Как сделать расчет водяного теплого пола?

Активные позиции в монтаже основательной системы сегодня занимают водяные теплые полы. В виду своих явных преимуществ, все больше застройщиков обращают внимание на эту систему. Прежде, чем приступить к монтажу, нужно сделать грамотный расчет теплого пола. Этому и будет посвящен данный материал.

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.

Расчет теплопотерь дома

Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери дома. Теплопотери — это количество тепла, которое помещение теряет за единицу времени. Для снижения теплопотерь используются отопительные приборы, к примеру радиаторные обогреватели, отопительные трубы, а также теплый пол. Помимо этого, сократить теплопотери возможно при установке стеклопакетов и изоляции стен различными материалами, которые способны сохранить тепло внутри помещения.

Расчет теплопотерь — это важный параметр при проектировке жилого помещения. При этом необходимо учитывать:

• площадь помещения;
• площадь всех окон;
• высоту потолка;
• количество наружных стен;
• температура с наружной стороны помещения;
• тип окон;
• теплоизоляцию стен;
• тип помещения, находящегося выше.

В основном теплопотери зависят от разницы в температурах вне помещения и внутри него, а также в степени теплоизоляции окон, стен, перегородок. Для более точного расчета теплопотерь можно воспользоваться одним из множества онлайн-калькуляторов. Они довольно просты и понятны в использовании, достаточно ввести необходимые значения и расчет будет произведен автоматически. В таких калькуляторах возможно рассчитать теплопотери через окна, потолки, стены, пол. Это позволит получить детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Детальный расчет водяного теплого пола

При составлении расчетов, обратите внимание, что максимально оптимальной температурой поверхности пола будет являться значение в 28 градусов. В случае превышения данного значения может появиться дискомфорт. В тех местах, где пол граничит с окнами или дверьми и наружными стенами, температура может быть выше до +35°С, а в ванных комнатах до +33°С.

Обращайте внимание так же на покрытие, которое собираетесь использовать, так как у каждого покрытия есть свое сопротивление теплопередачи. Рекомендованное значение не должно превышать 0,15 М2К/Вт

При расчете водяного теплого пола обращайте внимание, что максимальная температура теплоносителя не должна превышать значение в 55 градусов. Оптимальные потери на контуре составляют обычно 10 градусов. То есть если подача у вас составляет 50 градусов, то обратка будет в районе 40 градусов

Плотность потока тепла на 1 м 2 рассчитывается следующим образом:

Используя полученное значение плотности теплового потока (q), температуру помещения и температуру на поверхности пола, производим расчет необходимой разности температур носителя тепла и шага раскладывания трубы, используя соответствующую таблицу (приложены в примере). Далее, пользуясь формулами G=3,6*Q/4,187*(t_z-t_p ) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:

Пример расчета теплого пола

Путем расчета теплопотерь мы выяснили, что в конкретном помещении они составляют 1200 Вт. Так же нам известно, что мы хотим температуру в помещении 20 градусов. Полезная площадь теплого пола при этом составляет 20 квадратов. На полу будет лежать паркет. Термическое сопротивление паркета составляет 0.1 м2К/Вт.

Для начала давайте определим плотность теплового потока на один квадрат площади.

По расчетной таблице видно, что желаемую температуру в 20 градусов мы можем получить с шагом укладки 25 см. При этом температура поверхности пола составит 25,3 градуса.

Больше таблиц вы можете найти, как вариант, в книге «Металлополимерные трубы и фитинги» от компании Эгопласт.

Длину трубы определить не составит труда

Находим расход воды по формуле G=3,6*Q/4,187*(t_z-t_p ). Температура по таблице у нас равна 50/40.

Эти данные помогут при выставлении значений на расходомерах распределительного коллектора.

Для наших условий нужно разложить 80 метров трубы с шагом 25 см. Это идеальная длина контура. Если значение будет превышать 90-100 метров, желательно разделить помещение на два контура.

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.

Как рассчитать тёплый водяной пол

Автор: Николай Стрелковский

Тёплый пол – это очень хорошо, а тёплый пол, сделанный своими руками – ещё лучше. Тот, кто хоть раз ступал босыми ногами на подогретую поверхность, вряд ли сможет позабыть потрясающее ощущение комфорта и рано или поздно обзаведётся такой системой.

Как рассчитать тёплый водяной пол

Существует несколько разновидностей тёплых полов, и одна из них – водяные полы. Как и следует из названия, нагревательным элементом в них является горячая вода. Такая система является идеальным решением для частного дома. Во-первых, она способна заменить привычное отопление, а во-вторых, даже при немалой стоимости на большой площади помещения она окупает себя за 5-6 лет использования и обойдётся в итоге дешевле, чем электрические полы.

Водяной теплый пол состоит из котла, узла управления и контура из металлопластиковых или пластиковых труб, по которым циркулирует теплая вода

В квартирах ситуация выглядит несколько иначе. Использование водяного тёплого пола разрешено лишь в некоторых новостройках, где уже предусмотрена возможность её установки. Во всех остальных домах применение подобной системы запрещено, так как единственный способ её подключить – врезаться в систему центрально отопления, а это приведёт к снижению давления и температуры во всей системе.

Те, кто полагает, будто водяной пол можно установить своими силами, глубоко ошибаются. Такой пол – это не просто трубы, уложенные в стяжку, а ещё и дополнительное оборудование, например, газовый котёл и циркулярный насос. Монтаж водяного пола сложен и требует точных расчётов, которые могут выполнить лишь специалисты, но кое-что, действительно, можно сделать и самостоятельно, сэкономив на ряде работ. К примеру, залить стяжку получится и собственноручно.

Не помешает и предварительный подсчёт, чтобы хотя бы примерно знать, к чему готовиться в плане денежных затрат. Здесь можно пойти тремя путями.

1. Первый самый простой и точный – обратиться к специалистам, которые будут устанавливать пол. Обеспечив их необходимой информацией, можно получить наиболее точные сведения.
2. Второй путь – найти онлайн-калькулятор. Такие программы есть в интернете, и с разной степенью точности они также могут подсчитать, на что придётся рассчитывать при ремонте.
3. Третий путь самый сложный. Он подразумевает выполнение всех расчётов самостоятельно. Сразу следует сделать оговорку, что подсчёт без обладания специальными знаниями будет лишь приблизительным, но и его достаточно, чтобы примерно рассчитать тёплый водяной пол.

Причём если пол нужен лишь для подогрева, то хватит и примерных данных, а если пол будет обеспечивать теплом все помещения, расчётам следует уделить более пристальное внимание. Без привлечения специалистов тут всё же не обойтись, так как малейшая ошибка на стадии проектирования обойдётся слишком дорого. Для её исправления придётся разбирать пол, вскрывать стяжку, исправлять и укладывать всё заново.

Технология укладки теплого водяного пола

Расчёт теплопотерь

От этого будет зависеть, сколько тепла потребуется помещению для поддержания в нём комфортной температуры и какой мощности должен быть пол, а также котёл с насосом.

Расчёт очень сложный, так как на теплопотери влияют следующие причины:

• время года и температура на улице;
• вид помещения;
• количество и размер окон;
• напольное покрытие;
• качество утепления ограждающих конструкций: стен, пола, потолка;
• отапливаемое или холодное помещение находится снизу или сверху;
• наличие других источников тепла, например, оргтехники или осветительных приборов.

Для удобства расчёта можно взять усреднённые величины. В хорошо утеплённых домах со стеклопакетами этот показатель составляет примерно 40 Вт/м2, сравнительно тёплые постройки с небольшой теплоизоляцией теряют 70-80 Вт/м2, в старых домах количество теплопотерь увеличивается до 100 Вт/м2 и выше, а новые коттеджи с неутеплёнными стенами и панорамными окнами могут терять до 300 Вт/м2.

Примерно прикинув, на какую цифру ориентироваться, можно приступать к вычислениям, как же восполнить такие потери тепла.

Определение желаемой температуры в комнатах

Определение желаемой температуры в комнатах

Тут всё просто. Есть рекомендованные значения, на которые следует ориентироваться, или можно придумать свои. Следует учитывать также и свойства напольного покрытия.

Обычно считается, что в жилых комнатах пол должен иметь температуру 29 C°, а на расстоянии 50 см от наружных стен — 35 C°. В комнатах с высокой влажностью потребуется нагреть его до 33 C°. Деревянный паркет, который может покоробиться от перегрева, не допускает нагревания пола выше 27 C°, а ковролин, имеющий свойство задерживать тепло, позволяет поднять температуру на 4-5 градусов.

Устройство пола, влияющее на количество отдаваемого тепла

Делая расчёт, необходимо учесть тип и толщину стяжки, вид изоляции, свойства выбранного декоративного покрытия. Это всё повлияет на качество работы пола.

Стяжка

Обычно принято делать цементную, так как она не только надёжно защитит трубы от повреждений, но имеет и отличную теплопроводность. При этом слой стяжки над трубой должен быть не меньше 3 см, а лучше 5, чтобы бетон равномерно прогревался без эффекта «зебры» и отдавал тепло.

Бывают и такие случаи, когда тяжёлую цементную стяжку сделать нельзя и приходится устанавливать пол на лагах. Для таких ситуаций были придуманы специальные металлические пластины-отражатели, которые фиксируются в ячейках обрешётки. Поверх пластин монтируется труба, а сверху укладывается деревянное покрытие. Вот только его толщина ограничена из-за низкой теплопроводности и составляет 1,5 см.

Алюминиевые теплораспределительные пластины теплого пола

Теплоизоляция

Надёжная теплоизоляция необходима, чтобы тепло не уходило вниз. Рекомендуется не экономить на этом шаге, особенно если речь идёт о полах первого этажа, под которым неотапливаемое подполье. Материалов для теплоизоляции сейчас достаточно, а для водяных полов даже существует специальные маты с направляющими узорами, в который можно укладывать трубы.

Маты для теплого водяного пола

Покрытие

Самыми лучшими покрытиями считаются по праву плитка и керамогранит, так как они обладают хорошей теплопроводностью, быстро нагреваются и отдают тепло помещению. Ламинат или линолеум лучше брать без специальных теплоизолирующих слоёв, а вот дерево используется лишь в самых крайних случаях, так как оно практически не нагревается.

Теперь, когда учтены разные факторы, влияющие на передачу тепла от труб, можно задуматься о проектировании трубопровода. Для этого нужно знать некоторые особенности.

1. Максимальная длина контура зависит от диаметра трубы и не должна превышать определённых значений. Для трубы Ø16 мм оно составит 100 м, а для Ø20 мм – 120 м. Чем короче трубы, тем экономичней вся система, так как, во-первых, вода за прохождение всего контура остынет лишь незначительно, а во-вторых, не будет существенных потерь давления, так что не потребуется мощный насос.
2. Все контуры должны иметь примерно одинаковую длину, отличаясь не более чем на 15%.
3. Первый виток контура укладывается возле самой холодной стены с окнами, на расстоянии 20-25 см. Здесь можно уложить витки трубы чаще, чем в остальной комнате, но это расстояние не должно превышать 10 см.
4. Оптимальное расстояние между трубами зависит от их диаметра и находится в пределах 15-35 см. Плотность укладки варьируется: у окон и дверей можно уложить витки ближе друг к другу, чем в других местах комнаты.
5. Если площадь пола больше 40 м2, то потребуется сделать ещё один контур.
6. Разница температур на выходе из коллектора и при входе должна быть минимальной, ориентировочно – 5 C°.

Монтаж теплого водяного пола

Монтаж теплого водяного пола

Начиная чертить схему примерного размещения труб, стоит задуматься: а нужно ли греть пол там, где стоит мебель? Если перестановка в ближайшие годы не планируется, то смысла в этом нет. Те же, кто любит постоянно что-то менять и переставлять, могут расположить трубы по всей комнате. Водяной пол это позволяет.

Итак, для схемы потребуется бумага-миллиметровка, линейка с карандашом и точные замеры комнаты. Очертив на листе контур помещения с учётом масштаба и мебели, нужно примерно наметить места расположения труб. Когда схема будет готова, по ней удастся узнать длину всего трубопровода. К этому значению нужно прибавить ещё два метра на стояк и возможные погрешности. Зная диаметр трубы и её длину, можно посчитать и объём воды, необходимой для заполнения контура. Эта информация понадобится при выборе котла и насоса.

Выбор труб

Чаще всего встречаются диаметры 16, 20 и 25 мм. Разумеется, чем шире труба, тем больше её теплоотдача и тем лучше она справляется с задачей обогрева помещения, однако следует учитывать и мощность насоса, а также максимальную высоту будущей стяжки.

Способы укладки

Всего существует четыре схемы укладки труб: змейка, двойная змейка, угловая змейка и улитка.

Змейка и угловая змейка укладываются последовательно, так что в одной стороне комнаты пол будет теплей, чем в другой. Такой способ укладки используется только в небольших помещениях.

Улитка и двойная змейка располагаются иначе: часть контура с тёплой водой соседствует с другой частью, где вода уже начала остывать. Это позволяет распределять тепло более равномерно. Улитка, не имеющая резких поворотов, характеризуется ещё и меньшими потерями давления.

Пример приблизительного расчёта

Предположим, необходимо сделать тёплый пол в комнате размером 5х6 м, общей площадью 30 м2. Часть пола заставлена мебелью и техникой. Считается, что обогреваемая площадь для эффективной работы системы не может быть меньше 70%, так что примем за активную площадь это значение. Оно составит 21 м2.

Дом имеет небольшие теплопотери, среднее значение которых 80 Вт/ м2, следовательно, удельные теплопотери комнаты составят 21х80=1680 Вт/ м2. Желаемая температура в комнате – 20 C°. Планируется использовать трубы диаметром 20 мм, на которые будет уложена стяжка толщиной 7 см и плитка. Если стяжка толще, то нужно знать, что каждый её сантиметр уменьшает плотность теплового потока на 5-8%.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб

Как следует из данных графика, труба 20 мм ,чтобы компенсировать теплопотери 80 Вт/ м2, требует при шаге 10 см температуры воды 31,5 C°, с шагом в 15 см она становится уже 33,5 C°, а шагу 20 см нужна вода 36,5 C°. Стяжка и покрытие приведут к тому, что температура на поверхности пола будет на 6-7 градусов ниже, чем вода в трубах, а эти значения укладываются в норму для жилого помещения.

Предположим, было принято решение укладывать трубы с шагом в 15 см. При этом на 1 м2 требуется 6,7 м.п. трубы, следовательно, площади в 21 м2 нужно 140,7 метра труб. Так как для трубы с диаметром 20 мм максимальная длина контура ограничена и составляет 120 м, придётся делать два контура длиной 71 м, чтобы образовался ещё и запас для подводки к коллектору и погрешностей.

Помимо труб и коллектора для этой комнаты нужно будет вычислить:

• цену гидроизоляции под стяжку. Её должно быть столько, чтобы она покрыла всю комнату с нахлёстом на стыках и запасом на стены;
• стоимость утеплителя. Это может быть пеноплекс, полистирол или специальные маты для водяного пола. К счастью, их количество вычислить легко: на упаковке обычно указывается, какую площадь можно покрыть её содержимым.
• стоимость демпферной ленты, длина которой буде равна периметру комнаты;
• цену армирующей сетки на всю площадь пола;
• стоимость материалов для стяжки. Это может быть как готовая смесь, так и песок и цемент отдельно. Иногда к ним добавляют пластификатор;
• стоимость фитингов и крепежа для труб.

Как правило, одной комнатой при установке водяного тёплого пола не ограничиваются, так что придётся выполнить такие расчёты для всех комнат, и уже исходя из этих данных подбирать газовый котёл и насос.

Любые самостоятельные расчёты носят приблизительный характер, если, конечно, организатор ремонта не обладает глубокими познаниями в физике. Но даже несмотря на это лучше выполнить эти вычисления. Во-первых, это даст хотя бы поверхностное представление о грядущих расходах. Они будут довольно ощутимыми, так что желательно заранее определиться, по карману ли в данный момент такой ремонт. Во-вторых, расчёты позволят лучше понять суть предстоящих работ, что поможет на чём-то сэкономить и проконтролировать нерадивых рабочих.

Видео — Как рассчитать тёплый водяной пол самостоятельно

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять или поделитесь с друзьями!