произведем расчет мощности водяного теплого пола.

Этот параметр является ключевым, поскольку именно он определяет, какое количество тепла должна производить та или иная отопительная система.

Наиболее точный способ оценки теплопотерь в помещении – выполнение теплотехнического расчета, в котором будет учтен целый ряд факторов: термическое сопротивление ограждающих конструкций, площадь и тип остекления, инсоляция, тепло от людей и оборудования.

Методика расчета достаточно сложна и требует определенных навыков и опыта, поэтому обычно его заказывают проектной организации, в штате которой есть инженеры-теплотехники. Чтобы упростить задачу и сэкономить средства, домашние умельцы используют усредненную величину – 100 Вт/кв. м.

Если же речь идет о частном доме, то средняя мощность теплопотерь будет зависеть от его площади:

  • до 150 кв. м – 120 Вт/кв. м;
  • от 150 до 300 кв. м – 100 Вт/кв. м;
  • от 300 до 500 кв. м – 90 Вт/кв. м.

Материал труб

Трубы выбирают сообразно своим финансовым возможностям. Доступны следующие варианты:

  • Медные в чистом виде или в пластиковой оболочке: обладают наилучшими характеристиками и являются самыми долговечными, но покупка и монтаж обходятся очень дорого.
  • Сшитый полиэтилен, полибутен, армированный полипропилен – доступные по стоимости материалы, но не имеют высокой прочности и несколько сложны в монтаже (плохо держат форму).
  • Металлопластиковые: средний по стоимости вариант, при этом имеют высокую прочность и хорошо держат форму.

Схема контура

Разрабатывая схему контура, на плане помещения прорисовывают его очертания. При этом учитывают следующее:

  • Трубы не должны оказаться под мебелью – диваном, шкафом и пр.
  • От стен следует отступить не менее 15 см.
  • Желательно, чтобы трубы не пересекали стык между плитами (если таковой имеется, лучше уложить два отдельных контура по разные стороны от него).

Далее выбирают способ укладки труб. В общем случае применяют один из двух вариантов:

  1. Змейка (зигзаг): особенностью контура в виде змейки является неравномерное распределение тепловой мощности. К такой схеме прибегают в том случае, когда в какой-либо зоне помещения нужна усиленная подача тепла. Подобное положение дел обычно наблюдается при наличии одной наружной стены, имеющей слабое утепление или значительный по площади остекленный проем.
  2. Улитка (спираль): данную схему также называют бифилярной.

Укладка теплого водяного пола спиралью

Последняя является более удачной, чем предыдущая, поскольку обладает целым рядом достоинств:

  • Тепло распределяется более равномерно (чередуются линии подачи и обратки).
  • При каждом повороте направление трассы меняется только на 90 градусов, а не на 180, что заметно облегчает монтаж и способствует снижению гидравлического сопротивления.
  • При той же мощности теплоотдачи труб для «улитки» понадобится на 15% меньше, чем для «змейки».

Расчет теплоотдачи теплого пола

При этом шаг должен быть таким, чтобы суммарная длина труб в контуре не превысила 100 м.

Иначе гидравлическое сопротивление окажется чрезмерно большим.

Затем определяют мощность теплоотдачи по формуле:

Q = S х Δt х B х Fp х Fi х Fm х Fd,

S, кв. м – площадь помещения;

Δt, град. – разность температур подачи и обратки;

B, Fp, Fi, Fm, Fd — коэффициенты, зависящие от:

  • вида напольного покрытия;
  • материала труб;
  • прочих элементов системы.

Теплоотдача теплого пола и традиционной отопительной системы

Их значения приводятся в таблицах справочной литературы.

Мощность теплоотдачи отопления должна быть больше мощности теплопотерь помещения, но не более, чем на 25%.

Если полученное значение оказалось недостаточным либо, наоборот, слишком большим, задаются новым диаметром трубы (чем больше его значение, тем больше мощность) и шагом между нитками (тут наоборот: чем больше шаг, тем меньше мощность).

После этого делают перерасчет.

Если в вашей квартире уже выполнен ремонт, то устанавливать мобильный пол будет проблематично, ведь нужно демонтировать весь пол. Мобильный теплый пол решит вашу проблему. Его можно разложить где угодно и убрать в любой момент, к тому же монтаж не требуется. Все о мобильных теплых полах читайте на нашем сайте.

О том, как изготовить теплообменник своими руками и как его применять, читайте здесь.

Электрические теплые полы предпочтительнее водных в плане монтажа. Их гораздо легче уложить и подключить. В этой статье https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/teplye-poly-elektricheskie-kak-vybrat.html вы узнаете, какие виды электрических теплых полов существуют и как выбрать лучший вариант.

Расчет насоса

Потребную производительность насоса определяют по формуле:

G =Q Х 0,86/Δt,

  • G, л/ч – производительность;
  • Q, Вт – теплоотдача теплого пола;
  • 0,86 – коэффициент, необходимый для перевода мощности теплоотдачи из Вт (ватты) в ккал/ч (килокалории в час).
  • Δt, град. – разность температур между подачей и обраткой.

Экономический расчет

Теперь нужно рассмотреть расчет стоимости водяного теплого пола. В ценовом вопросе поможет сориентироваться приведенная ниже смета (для контура площадью 100 кв. м):

  1. Подложка – экструдированный пенополистирол Пеноплекс толщиной 50 мм (20 упаковок): 20х1150 = 23 тыс. руб.
  2. Армирующая сетка из проволоки диаметром 5 мм с размерами ячейки 150х150 мм (53 руб. за кв. м): 53х100 = 5300 руб.
  3. Гидроизоляция – полиэтиленовая пленка толщиной 200 микрон: 3800 руб. за рулон.
  4. Труба металлопластиковая – при шаге в 150 мм понадобится 670 м.п. (стоимость – 40 руб./м.п): 40х670 = 26,8 тыс. руб.
  5. Демпферная лента – вспененный полиэтилен толщиной 8 мм, понадобится около 30 кв. м (стоимость – 22 руб./кв. м): 22х30 = 660 руб.
  6. Коллекторы Valtec на 7 отводов (2 шт): 1600х2 = 3200 руб.
  7. Фитинги для подключения контуров к коллекторам (стоимость – 115 руб./шт): 115х14 = 1610 руб.
  8. Узел смесительный (с насосом) на 7 контуров: 14,5 тыс. руб.
  9. Крепежные детали – нейлоновые стяжки и саморезы: примерно 1 тыс. руб.
  10. Стяжка цементно-песчаная толщиной 60 мм (стоимость – 480 руб./кв. м): 480х100 = 48 тыс. руб.

Общая стоимость: 127 870 руб. (материалы без учета стяжки – 79 870 руб.).

Укладка теплого пола змейкой

Если делать монтаж теплого пола не самостоятельно, а пригласить для этого бригаду, к общей стоимости придется добавить еще около 40 тыс. руб. В итоге вся система обойдется в 1700 руб./кв. м.

Также приведем стоимость отдельных этапов работ у мастеров-профессионалов:

Установка коллекторного шкафа обойдется в 1500 рублей.

Если вы планируете сочетать теплый пол и ламинат, вы должны в первую очередь выяснить, какой теплый пол лучше под ламинат. Подложка и ее свойства, а также основные требования к техническим параметрам, читайте на нашем сайте.

О том, как выполняется обвязка котла отопления, читайте в этой теме. Схемы обвязки и порядок работ.

Правила расчёта

Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:

  • использование 16 мм труб с длиной в 65 метров;
  • показатели расхода используемого в системе насоса не могут быть меньше двух литров в минуту;
  • контуры должны обладать равноценной длиной с разницей не более 20%;
  • оптимальный показатель расстояния между трубами составляет 15 сантиметров.

Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C.

Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой». Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами. При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.

Таблица теплопотребления различных частей здания

Как рассчитать электрический теплый пол

Методика расчета аналогична тому, что написано про водяной пол. Необходимо знать теплопотери и способ использования подогрева пола, мощность одного метра греющего элемента. В данном случае все несколько проще, потому что электрические материалы для нагрева пола имеют конкретную цифру, которой производители обозначают максимальную теплоотдачу. Больше заявленной цифры они выдать не в состоянии. Потому расчет теплого пола с электрическим подогревом более прост и понятен. Тем не менее, остается достаточное количество переменных величин. Это толщина стяжки, ее теплопроводность, теплопроводность финишного напольного покрытия. Их тоже надо учитывать.

Расчет зависит от мощности обогревателя на квадратный метр

Эффективная площадь обогрева

Расчет теплого пола с электроподогревом начинают с определения эффективной зоны обогрева и ее площади. Большая часть нагревательных элементов не переносит перегрева (резистивные кабели, маты из резистивных кабелей, пленочные нагреватели и инфракрасные маты). Исключение — саморегулирующиеся греющие кабели, но они стоят дорого, поэтому их применяют редко. Хотя, есть и сами кабели и маты из них.

Еще раз: электрические греющие элементы пола укладывают только на той площади, где не будет стоять мебель и/или сантехника, лежать ковры и т.д. То есть, электрический теплый пол кладут там, где будет постоянный и определенный расход тепла.

Чтобы рассчитать кабель для теплого пола надо сначала определиться с площадью, на которой он будет укладываться

Перед началом расчета предполагаемые места под мебель/сантехнику/ковры очерчиваем, считаем оставшуюся площадь. Это и будет эффективная площадь обогрева. Ее дальше используем в расчетах.

Как рассчитать метраж греющего кабеля для пола

Методика расчета основывается на том количестве тепла, которое надо восполнить (теплопотери) и эффективной площади отопления. Теплопотери делим на эффективную площадь обогрева. Получаем требуемую тепловую мощность, которую мы должны получить с квадратного метра площади с уложенным нагревательным элементом.

Например, площадь комнаты 16 квадратов, на 4 квадратах будет располагаться мебель. Обогреваемая зона — 16 кв. м — 4 кв. м = 12 кв. м. Теплопотери помещения — 1100 Вт. Узнаем сколько надо мощности с одного метра: 1100 Вт / 12 м² = 92 Вт/м².

Расчет греющего кабеля по площади помещения и мощности метра

Далее смотрим мощность кабелей для обогрева пола. Например, мощность одного метра — 30 Вт. Чтобы получить 92 Вт на квадратном метре, надо уложить чуть больше чем три метра кабеля. Вполне реальная задача. При разработке схемы, помните, что лучше, чтобы для стяжки высотой 3-4 см расстояние между проводами не превышало 25 см. Иначе пол будет иметь ярко выраженные «полосы» — чередующиеся зоны тепла и холода.

Есть и другой способ. Купить готовый набор кабеля определенной мощности. Ищите подходящую мощность и площадь укладки. Имеете все в комплекте.

Расчет теплого пола с кабельными матами

Суть расчета не изменяется. Также нужны теплопотери и эффективная площадь укладки. Это тот же кабель, но предварительно закрепленный на полимерной сетке. Такой обогревательный элемент проще в укладке. Применяется чаще всего под плитку. Просто раскатывается на подготовленное основание, сверху кладется плитка на специальный клей.

Греющие маты продаются обычно в готовом к укладке виде

С полом такого типа все просто. Он продается кусками определенной мощности на определенную площадь. Всего-то и надо, что найти тот вариант, который вам подходит.

Рассчитаем пленочный теплый пол

Пленочный нагревательный элемент продают комплектами и на метры. Подбираете метраж и мощность так, чтобы он давал требуемое количество тепла. Полотнища пленки должны укладываться вплотную друг к другу. Это необходимо, чтобы избежать «полосатости» температур.

Теплый пол пленочный. Расчет очень прост: подбираем мощность и ширину так, чтобы давали они требуемое количество тепла

Ширина пленочного теплого пола — 30 см, 50 см, 80 см и 100 см. Вполне можно в одном помещении использовать разные по ширине. Важно чтобы нагревательные элементы не перегревались.

Расчет пола с греющим кабелем

Греющий кабель выпускается в бухтах или в виде матов, на которых закреплены отрезки нагревателя. Чтобы узнать, сколько энергии потребляет теплый пол, необходимо составить его схему. В зависимости от назначения помещения нагревательные элементы размещаются по всей его площади или только по центру. Как правило, греющий кабель не укладывается там, где будет стоять корпусная и мягкая мебель. Не стоит укладывать его и вплотную к внутренним стенам и под радиаторами.

Обустройство отопления с помощью греющего кабеля предполагает его заливку цементным раствором с последующей укладкой облицовочного материала или шлифовки стяжки. Этот нюанс нужно учитывать при планировании работы в многоэтажных блочных или деревянных домах. Далеко не все перекрытия рассчитаны на дополнительный вес. Потребляемая мощность кабельного пола варьируется в пределах 0,1-1 кВт на 1 м2, в зависимости от типа нагревателя. Регулировать температуру можно с помощью термостата и таймера. Это позволит расходовать меньше электричества, включая систему в определенное время.

Крепление кабеля к основанию проводится на заранее установленные монтажные планки. Соединения тщательно изолируются с помощью термоусадочных трубок. Под кабель укладывается теплоизоляция. Для этого используется покрытая фольгой подложка, отражающая тепло.

Несколько проще работать с нагревательными матами. Их нет необходимости заливать стяжкой. После закрепления на основании поверх матов можно укладывать керамическую плитку на раствор толщиной 2-3 мм.

Расчет инфракрасного пола

С учетом того, сколько потребляет энергии греющий кабель, инфракрасная греющая пленка выглядит значительно привлекательнее. Помимо ощутимой экономии электроэнергии инфракрасный подогрев пола пленкой не предполагает проведение мокрых работ. Пленка клеится к основанию двухсторонним скотчем. После подключения к регулятору проверяется работоспособность собранной системы. Далее пленка накрывается фанерой, ДСП или ОСП. Уже поверх щитов укладывается финишное покрытие, которым может быть линолеум или ламинат. Инфракрасное излучение легко проникает через эти материалы, осуществляя эффективный нагрев помещения.

Планируя обустройство пленочного пола, необходимо предусмотреть закупку такого имущества:

  • греющее полотно из расчета покрытия 60-80% площади комнаты;
  • блок управления с функцией регулировки температуры;
  • пластиковый стакан и коронку для высверливания отверстия в стене;
  • покрытый фольгой утеплитель на базе вспененного полиэтилена;
  • фольгированный скотч;
  • полиэтиленовую пленку;
  • подложку под щиты;
  • листы фанеры или прессованной плиты для закрытия пленки от механических повреждений.

Обустройство инфракрасного пола проводится на протяжении одного рабочего дня с использованием стандартного набора домашних инструментов.

Оценка технических свойств при выборе труб

Ввиду нестандартных условий эксплуатации к материалу и типоразмеру змеевика водяного пола предъявляются высокие требования:

  • химическая инертность, стойкость к коррозийным процессам;
  • наличие абсолютно гладкого внутреннего покрытия, не склонного к образованию известковых наростов;
  • прочность – изнутри на стенки постоянно воздействует теплоноситель, а снаружи – стяжка; труба должна выдерживать напор до 10 Бар.

Желательно, чтоб отопительная ветвь имела небольшой удельный вес. Пирог водяного пола и без того оказывает существенную нагрузку на перекрытие, а тяжелый трубопровод только усугубит ситуацию.

Согласно СНиП в закрытых отопительных системах запрещено применение сварных труб независимо от вида шва: спирального или прямого

К перечисленным требованиям в той или иной мере соответствуют три категории трубного проката: сшитый полиэтилен, металлопластик, медь.

Вариант #1 – сшитый полиэтилен (PEX)

Материал имеет сетчатую широкоячеистую структуру молекулярных связей. От обычного полиэтилена модифицированный отличается наличием как продольных, так и поперечных связок. Такое строение повышает удельный вес, механическую прочность и химическую стойкость.

Водяной контур из PEX-труб обладает рядом преимуществ:

  • высокая эластичность, позволяющая укладывать змеевик с малым радиусом загиба;
  • безопасность – при нагреве материал не выделяет вредных компонентов;
  • термостойкость: размягчение – от 150 °С, плавление – 200 °С, горение – 400 °С;
  • сохраняет структуру при температурных колебаниях;
  • устойчивость к повреждениям – биологическим разрушителям и химическим реагентам.

Трубопровод сохраняет первоначальную пропускную способность – на стенках не откладывается осадок. Ориентировочный срок службы PEX-контура – 50 лет.

К недостаткам сшитого полиэтилена можно отнести: боязнь солнечных лучей, негативное воздействие кислорода при его проникновении вовнутрь структуры, необходимость жесткой фиксации змеевика при укладке

Различают четыре группы изделий:

  1. PEX-a – пероксидная сшивка. Достигается наиболее прочная и равномерная структура с плотностью связей до 75%.
  2. PEX-b – силановая сшивка. В технологии используются силаниды – токсичные вещества, недопустимые к бытовому использованию. Производители водопроводной продукции заменяют его безопасным реагентом. К установке допустимы трубы с гигиеническим сертификатом. Плотность сшивки – 65-70%.
  3. PEX-c – радиационный метод. Полиэтилен подвергается облучению потоком гамма-лучей или электроном. В результате связи уплотняются до 60%. Недостатки PEX-с: небезопасность применения, неравномерность сшивки.
  4. PEX-d – азотирование. Реакция по созданию сетки протекает за счет радикалов азота. На выходе получается материал с плотностью сшивки порядка 60-70%.

Прочностные характеристики PEX-труб зависят от метода сшивки полиэтилена.

Если вы остановились на трубах из сшитого полиэтилена, рекомендуем ознакомиться с правилами обустройства системы теплого пола из них.

Вариант #2 – металлопластик

Лидер трубного проката для обустройства теплых полов – металлопластик. Конструктивно материал включает пять слоев.

Внутреннее покрытие и внешняя оболочка – полиэтилен высокой плотности, придающей трубе необходимую гладкость и термостойкость. Промежуточный слой – алюминиевая прокладка

Металл увеличивает прочность магистрали, снижает показатель температурного расширения и выступает антидиффузным барьером – перекрывает поступление кислорода к теплоносителю.

Особенности металлопластиковых труб:

  • хорошая теплопроводность;
  • способность удерживать заданную конфигурацию;
  • рабочая температура с сохранением свойств – 110 °С;
  • малый удельный вес;
  • бесшумность перемещения теплоносителя;
  • безопасность применения;
  • коррозийная стойкость;
  • длительность эксплуатации – до 50 лет.

Недостаток композитных труб – недопустимость изгибания касательно оси. При многократном скручивании есть риск повреждения алюминиевой прослойки. Рекомендуем ознакомиться с правильной технологией монтажа металлопластиковых труб, что поможет избежать повреждений.

Вариант #3 – трубы из меди

По технико-эксплуатационным характеристикам желтый металл станет лучшим выбором. Однако его востребованность ограничивается высокой стоимостью.

По сравнению с синтетическими трубопроводами медный контур выигрывает по нескольким пунктам: теплопроводность, термическая и физическая прочность, неограниченная вариативность изгиба, абсолютная непроницаемость для газов

Кроме дороговизны, медному пайпингу присущ дополнительный минус – сложность монтажа. Для сгибания контура понадобится пресс-машина или трубогиб.

Вариант #4 – полипропилен и нержавейка

Иногда отопительную ветку создают из полипропиленовых или нержавеющих гофрированных труб. Первый вариант доступен по цене, но довольно жесткий на изгиб – минимальный радиус от восьми диаметров изделия.

Это значит, что трубы типоразмером в 23 мм придется располагать друг от друга на дистанции 368 мм — увеличенный шаг укладки не обеспечит равномерность обогрева.

Нержавеющие трубы отличаются высокой теплопроводностью и хорошей гибкостью. Минусы: недолговечность уплотнительных резинок, создание гофрой сильного гидравлического сопротивления

Завершающий этап подготовки к расчету водяного пола

Собрав необходимую информацию, создаём ряд эскизов и схем, которые помогут выполнить расчёт тёплого водяного пола своими руками. А именно:

  1. Эскиз помещения с проставленными размерами и иными полученными данными;
  2. Схема разведения контуров (выполняется на плане пола). Если вы укладываете полы одним контуром сразу в нескольких комнатах, то здесь надо отразить все помещения, где будет выполняться тёплый пол.

Указываем контуры, проложенные в краевых и основных зонах. Желательно, чтобы площадь уложенного контура не занимала более 13 кв.м.

Лучше выполнять схемы, по которым проводится расчёт водяного отопления пола, на миллиметровке.

Расчёт потребной длины контуров

Согласно рекомендациям СНиП в основных зонах жилых помещений трубы укладываются с шагом в 15 мм, что даёт значение в 6,2 погонного метра трубы на 1 кв.м площади. В том случае, если длина укладываемого контура превышает 90 метров, рекомендуется разделить его на несколько частей.

Естественно, что в зонах краевых получается больший расход. Расчёт длины тёплого водяного пола показывает, что при шаге в 10 см имеем 9 погонных метров на 1 кв. м площади.

Если по расчетам получается, что на один коллектор придётся подключать больше 11 контуров, требуется установка второго коллектора.

Определение тепловой потери помещения

Указанный расчет выполняется для подтверждения того, что водяные полы здесь будут работать с должной эффективностью.
В том случае, когда получившийся показатель менее 100 Вт/кв. м, работать можно.

Если теплопотери превышают указанное значение, то потребуется выбрать иную систему отопления, или дополнить тёплые полы установкой радиаторов. Возможно, следует дополнительно утеплить дом.

Полученные теплопотери делятся на площадь отапливаемых помещений. Это предварительная расчётная мощность водяного тёплого пола на квадратный метр.
Окончательный расчёт выполняется в специальной компьютерной программе.

Если бы наша система отопления с использованием полов указанной конструкции состояла только из него, то расчёты можно было считать завершёнными. Но необходимо учитывать участок от коллектора до котла, учитывая, при этом, гидравлическое сопротивление участка.

Можно ли без расчетов?

Расчеты делать не обязательно. Но рекомендуем все же сделать расчеты теплопотерь дома, чтобы убедиться, пройдет теплый пол или все таки нет. Если полы проходят, действуем по простому методу. Укладываем теплый пол с шагом 15 см, а в зонах наружных стен с шагом 10 см.

Далее устанавливаем комнатные термостаты, подключаем к сервоприводам на коллекторе и радуемся отличной регулируемой системой отопления.

Видео по расчету теплого пола в программе Valtec

Читайте так же:

Советы и рекомендации

Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.

Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.

Пример расчета водяного теплого пола

Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.

Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.

Видео – Расчет теплого пола водяного (часть 1)

Видео – Расчет теплого пола водяного (часть 2)

Николай Стрелковский главный редактор

Автор публикации 22.07.2015

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *