Расчет трубы теплого пола от оптимального шага

Водяной теплый пол уже достаточно долгое время занимает лидирующие места на потребительском рынке. Он достаточно надежен и экономичен при эксплуатации, имеет качественный обогрев здания и удобен при использовании. Но все эти качества напрямую зависят от правильного расчета рабочего материала, на который влияет шаг укладки труб водяного теплого пола.

Виды трубопроводов для водяной системы

В настоящее время потребительский рынок предлагает несколько вариантов материалов и комплектующих для водяной системы отопления. При выборе трубопровода для теплого пола, нужно отталкиваться от их стоимости, характеристик и срока эксплуатации.

Рассмотрим самые распространенные виды трубопроводов и их характеристики.

Полипропиленовые

В магазине стройматериалов можно встретить два варианта труб из полипропилена, такие как металлополимерные и полимерные. Характеризуются они хорошей устойчивостью к коррозии, стойкостью к абразивному действию теплоносителя и прочному верхнему слою, который не деформируется при контакте с цементным раствором. Производители металлопластиковых трубопроводов гарантируют, что они прослужат около 40 – 45 лет, полимерные изделия более – 50 лет.

Полиэтиленовые

Отличительной особенностью этих труб заключается в том, что для провидения монтажа не понадобятся комплектующие соединения. Стыковка изделий осуществляется с применением паяльника. Для эластичности трубопровода, достаточно будет прогреть его феном. Полиэтиленовые изделия надежны и прочны, но для водяного пола они должны обязательно иметь армирующий слой. В среднем срок эксплуатации трубопровода составляет – 50 лет.

Нержавеющие

Гофрированные трубы из этого материала считаются самыми долговечными, срок их эксплуатации до сих пор не установлен. Они не поддаются коррозии, не деформируются от высокой температуры и не перемерзают при заморозках. Гибкость материала, позволяет трубопровод укладывать шагом разной величины, что упрощает монтажные работы. Единственным недостатком нержавеющих труб считается то, что их уплотнительные резинки имеют эксплуатационный срок всего 30 лет.

Медные

По отзывам потребителей, трубы из этого материала имеют самую высокую теплоотдачу. С ними можно использовать такие теплоносители как тосол или антифриз. Они удобны в эксплуатации. За счет своего оптимального размера, при монтаже не снижается прочность бетонной стяжки. Срок их эксплуатации около 60 лет.

Помимо приведенных характеристик, при выборе труб для укладки теплого пола, необходимо обратить на их технические параметры. Они должны соответствовать следующим требованиям:

1. Линейное расширение не более — 0, 055 мм/мК;
2. Теплопроводность не менее – 0,43 Вт/мК;
3. Диаметр – от 1,6 см до 2 см.

Также стоит обратить внимание на их предназначение. Многие новички допускают большую ошибку, выбирая для теплых полов, обычные водопровода для горячей воды. Поэтому, перед покупкой очень важно ознакомиться с прилагаемой инструкцией, где можно будет убедиться, что изделие подходят для системы отопления.

Способы укладки труб под напольным покрытием

Укладку теплоносителей водяного пола, можно выполнить несколькими способами. Самыми распространенными укладками считаются «улитка» и «змейка». Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, поэтому стоит рассмотреть их более подробно.

Улитка

Такой метод укладки еще называют – ракушка. Выполняется контур по полу в форме спирали так, чтобы между теплоносителями проходила обратка, по которой будет протекать остывшая жидкость. Такой способ монтажа достаточно прост, для того чтобы его выполнить без услуг специалиста. Однако, при большом шаге укладки водяного теплого пола, появятся холодные зоны на основании помещения. Поэтому шаг между трубопроводами не должен превышать 10 см.

Змейка

Такой монтаж теплоносителей может выполняться обычной или двойной укладкой по всей площади помещения в виде колец. Самостоятельно выполнить такую укладку достаточно сложно, поэтому были разработаны специальные маты для крепления труб со специально фиксирующими элементами. Поэтому при выборе этого метода, стоит быть готовым к дополнительным затратам. Но если учесть то, что шаг укладки труб теплого пола выполняется на большем расстоянии, можно будет значительно сэкономить на затратах трубопроводов.

И так, определившись с выбором и укладки труб водяного теплого пола, можно непосредственно приступить к подготовке расчета длины рабочего материала, для определенной комнаты помещения.

Данные для расчета длины трубопровода

Для того, чтобы рассчитать длину трубопроводов для определенного пространства помещения понадобятся следующие данные: диаметр теплоносителя, шаг укладки трубы теплого пола, обогреваемая поверхность.

Длина трубы для контура

Длина теплоносителя напрямую зависит от внешнего диаметра трубы. Поэтому, если на начальном этапе упустить этот момент расчета, появятся затруднения с циркуляцией воды, что в свою очередь приведет к некачественному обогреву пола. Рассмотреть допускаемые нормы сечения трубы теплого пола и его длинны можно по следующей схеме.

Внешний диаметр трубы	Максимальная величина трубы
1,6 – 1,7 см.	100 – 102 м.
1,8 – 1,9 см.	120 – 122м.
2 см.	120 – 125 м.

Но так, как контур должен быть выполнен из цельного материала, на количество контуров для обогревающей площади, будет влиять шаг укладки водяного теплого пола.

Шаг укладки теплого пола

От шага укладки будет зависеть не только длина трубопровода, но и мощность теплоотдачи. Поэтому при правильно произведенном монтаже теплоносителей можно будет сэкономить на потребляемой энергии теплых полов.

Рекомендуемый шаг укладки труб теплого пола считается 20 см. Этот показатель обуславливается тем, что при его применении происходит равномерный обогрев пола, а также упрощаются монтажные работы. Помимо этого показателя также допускаются следующие нормы: 10 см. 15 см. 25 см. и 30 см.

Приведем наглядный пример, расход трубопровода при оптимальном шаге теплого пола.

Шаг, см.	Расход рабочего материала на 1 кв.м., м.
10 — 12	10 – 10,5
15 — 18	6,7 – 7,2
20 — 22	5 – 6,1
25 — 27	4 – 4,8
30 — 35	3,4 – 3,9

При более плотной укладке повороты изделия будут петлеобразные, что затруднит циркуляцию теплоносителя. А при большем шаге монтажа прогрев помещения будет не равномерным.

Онлайн калькулятор для расчета

Так как контур теплого пола должен максимально захватывать общую площадь помещения, необходимо составить схему его расположения. Для этого понадобится миллиметровый лист бумаги и карандаш. Схема составляется в следующем порядке:

1. На бумаге рисуется общая площадь помещения.
2. Измеряются размеры габаритной мебели и напольной электротехники.
3. В соответствующем расположении все измерения переносятся на бумагу.
4. Категорически запрещено, чтобы теплоноситель проходил с близким расположением к стенам, поэтому вдоль всей нарисованной площади делается отступ в 20 см.

Заштриховав все нанесенные измерения и отступы, можно визуально посчитать площадь помещения, где будут располагаться теплоносители.

Итак, зная все необходимые данные, можно приступить к непосредственному расчету рабочего материала системы отопления.

Высчитывается длина по следующей формуле:

Р – обогреваемая площадь помещения;

Т – шаг трубы для теплого водяного пола;

k – показатель запаса, находящийся в промежутке 1,1-1,4.

Рассмотрев всю последовательность расчета трубопровода для водяной системы, можно сделать вывод, что выполнить его не так уж и сложно. При его выполнении самое главное придерживаться рекомендуемых норм шага укладки контуров и площадь обогреваемой поверхности. Если же упустить эти показатели из вида, можно будет не только переплатить при покупке рабочего материала, но и не получить желаемого обогрева жилого помещения.

Теплый пол — пошаговое руководство по монтажу

Запись дневника создана пользователем KAN_Therm, 01.02.17
Просмотров: 21.380, Комментариев: 1

Система панельного отопления с расположением греющей поверхности в нижней горизонтальной плоскости, получившая название “теплый пол”, сегодня широко распространена как при строительстве индивидуальных домов, при строительстве административных, складских и промышленных зданий, так и при многоэтажном строительстве. Сегодня существует большое множество модификаций данной системы:

• Водяной;
• Электрический (греющий кабель);
• Пленочный;
• И т.д.

При этом, в виду текущих тарифов на энергоресурсы, а также особенностей эксплуатации и показателей надежности, оптимальной на сегодня является система водяного напольного отопления. В данной статье мы попробуем разобрать основные особенности монтажа “теплого пола” “мокрым способом”.

Первое, о чем необходимо помнить при монтаже любой системы и в том числе панельного отопления это — соответствие требованиям нормативам РФ и техническим требованиям предприятия изготовителя. Максимальное соответствие данным требованиям дают большую вероятность корректной, долгой и безотказной работы системы. Перед монтажом “теплого пола” необходимо подготовить основание — т.е. плиту перекрытия. По рекомендациям компании KAN основание для монтажа “теплого пола” должно быть ровным и чистым. Нормативный документ регламентирующий строительные правила в области поверхности пола — СП 29. 13330.2011 “ПОЛЫ” (актуализированная редакция СНиП 2.03.13-88). В пункте 9.7 данного нормативного документа указаны допустимые превышения основания: “Отклонения (просветы между контрольной двухметровой рейкой и проверяемой поверхностью подстилающего слоя) не должны превышать у слоев, мм:

«Бетонных под бетонные покрытия, покрытия по прослойке из цементно-песчаного раствора и под выравнивающие стяжки (. ) 10 мм»

однако, при устройстве гидроизоляции перепад должен быть меньше:

«Бетонных под покрытия на прослойке из горячей битумной мастики и при укладке оклеечной гидроизоляции (. ) 5 мм».

Гидроизоляция же плиты основания в соответствии с п.7.1 СП “Полы” делается в следующих случаях: “Гидроизоляция от проникновения сточных вод и других жидкостей должна предусматриваться при средней и большой интенсивности воздействия на пол (4.4): воды и нейтральных растворов – в полах на перекрытии, на просадочных и набухающих грунтах, а также в полах на пучинистых грунтах основания в неотапливаемых помещениях и на открытых площадках; органических растворителей, минеральных масел и эмульсий из них – в полах на перекрытии; кислот, щелочей и их растворов, а также веществ животного происхождения – в полах на грунте и на перекрытии”.

После правильной подготовки основания пола по всему периметру помещения необходимо уложить краевую ленту KAN-therm, которая представляет собой, фартук из вспененного полиэтилена с приваренной полиэтиленовой пленкой.

Краевая лента несет на себе несколько функций:

• уменьшение бесполезных потерь от “теплого пола” к вертикальным строительным конструкциям;
• гидроизоляция стыка теплоизоляционного основания и вертикальной строительной конструкции (за счет полиэтиленового кожуха);
• демпфирование тепловых расширений стяжки пола в режиме нагрева панельного отопления и предотвращение вздутия и излома стяжки пола.

Обязательная укладка краевой ленты, также прописана в СП “Полы” при устройстве стяжки пола и установке плинтусной доски, в независимости будет подогреваться основание или нет.

Обязательная укладка краевой ленты, также прописана в СП “Полы” при устройстве стяжки пола и установке плинтусной доски, в независимости будет подогреваться основание или нет.

После укладки краевой ленты необходимо позаботиться об эффективности теплого пола и уменьшения бесполезного теплового потока вниз перекрытия, т.е. укладки теплоизоляционного слоя. В качестве теплоизоляционного слоя обычно используются пенополистирольные плиты (м.б. экструдированные), которые укладываются по всей площади обогреваемого помещения. Пенополистирольное основание может иметь разнообразные системы крепления: от шпилек, которые крепятся в кашированные маты с преднанесённым растром KAN-therm Tacker, которые могут крепиться как на уже описанную изоляцию, так и на маты стороннего производства, до матов с фиксаторами KAN-therm Profil, которые позволяют крепить трубу между интегрированными фиксаторами Х- образной формы, расположенными в шахматном порядке с шагом между рядами крепления 50 мм.

При этом к теплоизоляционному основанию предъявляются следующие требования:

• теплоизоляционное основание должно быть относительно жестким ρ≥20кг/м³;
• R=0,75 м2К/Вт перекрытие находится над отапливаемым помещением;
• R=2,00 м2К/Вт перекрытие находится над не отапливаемым помещением;
• R=2,25 м2К/Вт для перекрытия на грунте.

После укладки теплоизоляционного основания, его необходимо гидроизолировать. При использовании матом KAN-therm Tacker достаточно лишь проклеить швы стыков матов, при использовании сторонней не кашированной гидроизоляционной пленкой теплоизоляции будет необходима укладка плотной полиэтиленовой пленки (200 микрон) на всю поверхность пенополистирольных плит внахлёст не менее 200 мм с последующей проклейкой швов.

После подготовки тепло- и гидроизолированного основания, необходимо прикрепить к нему трубопроводы KAN-therm Blue floor (16х2,0 мм, 18х2,0 мм 20х2,0 мм). Шпильки системы KAN-therm Таcker устанавливаются на прямых участках с шагов в 300 мм, для крепления криволинейных участков необходимо увеличить частоту до шага 50 мм. Установка шпилек возможна как вручную, так и при помощи специальной оснастки.

Самым дешевым и нетехнологичным способом укладки “теплого пола”, является укладка трубы на арматурную сетку. Такая, безусловно правильная, укладка имеет ряд недостатков:

• малая скорость укладки;
• плохое и неоднородное прилегание трубопроводов в виду неровности самой сетки;
• трудоемкий монтаж;
• большие риски повреждение гидроизоляционного слоя, за счет необходимости частого крепления сетки к перекрытию и острых краев сетки.

Трубопроводы крепятся к сетке при помощи нейлоновых хомутов с шагом крепления на прямых участках не более 500 мм, на криволинейных не более 150 мм.

В отличие от крепления на арматурной сетке, крепление труб на матах KAN-therm Profil представляется максимально технологичным и быстрым способом монтажа и позволяет сократить сроки монтажа относительно арматурной сетки примерно в 4 раза.

Увеличение скорости происходит за счет упрощения подготовки основания под монтаж “теплого пола”: маты имеют простой способ соединения типа click; за счет простого монтажа трубопровода между фиксаторами, особенно на прямых участках, когда для монтажа даже не нужно нагибаться.

В независимости от способа крепления труб их можно уложить тремя различными способами:

• Змеевик (меандр) – самый простой способ укладки, когда трубы укладываются по одной из сторон зоны отопления последовательно с поворотами на 180⁰. Такой способ монтажа имеет самый неоднородный профиль температур на поверхности пола, так как теплоноситель остывает по ходу движения его в трубе, а, следовательно, возникают локальные зоны перегрева и недогрева. Змеевик было бы правильно применять только в ограниченных случаях: укладка в “теплых полах” в санитарных узлах малой площади (до 4 м²); укладка в обогреваемых наклонных пандусах; обогрев ступеней; укладка, так называемых, граничных зон. Заметим, что температуру на поверхности чистового покрытия “теплого пола” регламентирует СП 60.13330-2012 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

• Двойной змеевик (двойной меандр) – укладка бифилярного типа, где рядом с подающим трубопроводом с самой высокой температурой всегда лежит обратный трубопровод с самой низкой. При таком способе укладки профиль температур на полу, хотя и не идеальный, но уже близок к оптимальному. К тому же – это самый удобный способ монтажа для правильной и простой укладки температурно-деформационного шва.

• Улитка – способ укладки, требующий детальную монтажную схему, либо наличие у специалиста по монтажу некоторого опыта и пространственного мышления. В награду за это мы получаем: одинаковую температуру пола в каждой его точке; возможность укладки контура трубопроводов практически с любым шагом и значительно расширяем область применения системы.

Контур укладки трубы разделяется на две зоны: зона постоянной эксплуатации; граничная зона. Граничная зона- это зона метровой ширины вдоль наружных ограждений. Так как данная зона в помещении контактирует с охлажденными ограждениями в ней принято поддерживать температуру воздуха выше, чем в зоне постоянной эксплуатации с той целью, чтобы большая температура отсекала холодные конвекционные потоки. Для увеличения температуры на поверхности пола граничной зоны обычно уменьшают шаг укладки трубопроводов в ней. Если шаг трубопроводов в основной зоне обычно составляет 150-250 мм, при таком шаге не происходит перерасхода труб и человек не чувствует температурную полосность на поверхности пола. Максимальный шаг при этом может быть 300 мм, расположение труб с расстоянием большим 300 мм вызывает явное ощущение дискомфорта у пользователя. В граничной же зоне обычно встречается шаг 100-150 мм. При этом, конечно, при инженерном расчете необходимо опираться не на ориентировочный диапазон шага, а на максимальную температуру, определенную СП 60.13330.2012: 26⁰C- в зоне постоянного пребывания людей; 31⁰C – в зонах временного пребывания людей, в граничных зонах, в мокрых помещениях. Наличие граничной зоны является не обязательным условие укладки теплого пола.

До того, как начать монтаж необходимо выбрать вид трубопроводов оптимальных именно для панельно-лучистого отопления. Что необходимо помнить при выборе:

• “теплый пол” — это системы почти на 100% состоящая из трубы и, естественно, на стоимость системы максимальное влияние имеет стоимость самой трубы- т.е. ее выбор должен быть оптимальным. Но при этом, раз системы полностью скрыта под слоем стяжки и дорогого чистового напольного покрытия, то все эти 100% трубы должны быть абсолютно надежны и долговечны;
• Трубы должна иметь тонкую стенку. При этом толщина стенки в зависимости от диаметра трубы и ее материала должна выдерживать параметры работы системы во весь срок ее эксплуатации;
• Труба должна хорошо гнуться. Тут мнение специалистов делится на два лагеря. Одни предпочитают металлопастиковые трубы, говоря, что, несмотря на чуть большую жесткость, чем полимерные, трубы за счет слоя армирования (алюминия в конструкции) держат свою форму и ими удобно монтировать. Другие – приверженцы труб полимерных (без армирования), при этом крепить ее несколько чаще, однако, при этом трубы больше защищены от повреждения в условиях современной строительной площадки.

К какой группе специалистов Вы бы не относились KAN может предложить: полимерные трубы из PE-RT KAN-therm Blue floor; металлополимерные трубы PE-RT/AL/PE-RT системы KAN-therm Press. Решать всегда Вам!

Перед укладкой трубопроводов целесообразно установить коллекторную группу для объединения труб в систему панельно-лучистого отопления и охлаждения. Это делается перед укладкой, чтобы уменьшить бесполезные отходы труб во время монтажа и избежать риска “немного подтянуть” трубу на штуцер, что, в свое время, опасно срывом трубы с компрессионного соединения, которое обеспечивает конусный соединитель KAN-therm. Трубопроводы рекомендуется укладывать с выбранным (рассчитанным) шагом, не допуская перекручивания плоскости укладки трубы, при соблюдении данного требования труба будет иметь минимальные напряжения и не будет подниматься и срывать элементы крепления.

Рекомендуется укладка целого (без соединений) контура трубопровода для “теплого пола”. Однако, соединение трубопроводов в стяжке не запрещено и не несет критических рисков для надежности системы, при этом необходимо следить, чтобы трубопроводы соединялись при помощи неразъемных фасонных изделий (нельзя допускать резьбовое соединение в стяжке). Такое соединение можно осуществить при помощи фитингов системы KAN-therm Push под натяжное кольцо или системы KAN-therm Press (радиальное press соединение).

При выборе коллектора для системы панельно-лучистого отопления обязательно необходимо обратить внимание на несколько компонентов:

• коллектор для панельно-лучистых систем должен обладать встроенной регулирующей арматурой, так как нельзя забывать, что “теплый пол” — это не просто большое количество трубы — это отопительный прибор, в который необходимо подать расчетный расход воды и в последующем регулировать, для уменьшения количества бесполезных потерь тепловой энергии;
• коллекторная группа должна иметь в своей конструкции спуско-наливную арматуру и устройство для выпуска воздуха (или возможность ее интеграции), так как “теплый пол”, более не имеет, для выполнения этих операций, открытых участков. Запустить и эксплуатировать систему без наличия данных устройств практически невозможно.

Трубопроводы подключаются к коллекторной группе при помощи соединений компрессионного типа — конусные соединители KAN-therm. Подключение труб осуществляется в гофрированной трубе и при использовании специального ложемента – проводника трубы, помогающего повернуть трубу со стандартным радиусом на 90⁰ и, организуя импровизированную точку неподвижной опоры при выходе трубопровода из стяжки пола.

Перед заливкой стяжки пола необходимо установить деформационные швы, позволяющие сохранять исправность стяжки при ее тепловом расширении, при работе “теплого пола”. Вот, что говорит нам СП “Полы”: “5.27 В помещениях, при эксплуатации которых возможны перепады температуры в покрытиях полов, должны быть предусмотрены деформационные швы, которые должны совпадать с деформационными швами в стяжке и в подстилающем слое. Швы должны быть расшиты полимерной эластичной композицией.

5.28 Деформационные швы в сборных стяжках из древесно-стружечных плит должны быть повторены в покрытии полов и защищены упругими элементами либо расшиты полимерной эластичной композицией.

8.15 В стяжках обогреваемых полов необходимо предусматривать деформационные швы, нарезаемые в продольном и поперечном направлениях. Швы прорезаются на всю толщину стяжки и расшиваются полимерной эластичной композицией. Шаг деформационных швов должен быть не более 6 м”.

Компания KAN солидарна с данными положения СП и предъявляет к укладке деформационных швов требования, которые наглядно показаны на иллюстрации ниже.

Наконец-то заливаем стяжку?! Перед укладкой стяжки пола необходимо помнить, что система должна пройти гидравлические испытания, и во время проведения скрытых работ, находиться под давлением. Правильный порядок гидравлических испытаний указан ниже.

При заливке стяжки важно помнить, что чем она однородней и теплопроводней, тем эффективней будет работать система “теплый пол”. Для улучшения данных свойств стяжки существуют пластификаторы, такие как BETOKAN, BETOKAN plus.

СП 29. 13330.2011 предъявляет следующие требования к стяжке пола:

8.2 Наименьшая толщина цементно-песчаной или бетонной стяжки, для создания уклона в местах примыкания к сточным лоткам, каналам и трапам должна бытьм: при укладке ее по плитам перекрытия – 20 мм, по тепло- и звукоизолирующему слою – 40 мм. Толщина стяжки для укрытия трубопроводов (в том числе и в обогреваемых полах) должна быть не менее чем на 45 мм больше диаметра трубопроводов.

8.3 Для выравнивания поверхности нижележащего слоя и укрытия трубопроводов, а также для создания уклона на перекрытии должны предусматриваться монолитные стяжки из бетона класса не ниже В12,5 или из цементно-песчаных растворов на основе смесей сухих строительных напольных на цементном вяжущем с прочностью на сжатие не ниже 15 МПа.

8.5 Стяжки, укладываемые по упругому тепло- и звукоизолирующему слою, должны предусматриваться из бетона класса не ниже В15 или из цементно-песчаных растворов из смесей сухих строительных напольных на цементном вяжущем с прочностью на сжатие не ниже 20 МПа.

8.8 Прочность сцепления (адгезия) стяжек на основе цементного вяжущего на отрыв с бетонным основанием в возрасте 28 сут должна быть не менее 0,6 МПа. Прочность сцепления затвердевшего раствора (бетона) с бетонным основанием через 7 сут должна составлять не менее 50 % проектной.

Итак, система “теплый пол” смонтирована.