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.

Расчет водяного теплого пола

Внешне теплый пол кажется довольно простой конструкцией, но тем не менее, без правильного расчета собрать ее нельзя. Во время вычислений станет ясно, какое количество теплоносителя потребуется и сколько нужно труб. Разберемся, как рассчитать теплый водяной пол и что для этого требуется знать.

Расчет труб

Практика показывает, что предельная длина рукава, требуемая для формирования линий теплого пола не должна быть больше 110 — 120 п.м.

Количество материала напрямую связано с тем, какой способ сборки будет использован при монтаже отопительной системы.

В комнатах с большой площадью, которые обладают квадратной или прямоугольной формой, имеет смысл применять такой метод укладки, как «улитка». Он обеспечит равномерный нагрев, в комнате станет тепло и комфортно. Если помещение отличается большой длиной, то допустимо применять «змейку».

Для того, чтобы жилец не чувствовал разницы между зонами напольного покрытия, требуется укладывать трубы с определенным расстоянием между ними. У границы помещения она может составлять 100 мм. Далее расстояние можно увеличивать с шагом в 50 мм. Но следует учесть, что дистанция между трубами не должна быть более, чем 300 мм. Иначе по такому покрытию будет неприятно ходить.

Для того, чтобы узнать, как рассчитать водяной теплый пол, не нужны какие-то схемы или таблицы, все довольно просто.

Теоретически на один кв. м пола требуется уложить 5 п.м. трубы. Такой метод подсчета можно отнести к самому простому. При этом алгоритме шаг принимают до 200 мм. Размер сечения рукава трубы можно определить, используя следующее выражение L = S / N * 1,1 – в ней учтены S – площадь помещения, N – шаг между рукавами, 1,1 — резерв рукава для выполнения изгибов. Разберем простой пример.

• Площадь комнаты 15 кв.м.
• Дистанция между распределителем (коллектором) и полом — 4 м.
• Дистанция между рукавами 150 мм.

В итоге 15 / 0,15 * 1,1 + (4 * 2) = 118 м.

Подсчитывая размер трубопровода, надо учитывать параметры рукава и сырья, из которого они произведены. Для рукавов из металлопластика и размером 16 мм, предельная длина контура не более 100 п.м. Некоторые мастера полагают, что разумная длина лежит в интервале 75 — 80.

Трубы из сшитого полиэтилена, применяемые для формирования отопительного комплекса, и с размером сечения 18 мм, должны иметь длину не более 120 п. м.

Подбор материала выполняют, учитывая площадь комнаты. Необходимо помнить о том, что качество изготовления влияет на продолжительность эксплуатации. Как показывает многолетний опыт монтажа отопительного комплекса, оптимальным решением будет применение металлопластика.

Расчет мощности

Перед началом расчета характеристик водяного теплого пола, требуется подготовить схему комнаты. Для этого рисуют на бумаге с миллиметровой разметкой в масштабе 500 мм в 1 см. На плане надо указать размещение проемов и их размеров.

На следующем необходимо просчитать шаг размещения труб и их диаметры. Для этого приема следующие условия – предельная поверхность обогрева не может быть больше 20 кв. м. Если площадь комнаты превышает указанные параметры, то необходимо монтировать два тепловых контура. При этом требуется помнить что, в одном контуре не может быть уложено более 100 п. м. Каждый из них должен быть подключен к отдельному отводу.

Пример плана укладки теплого пола.

В ходе выполнения расчета такой системы отопления требуется учесть основные тепловые потери. Как правило “мостики холода”, то есть места, где тепло покидает помещение, расположены рядом с окнами и дверьми. А значит, расстояние от трубопровода до стены не должно быть более 250 мм.

Один элемент контура может располагаться не дальше, чем 500 мм. Это определяется диаметром трубы. Для расчета количества труб требуется замерить их длину и увеличить на коэффициент. К полученным данным имеет смысл добавить 2 метра, необходимые для подведения контура к стояку.

Чтобы рассчитать количество рукавов, надо замерить их длину и результат умножить на индекс, позволяющий преобразить чертежные размеры в фактические. К полученному итогу добавляется 2 м, которые нужны для подведения к стояку.

На втором этапе можно подсчитать объем подложки. Для этого надо вычислить площадь обогреваемого помещения, т. е. перемножить длину на ширину.

В случае сложной конфигурации основания, можно получить неточные итоги. Для расчета надо будет разбить помещение на квадраты и после этого приниматься за вычисления.

Расчет всех нужных параметров для выполнения монтажа нельзя назвать сложным. Однако несведущему человеку лучше не испытывать судьбу и тщательно выполнять все требования руководства по эксплуатации, поставляемому к каждому набору.

Но если исходя из площади пола в комнате, вы захотите сменить шаг, чтобы достигнуть чуть лучшего температурного режима, то этого будет мало. Имеется настройка параметров, которые отвечают за оптимальный микроклимат.

Расчет теплопотерь

После определения этой характеристики можно будет узнать, какое количество тепла должен будет генерировать водяной пол, чтобы в комнате была нормальная температура. После этого подбирает требуемое оборудование – котел, насос и арматура.

Можно сказать и так – выяснить, какой объем тепла необходим, можно из компенсации теплопотерь здания.

Связь между этими характеристиками определяют по формуле расчета теплого водяного пола:

(1) Mп = 1,2 х Q, где:

• Mп — требуемая мощность отопительной системы;
• Q — совокупные утраты тепла.

Для подсчета потерь надо проделать следующие манипуляции – выполнить замеры и узнать габариты проемов, потолочных перекрытий и стен с внешней стороны строения. Пол не нужно включать в расчет, так как он будет обогреваться.

Для проведения вычислений необходимо определить индекс теплопроводности материалов, из которых произведены строительные конструкции. Для получения данных об этих коэффициентах потребуется использовать справочники.

Расчет должен быть выполнен для каждого компонента сооружения отдельно. Здесь подойдет следующее выражение:

(2) Q = 1/R*(tв-tн)*S х (1+∑b), в которой:

• R – термосопротивление материала для конструкции;
• S – ее площадь;
• tв и tн — температура внутренняя и внешняя, при этом внешняя должна приниматься по самому малому уровню;
• b — утраты тепла, которые связаны с расположением как здание в пространстве.

Характеристику термосопротивления можно вычислить самостоятельно. Для этого надо поделить толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала изготовления. Величина b сопряжена с тем, как именно располагает дом – 0,1 – север, северо-запад или северо-восток; 0,05 – запад, юго-восток; 0 – юг, юго-запад.

Образец расчета

Предположим, что стены собраны из пеноблоков, толщина которых составляет 200 мм. Совокупная площадь конструкции 60 кв. м. Температура на улице лежит на уровне – 25, в помещении + 20, здание сориентировано на юго-восток.

Зная коэффициент теплопроводности пенобетона – 0,3 Вт/(м*С), теперь можно рассчитать размер тепловых потерь через стеновую конструкцию R=0,2/0,3= 0,67 м2С/Вт.

Нельзя забывать и то, что существуют тепловые потери через внешнюю отделку здания, например, штукатурку. Если она составляет 20 мм, то соответственно Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м2С/Вт. Для получения совокупных тепловых потерь одной стены требуется сложить R и Rш. В итоге получим 0,67+0,07 = 0,74 м2С/Вт. По этому алгоритму проводят расчет размера тепловых потерь через остальные домовые конструкции. Сумма полученных результатов покажет тепловые потери всего дома. С применением формулы (1) получают требуемую мощность теплого водяного пола.

При планировании ремонта можно выполнить ручной расчет, но необходимо подойти к снятию размеров со всей серьезностью.

Какие данные потребуются

Для совершения подсчетов теплого водного пола потребуется информация о материалах, из которых возведено здание и разумеется, параметры системы отопления, то есть данные о рабочих температурах и давлении. Кроме перечисленных параметров учитывают размер сечения рукава и конфигурацию сборки системы трубопровода.

Расчет на 10 м кв.

Для вычисления параметров на десять кв. м. потребуется разделить полученный итоговый результат на площадь всех помещений, обогреваемых с использованием теплого водного пола и перемножить на 10.

Проектирование водяных полов: особенности

При выполнении своими руками расчета, надо помнить о некоторых тонкостях. План теплого водного пола имеет смысл создавать для помещений с размером более 20 квадратных метров. Кроме этого, в многоквартирных сооружениях укладывать водные полны недопустимо. Это запрещено строительными нормами.

Так как в доме имеется несколько комнат с разной площадью, длина трубопровода в каждой комнате будет отличаться от другой. Поэтому требуется обеспечить равное давление теплоносителя по всей системе отопления. При этом учитывается, что давление, нагнетаемое насосом, всегда имеет постоянную величину. Это приводит к тому, что теплоноситель, подаваемый в более длинный участок системы отопления, будет быстрее остывать. В результате, финишное покрытие начнет неравномерно прогреваться.

При проектировании теплого водяного пола требуется помнить и то, что из-за большого размера давления в длинный трубопровод теплоноситель может вообще не поступать, так как будет уходить в трубы меньшего размера. Поэтому на этапе планирования требуется установка распределительного устройства.

В ходе проектирования создают план разбивки основания на несколько зон, особенно для помещений с большими площадями. Разделение позволить спланировать размещение температурных швов. Размер одной зоны не должен превышать 40 кв. м. Этот шов необходим для компенсирования теплового расширения основания. Кстати, такая разбивка необходима для помещений, которые имеют Г- или П-образную форму, вне зависимости от их размеров. При формировании схемы монтажа указывают наличие температурных швов. Также отдельно прописывается и то, что во время монтажа трубопроводов при переходе через температурный шов укладывают в защитный гофрированный кожух.

Еще одна особенность, которую требуется указать – тип применяемой стяжки. Кроме этого, в ходе расчетов учитывается температура поверхности труб. Это поможет определиться с типам финишного покрытия. У каждого из них имеется свой температурный предел, например, паркет не может быть нагрет выше 25 градусов.

Кстати, некоторые специалисты рекомендуют при создании системы отопления для комнат с небольшой площадью применять теплый пол, работающий от электричества, поскольку его проще монтировать.