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 водяной и электрический теплый пол

Подогрев пола — удивительно комфортная вещь. Понимаешь это побывав в доме с таким отоплением и невольно задумываешься о том, а не сделать ли себе. Чтобы принять решение, да и выбрать способ подогрева, нужно прикинуть объем работ, материалов и стоимость всей затеи. Поможет в этом расчет теплого пола. Это только часть всего что надо. Ведь нужны будут еще термостаты, датчики температуры, в водяном полу — коллекторы и расходомеры.

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.

Расчет водяного теплого пола

Водяной теплый пол — это трубы, уложенные в конструкции пола, по которым бежит теплоноситель. Это сложная система с большим количеством материалов и узлов. Обустройство водяного теплого пола — длительная и дорогостоящая затея. Но, в процессе эксплуатации, тепло обходится дешевле. По этим причинам водяной подогрев пола, обычно, делают в качестве основного или дополнительного источника тепла. Слишком много возни и затрат «только ради комфорта», но бывают и такие варианты. Водяной комфортный пол делают в процессе капитального ремонта или строительства. В таком случае слишком большой разницы нет.

Расчет водяного теплого пола проводят по каждой комнате

Методика расчета водяного пола как основного источника тепла

При планировании теплого пола стоит заранее определиться с тем, где будут стоять крупные предметы мебели. Делать подогрев под шкафом или диваном не слишком разумно. К тому же это может повредить мебели. Определив зоны без подогрева, высчитываем «площадь рабочей поверхности» теплого пола. Этот тот участок, на котором будут укладываться трубы. В случае с водяным полом этим можно пренебречь, так как перегрев пола ни к чему не приведет. Если вы знаете, что теплопотери большие, то разумнее за «рабочую» принимать всю площадь. Так как метраж трубы получится большим, а ее надо как-то уложить.

Наиболее популярные схемы укладки труб водяного теплого пола. Оптимальный — улитка

Далее расчет теплого пола водяного типа такой:

1. Выясняем какую температуру будем поддерживать в помещении.
2. Находим теплопотери помещения.
3. Делим теплопотери на «рабочую» поверхность. Получаем сколько тепла должны получать с квадратного метра площади теплого пола.

В принципе, уже тут можно подбирать диаметр трубы теплого пола, разрабатывать схему и шаг укладки труб, рассчитывать режимы работы котельного оборудования. Но стоит еще учесть тип напольного покрытия. Каждое покрытие «отбирает» часть тепла. Какие-то больше (ламинат, линолеум), какие-то меньше (плитка). Соответственно, требуется учесть и эти теплопотери.

Максимальная температура пола в зависимости от назначения помещения

При расчетах надо будет определить температуру пола. Она не должна превышать нормы. Они регламентированы СНиПом. Выдержка приведена в таблице. Указаны максимально допустимые значения. Можно, конечно, и больше — если вы теплолюбивы, но закладывают более высокие значения редко. Если при расчетах оказывается, что температура пола слишком высока, надо либо уменьшать срочно теплопотери, либо устанавливать дополнительные источники тепла. Так расчет теплого пола помогает оптимально организовать отопление.

Пример расчета и подбора параметров водяного теплого пола

Пусть надо сделать подогрев пола в помещении площадью 18,2 квадратных метров (в таблице это помещение под номером 8) и теплопотерями 1,37 кВт. Для начала рассчитываем сколько тепла должен давать квадратный метр подогреваемого пола. Переводим К Вт в ватты. Для этого умножаем цифру на 1000. Получаем 1370 Вт. Теперь делим на площадь комнаты (или отапливаемой части, если они отличаются). В нашем случае 1370 Вт / 18,2 м² = 75 Вт/м². То есть, нам надо получать 75 Вт тепла с каждого квадратного метра.

Пример расчета теплопотерь по помещениям

Идем на сайт выбранного производителя труб для теплого пола и смотрим, какие трубы вам подходят. Найти эти данные не так просто, так как зависит от толщины стяжки и рабочих температур теплоносителя. Исходя из этого считают теплоотдачу одного квадратного метра. Для простоты можно воспользоваться готовыми данными, сведенными в таблице. Например, для PE-X трубы диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм.

В спальне нам нужна температура пола около 26°C, будет уложен ламинат. Теперь смотрим в таблице соответствующий столбик. Видим, что обеспечить такой режим можно только с шагом укладки трубы 100 мм и температуре подачи и обратки 50 и 40°C. С таким шагом при схеме укладки змейкой на один квадратный метр уйдет 9 метров трубы. А на всю площадь потребуется 9 м*18,2 = 163,8 метра трубы. Это очень длинный контур. Придется на одну комнату делать несколько контуров, а это дополнительные расходы на оборудование (гребенка, смесительные клапана, термостаты и т.д.). «Нормальной» считается длина одного контура 60-70 метров. Так что придется делать 2 контура.

Есть еще несколько вариантов. Первый — использовать трубу большего диаметра. 20 мм или 22-24 мм. Тогда можно будет уменьшить шаг укладки, сократить расход трубы и сделать меньшее количество контуров. Второй — сделать стяжку теплого пола с повышенной теплопроводностью. Для этого в раствор добавляют специальные добавки.

Если использовать «средние показатели»

На основании работы многих полов с водяным подогревом, опытным путем выведены «средние показатели» для различных напольных покрытий. Так известно, что используя трубу 16 мм в диаметре, с шагом 250 мм, со слоем ЦСП 30 мм над поверхностью трубы можно получить такое количество тепла:

• 50-65 Вт с квадрата если напольное покрытие керамическая плитка.
• 25-35 Вт с квадратного метра если использован ламинат.
• 35-45 Вт для линолеума, предназначенного под укладку на теплый пол.

Это коллекторы (гребенка) теплого пола с подключенными к ним трубами. Параметры труб определяет расчет теплого пола, а затем их через коллекторы подключают к котлу

Если использовать эти данные расчет теплого пола вообще простой. Берете квадратуру комнаты, умножаете на количество тепла, которое можно «снять» с квадрата. Если цифра больше либо равна теплопотерям, значит можно делать так *шаг 250 мм, труба 16 мм, ЦСП толщиной 30 мм над трубой. Если полученное значение меньше, можно проблему решить следующими способами:

• Добавить другой тип отопления.
• Взять большего диаметра трубу.
• Уменьшить шаг укладки трубы.
• Улучшить теплопроводность стяжки.
• Улучшить теплоизоляцию.

В принципе, можно применить один из вариантов, можно несколько. Самый здравый — улучшить теплоизоляцию, но сделать это далеко не просто, не быстро и далеко не дешево. Но это вложение позволит сэкономить на счетах за отопление, так что в длительной перспективе это самый разумный выход.

Как рассчитать как рассчитать мощность теплого пола для комфорта

Если теплый пол лишь для комфорта, особенно заботиться о его мощности нет необходимости. Надо исходить из комфортной температуры пола.

Средние температуры пола для разных покрытий, которые люди считают комфортными

Вообще для создания комфортной температуры шаг укладки трубы теплого пола берут 250 мм (межосевое расстояние). Выбирают любую схему укладки. Важно сделать пол без явно выраженных перепадов температур. Это достигается, если над трубой слой стяжки будет порядка 30-35 мм. Можно и больше, прогрев будет равномернее, но система будет более инерционной (дольше будет греться и остывать). Вообще, система водяного подогрева пола очень гибкая. Одну задачу можно решить несколькими способами. Важно найти оптимальное решение.

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.