Секреты проектирования системы теплого пола

Обустройство теплого пола и утепление пола в деревянном доме – задача не из легких, однако результат в полной мере оправдывает все затраченные усилия. В итоге вы получите эффективную, долговечную систему отопления, которая значительно увеличит комфортность жилого помещения.

Система водяного теплого пола

В данной статье будут рассмотрены как теоретические основы, так и практическая информация, которую необходимо знать для того, чтобы установка теплого пола осуществлялась без ошибок. Вы узнаете, как необходимо выполнять расчет водяного теплого пола, и получите советы по выбору нагревательного котла и коллектора под теплый пол.

1 Особенности расчета и теоретическая база

К расчету системы теплого пола можно подойти с трех разных сторон. Вариант №1 – воспользоваться услугами профессиональных проектных организаций — это дорого, однако вы будете полностью уверены в полученном результате.

Вариант №2 с звукоизоляцией потолка своими руками – выполнить расчет при помощи специализированных компьютерных программ. Тут главное, чтобы программа была проверенной, внимательно изучите отзывы, прежде чем использовать какой-либо продукт. Вариант №3 – выполнить расчет самостоятельно.

Третий вариант чреват тем, что даже малейшие ошибки при выполнении расчета и составлении проекта теплого пола, могут существенно снизить функциональность итоговой конструкции.

Схема правильного обустройства теплого пола

Если вы решили выполнять расчет самостоятельно, то постарайтесь подойти к этому вопросу с максимальной ответственностью. Для того чтобы можно было осуществить расчеты теплого пола, вам необходимо выяснить следующие исходные данные:

• Размеры комнаты, в которой будет монтироваться система;
• Материалы стен, наличие/отсутствие теплоизоляции;
• Материал теплоизоляции теплого пола и изделия из полиэтилена;
• Вид напольной поверхности;
• Диаметр труб, из которых будет составляться теплый пол, и материал, из которого они изготовлены;
• Температура циркулирующей жидкости и мощность котла, необходимая для их поддержания.

1.1 Температура воды внутри труб

Данный фактор по большей части зависит от материала, из которого изготовлены используемые трубы, от требуемой температуры на поверхности пола, и теплопроводности напольного покрытия. В последнее время широкую популярность в системах теплого пола получили трубы из полимерных материалов – стеклопластика и сшитого полиэтилена.

Проектный рисунок водяного теплого пола

Такие трубы обладают достаточно хорошей теплоотдачей, поэтому, для поддержания оптимальной температуры на поверхности пола, температура циркулирующей жидкости должна находиться в пределах 40-55 градусов.

Контроль температуры осуществляется посредством измеряющей трубопроводной арматуры, которая ставится на подаче и на обратке в нагревательном котле, к которому подключена система теплого пола. Эталонным вариантом считается ситуация, когда температура на подаче выше, чем температура воды на обратке на 5-10 градусов.

1.2 Температура на поверхности пола

На этот параметр влияют такие факторы как теплопроводность труб с сверхтонкой теплоизоляцией Броня, и напольного покрытия, и температура теплоносителя. В процессе эксплуатации теплого пола вы сможете регулировать температуру на свое усмотрение, однако при проектировке системы необходимо отталкиваться исходя из следующих параметров:

• В комнатах, где люди находятся продолжительное время (гостиные, спальни, кухни) – 29 градусов;
• Граничные зоны (коридоры и тд) – 35 градусов;
• Ванные комнаты, санузлы – 33 градуса.

Схема отдачи тепла теплым полом и обычной отопительной системой

1.3 Форма укладки

Существуют четыре основные формы монтажа труб теплого пола: улитка, змейка, двойная змейка, и меандр.

Форма змейки является оптимальным вариантом монтажа теплого пола в небольших комнатах, в которых присутствуют внутренние стены (ванные, кухни). Змейка также считается оптимальным вариантом для помещений с наружной стеной, утепленной экранирующим теплоизоляционным материалом.

Такая технология предусматривает, что начало монтажа контура будет выполняться со стороны наружной стены, так как именно на начальном участке трубы циркулирующая жидкость обладает наибольшей температурой.

Для монтажа теплого пола внутри больших комнат с отражающими теплоизоляционными материалами используется технология улитки. С данной формой немного сложнее работать, однако она способна обеспечить наиболее равномерное распределение тепла. Это оптимальный вариант для комнат с холодными стенами, так как внешний контур системы, с наибольшей температурой, расположен вблизи стен по всему периметру помещения.

Распространенные формы укладки теплого пола

1.4 Шаг монтажа труб

В местах, где происходят максимальные потери тепла – вблизи дверных проемов, внешних стен, шаг монтажа уменьшается до 10 сантиметров. На всех остальных зонах труб укладываются в 15-20-25 сантиметров, в зависимости от требований к мощности системы.

Важно, чтобы шаг монтажа труб не превышал 30 сантиметров, так как при таком расстоянии между трубами человеческая ступня уже чувствует перепады температуры на поверхности пола.

1.5 Расчет длины труб

Технология монтажа теплого пола позволяет выполнить расчет длины труб по следующей формуле:

D = S/N*1.1 + (k*2), в которой

• S – площадь комнаты, в которой будет устанавливаться система;
• N – шаг монтажа труб;
• 1.1 – запас длины на повороты и изгибы;
• K – длина трубы подсоединения системы к коллектору (для подачи и обратки она идентична, по этому число умножается на 2).

К примеру, для монтажа теплого пола в комнате площадью 13 м2, в которой расстояние от начала контура до коллектора будет составлять 7 метров, а шаг монтажа трубы составляет 0,15 метра, нам понадобится: 13/0,15*1,1+(7*2) = 110 метров трубы.

Укладка типа «змейка» с учетом полезного пространства комнаты

1.6 Расчет длины одного контура исходя из потерь давления в системе

Технология монтажа системы теплого пола с керамзитом для утепления пола накладывает определенные ограничения на максимальную длину одного контура системы.

Такие факторы как гидравлическое сопротивление, и связанная с ним потеря давления циркулирующей жидкости внутри труб, обуславливают невозможность создания одного контура длиною выше 120-125 метров.

Если данный фактор не будет учитывается, и длина системы будет превышать 125 метров, значительно возрастет возможность образования «запертой петли» , когда даже самые мощные циркуляционные насосы не смогут прокачать воду через определенный виток теплого пола (как правило такие витки располагаются на дальней части контура).

Запертая петля возникает, когда потеря давления циркуляционной жидкости составляет 0.2 Бар (20 кПа).

В целом, практика показывает, что оптимальная длина контура из металлопластиковой трубы (16 дюймов в диаметре) составляет 90 метров, полимерных труб аналогичного диаметра – 85-95 метров, для труб диаметром 20 дюймов – 120-125 метров.

Монтажная поверхность для упрощения укладки теплого пола

1.7 Какое количество контуров выдержит смесительный узел с одним циркуляционником?

Данный расчет выполняется исходя из продуктивности, которой обладает насосно-смесительный узел (объем перекачиваемой за час жидкости), и диаметра коллектора.

Также немаловажным фактором является то, с какой предельной тепловой нагрузкой насосно-смесительный узел может нормально функционировать на протяжении длительного времени.

Расчет данного показателя будет индивидуальным для каждого агрегата.

К примеру, предположим, что в системе теплого пола будет использоваться смесительный узел от компании Valtec “Combimix” и циркуляционной насос Грундфос UPS 25-60 с ветрозащитными мембранами Изоспан (оптимальный вариант, обладающий хорошим соотношением цены и эксплуатационных характеристик).

Данный смесительный узел по паспорту обладает следующими параметрами: продуктивность – 2.38 кубометров/час, при комплектации насосом Груднфос он сможет выдавать нагрузку в 17 кВт.

К примеру, для дома с неопределенным количеством комнат с площадью 12 м2, в которых планируется обустроить теплый пол с шагом монтажа 20 см, где проектная теплоотдача одного квадратного метра теплого пола будет составлять 80 Вт, такой насосно-смесительный узел сможет держать на себе 17 комнат.

1. 12 х 80= 960 Ватт (требуемая мощность на одну комнату);
2. 17000/960 = 17,7 комнат.

Это теоретический максимальный показатель, на практике же, смесительный узел “Combimix” может обрабатывать 12 комнат, поскольку коллекторов с большим числом разветвлений для данного агрегата попросту не существует в продаже.

Насосно-смесительный узел с несколькими контурами теплого пола

1.8 Как быть с большими комнатами?

Как можно сделать вывод из ограничений на максимальную длину контура и на шаг укладки, в комнатах с большой площадью установка теплого пола из одного контура просто физически не возможна.

Если размеры помещения не позволяют осуществить укладку теплого пола в одном контуре с шагом до 30 сантиметров, необходимо делить комнату на равные участки, и укладывать по отдельному контуру на каждом из них.

Так вы избавитесь от потерь давления на дальнем от циркуляционника части контура, и сможете организовать равномерный прогрев напольного покрытия.

1.9 Расчет общей толщины системы теплого пола

Необходимость монтажа качественного теплоизоляционного материала под трубы обуславливается требованиями к рациональному использованию получаемой тепловой энергии. Утеплитель для теплого водяного пола нужен для того, чтобы большая часть тепла, вырабатываемого системой, не уходила в стяжку пола, а шла в напольное покрытие.

Оптимальным вариантом теплоизоляционного материала являются утеплители с двухсторонним фольгированием, по типу Пенофола.

В целом, если не учитывать толщины напольного отделочного покрытия, общая толщина теплого пола с утеплителем в 3 см составит 9.5 см, с утеплителем 8 см – 14.5 см, и с утеплителем 9 см – 15.5 см.

1.10 Особенности расчета теплого пола (видео)

Как своими руками правильно уложить теплый водяной пол, советы по монтажу

Согласно отзывам специалистов монтажных бригад, практически все проблемы в эксплуатации водяных теплых полов связаны с нарушениями во время проведения монтажных работ. Причем сложность представляет не только процесс укладки, но и этап подготовки.

Недавно профессиональных монтажников попросили рассказать, как правильно уложить теплый водяной пол, проверить качество сборки, а также о том какие наиболее распространенные ошибки допускают при сборке системы отопления.

Как рассчитать метраж трубы тёплого пола

Перед началом монтажных работ крайне важно правильно рассчитать общее количество расходного материала. Это связано с тем, что водяной контур, укладываемый в стяжку, должен быть цельным, без соединений.

Расчет длины трубы для водяного теплого пола делается следующим образом:

Расчет трубы на 1 м² выполняется в зависимости от шага между спиралями. Если расстояние между витками контура составит 10 см, потребуется около 10 п.м. расходного материала, 30 см – 3,4 п.м. Расход трубы для водяного теплого пола остается неизменным при любом способе укладки. На разницу в метраже влияет исключительно расстояние между витками контура.

Максимальное количество метров в одном водяном контуре составляет не более 70 м. При минимальном шаге в 10 см, 70 метров контура хватит для монтажа системы отопления на 7 м². Следовательно, чтобы прогреть комнату в 20 м², потребуется укладка трех отдельных контуров.

На расчет количества трубы также влияет будущее расположение мебели. В месте, где будет стоять мебель, стелить полы не нужно. Водяной контур нельзя укладывать вплотную к стенам и перегородкам. Минимальное расстояние не менее 20 см. Чтобы рассчитать трубу, от общей площади необходимо отнять размеры отступов. Для стандартной комнаты в 20 м², это составит около 3,6 м².

Если учесть все три аспекта: подсчитать максимальную частоту шага укладки труб водяного теплого пола (10 см), количество контуров и неотапливаемую площадь, можно прийти к следующим результатам. На комнату 20 м², потребуется три отопительных контура по 55 п.м. трубы.

Виды укладки труб теплого пола

Существует несколько основных способов укладки теплого водяного пола. Самая простая схема укладки труб для водяного теплого пола – «улитка», позволяет выполнить самостоятельный монтаж, без привлечения специалистов. Низкая теплоотдача и эффективность способа «улитка» несколько снижает его популярность.

Также существует разновидность укладки – «змейка». Осуществить правильный монтаж змейкой достаточно проблематично и требует определенных профессиональных навыков. Но с помощью варианта укладки змейкой, удается сократить затраты на отопление.

Каждый из способов монтажа имеет следующие преимущества и недостатки:

Ракушка или улитка

Укладка пола осуществляется по спирали. При этом получается, что между трубами подачи горячей воды лежит обратка, в которой температура существенно ниже. Правильно проложить трубы пола улиткой достаточно просто.

Единственным недостатком метода является появление холодных зон при большом шаге укладки, что необходимо учитывать при необходимости рассчитать трубу. Оптимальным будет решение сделать шаг не более 10 см.

Змейка

Монтаж может быть выполнен обычной или двойной укладкой трубопровода. Правильная укладка труб для водяного теплого пола змейкой позволяет избежать появления холодных зон или неравномерного нагрева воздуха. Чтобы облегчить процесс монтажа, существуют специальные маты для крепления труб. Следуя инструкции по укладке, можно самостоятельно смонтировать систему отопления.

Чтобы разложить трубу змейкой, используют специальные фиксирующие элементы. Крайне важно, чтобы контур не был зафиксирован намертво. Труба под воздействием горячей воды будет расширяться и сужаться. Важно избежать деформации водяного контура после монтажа.

При выборе метода укладки, следует учитывать общую отапливаемую площадь помещения, наличие профессиональных навыков и соответствующего инструмента. Правильно подключить систему водяного отопления можно только строго соблюдая рекомендации и этапы монтажа, указанные производителем.

Последовательность укладки труб

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуется бетонная система укладки. При этом способе трубопровод после монтажа заливается цементным раствором со специальными пластификаторами.

Работы выполняются следующим образом:

Подготавливается черновой пол . На предварительном этапе потребуется очистить основание от мусора, убрать наплывы. Обязательно рассчитывают и схематически разбивают помещение на несколько отдельных секторов.
Обязательным условием является то, чтобы минимальная площадь участков была не менее 2 к 1. Длина контура не должна быть более 70 м. Руководствоваться при расчетах можно инструкцией по укладке трубы, которая предоставляется заводом производителем.

Теплоизоляция . Укладывается сверху чернового пола. Для изоляции можно использовать системы типа Penoplex. Стыки плиты задуваются монтажной пеной. Между предварительно рассчитанных участков укладывается демпферная лента, обязательная в устройстве теплых полов.
Суть демпферной ленты сводится к тому, чтобы избежать растрескивания стяжки при нагреве. Демпферная лента создаёт зоны компенсации. Обязательно проводится разделение контуров демпферной лентой. Разница температуры в подаче и обратке горячей воды без применения компенсационного слоя приводит к образованию конденсата и растрескиванию стяжки.

Монтируется армирующая сетка . По сетке разлаживаются маты для укладки.
Если планируется обойтись без матов, то можно использовать пластиковую сетку для крепления труб. Армирующая сетка приподнимается над поверхностью приблизительно на 2-3 см.

Раскладываются трубы, используемые для монтажа . На предварительном этапе необходимо рассчитать идеальный шаг монтажа, а также способ раскладки. К арматуре крепление трубы осуществляется гарпунами.

Трубы заполняются водой и опрессовываются до максимального рабочего давления . При опрессовке труба расширяется и принимает рабочий размер, чтобы при эксплуатации исключить излишнее давление на бетонную стяжку.

Заливается бетонная стяжка.

Еще один эффективный способ монтажа «полистирольный». В данном случае установка осуществляется на теплоотражающие пластины. Основанием для укладки трубы служат специальные маты, имеющие пазы и защелки.

Полистирольная система имеет несколько основных преимуществ:

Принцип укладки труб отличается простотой . Возможен самостоятельный монтаж водяного контура любым способом. На матах имеется специальная скоба для крепления трубы с защелкой замком, обеспечивающим необходимую надежную фиксацию.

Отсутствует необходимость в проведении дополнительных бетонных работ . Маты имеют металлические термоотражающие пластины. В пластины укладывают красную трубу на подачу и синюю на обратку. Сверху осуществляют заливку специальным раствором. На высыхание поверхности требуется 1-2 дня. На полы можно сразу стелить ламинат или линолеум, или любой другой вид напольного покрытия, что сокращает время проведения монтажных работ.

Скорость проведения монтажа . Полистирольный метод — это наиболее эффективная технология крепления труб водяного теплого пола. Отсутствует необходимость подвязывания и фиксации контура с помощью монтажной ленты или гарпунов. Скобы крепления расположены таким образом, чтобы полностью соответствовать необходимым техническим требованиям. Так, невозможно нарушить минимальный диаметр изгиба трубы, что является распространенной ошибкой при укладке без матов.

Максимальная теплоотдача . Алюминиевые теплораспределительные пластины укладываются поверх водяного контура, вставляются в маты. Такое устройство позволяет равномерно распределять полученное тепло по всему помещению. Как вариант, можно использовать металлические или оцинкованные теплораспределяющие пластины.

Чем крепить трубы водяного пола

При использовании полистирольной плиты вопрос крепления решен за счет уже существующих пазов. Остается нерешенной проблема относительно того, на что крепить трубы, уложенные на армированную сетку.

Существует несколько вариантов этого вопроса:

Хомуты – самый дешевый способ, позволяющий уложить водяной контур на пластиковую или металлическую сетку. Для фиксации чаще всего используют хомуты, которые в обычной ситуации применяют в электрике для связывания провода.

Клипсы – эффективно заменяют защелки, применяемые при полистирольном методе монтажа. Фиксирующие клипсы дают достаточно пространства для расширения трубы при нагреве. При монтаже необходимо помнить, что рекомендуемый диаметр изгиба трубы равен ее толщине, умноженной на 8.

Панели для укладки труб или фиксирующие планки . Преимуществом метода крепежа панелями является возможность быстрого выполнения монтажных работ. Направляющие для крепежа труб монтируются согласно предварительно составленной схемы. Фиксация проводится с помощью защелок, что облегчает сложность работ и ускоряет процесс укладки.

На решение к чему крепить трубы, влияет выбранный метод монтажа системы отопления и размер общей отапливаемой площади. Для больших помещений рекомендуется использовать панели для укладки и готовые клипсы. В небольших комнатах можно обойтись хомутами.

Нужно ли делать опрессовку водяного пола

Как показывает практика, это необходимо. Опрессовывать трубы нужно хотя бы по той причине, что не всегда укладка проходит с соблюдением необходимых норм и правил. Так, часто желая сэкономить, хозяева допускают монтаж не цельного контура, а скрутки из нескольких частей трубы. И, уже после того, как было уложено финишное покрытие и запущена система отопления, выясняется, что присутствуют протечки.

При заливке труб бетонной смесью, опрессовка крайне важна. Трубы, находящиеся под рабочим давлением, немного расширяются, и залитые в таком состоянии цементной стяжкой, не оказывают давление на окружающую стяжку при перепадах температуры теплоносителя.

Опрессовка водяного теплого пола может быть выполнена своими руками. Относительно небольшие сложности, связанные с проведением проверки полностью окупятся.

Как опрессовать тёплый пол

На сегодняшний день оборудование для опрессовки перестало быть редкостью. Причем, если раньше с этой целью использовали только промышленные установки, то сейчас можно приобрести механический ручной опрессовщик.

Как проводится данная процедура?

Труба подачи горячей воды подключается к опрессовщику. Обратка остается присоединенной к водяному коллектору, на котором перекрывается отсекающий вентиль.

Проводится опрессовка воздухом или водой. С помощью установки поднимается давление в водяном контуре. Практика показывает, что достаточно создать напор в 5-6 атм.

Закрытый водяной контур оставляется на сутки с подключенным аппаратом. Это дает возможность поднять давление при опрессовке в случае необходимости.

Через сутки проверяется давление в системе с предыдущими показателями. За это время изменений в давлении не должно быть.

Порядок опрессовки системы тёплого водяного пола включает проверку каждого отдельного контура, подключенного к коллектору. При присутствии свищей, локализацию можно найти с помощью обычного стетоскопа, или визуально, при опрессовке водой.

Частые ошибки при укладке труб

Существует несколько распространенных ошибок, которые совершают как профессиональные строительные бригады, так и новички монтажники. К ним относятся:

Превышение максимально допустимой длины трубы. Излишняя длина контура создает проблемы при циркуляции теплоносителя, появление холодных зон, повышение энергозатрат и т.д. Максимальная длина не должна превышать 70 м.

Укладка заменителей демпферной ленты или монтаж полов без ее применения. Зачастую приводит к выпадению конденсата сверху на напольном покрытии, появления трещин в стяжке.

Неправильный выбор метода монтажа. Раскладка теплого водяного пола улиткой оптимально подойдет для самостоятельной укладки, особенно если работы будут проводиться с заливкой стяжки.

Наличие скруток в бетонном полу. Предварительно необходимо рассчитать расход трубы на квадратный метр. Рекомендуется дать запас около 10% от общего количества п.м.

При выполнении работ, главное, не спешить и строго соблюдать инструкцию. Тогда даже самостоятельный монтаж будет качественным. Срок эксплуатации водяного контура составляет не менее 50 лет, но это возможно, только при соблюдении всех рекомендаций производителя относительно укладки теплых полов.