Расчет материала для водяного теплого пола

Современная система тёплых водяных полов отождествляется с высоким уровнем уюта и комфорта. Такой пол эффективно обогревает помещение и не оказывает вредного воздействия на жизнь и здоровье жильцов. Подобные результаты могут быть достигнуты только при условии правильно выполненных расчётов и грамотно проведённых монтажных работах.

Расчет теплого пола водяного

Тёплый водяной пол может являться основным источником отопления жилого помещения или служить вспомогательным обогревательным элементом. Основные расчёты таких полов базируются на данных схемы работы: лёгкий подогрев поверхности для улучшения комфорта или обеспечение полноценным теплом всей площади помещения. Выполнение второго варианта предполагает более сложную конструкцию тёплого пола и надёжную систему регулировки.

График комфортных температурных условий

Содержание

Данные для расчётов
Особенности проектирования
Правила расчёта
Расчёты труб и мощности
Черновые расчёты теплового контура
Советы и рекомендации
Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 1)
Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 2)
Общие рекомендации
Рассчитываем трубы
Требования к водяному контуру
Характеристики насоса
Остальные материалы
Заключение
Информация по назначению калькулятора
Общие сведения по результатам расчетов

Данные для расчётов

Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления — основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.

График расчета теплого пола

Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:

тип материалов, использованных в процессе строительства;
вариант остекления, включая тип профиля и стеклопакета;
температурные показатели в регионе проживания;
использование дополнительных источников обогрева;
точные размеры площади помещения;
предполагаемый температурный режим в помещении;
высота этажа.

Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.

При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру.

Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

100	10
150	6,7
200	5
250	4
300	3,4

Особенности проектирования

Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.

Рекомендуемые температурные показатели поверхности пола в зависимости от вида помещения составляют:

жилое помещение — 29 °C;
участки около наружных стен — 35 °C;
ванные комнаты и зоны с высокой влажностью — 33 °C;
под напольное покрытие из паркета — 27 °C.

Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.

Таблица решений для выбора системы водяного теплого пола

Правила расчёта

Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:

использование 16 мм труб с длиной в 65 метров;
показатели расхода используемого в системе насоса не могут быть меньше двух литров в минуту;
контуры должны обладать равноценной длиной с разницей не более 20%;
оптимальный показатель расстояния между трубами составляет 15 сантиметров.

Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C.

Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой». Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами. При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.

Таблица теплопотребления различных частей здания

Расчёты труб и мощности

Полученные в результате замеров данные являются основой для расчёта мощности такого оборудования, как нагревательный тепловой насос, газовый или электрический котёл, а также позволяют определить расстояние между трубами при выполнении монтажных работ.

Крепление труб к арматурной сетке

Чтобы правильно рассчитать необходимую для укладки длину труб, следует определиться с видом и особенностями этих элементов:

нержавеющий гофрированный тип труб отличается эффективностью и качественной теплоотдачей;
медные трубы характеризуются высоким уровнем теплоотдачи и внушительной стоимостью;
сшитые полиэтиленовые трубы;
металлопластиковый вариант труб с идеальным соотношением качества и стоимости;
пенопропиленовые трубы с низкой теплопроводностью и доступной ценой.

Гофрированная труба для теплого пола — один из самых лучших вариантов для водяного подогрева пола

Значительно облегчить расчёты и сделать их максимально точными позволяет использование специальных компьютерных программ. Все расчёты должны выполняться с учётом способа монтажа и расстояния между трубами.

Основными показателями, характеризующими систему, являются:

необходимая длина нагревательного контура;
равномерность распределения выделяемой тепловой энергии;
величина допустимых пределов активной тепловой нагрузки.

Следует учитывать, что при значительной площади отапливаемого помещения допускается увеличивать шаг укладки с одновременным увеличением температурного режима теплоносителя. Возможный диапазон шага при укладке составляет от пяти до шестидесяти сантиметров.

Наиболее распространённые соотношения расстояний и тепловых нагрузок:

расстояние в 15 сантиметров соответствует теплоносителю от 800 Вт на 10 м²;
расстояние в 20 сантиметров соответствует теплоносителю от 500 до 800 Вт на 10 м²;
расстояние в 30 сантиметров соответствует теплоносителю до 500 Вт на 10 м².

Чтобы точно знать, достаточно ли использовать систему как единственный источник обогрева или же «тёплые полы» могут служить исключительно дополнением к основному отоплению, необходимо выполнить черновой, предварительный расчёт.

Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Черновые расчёты теплового контура

Чтобы определить плотность эффективного теплового потока, отдаваемого м² тёплых полов, необходимо воспользоваться формулой:

g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²)

g — показатель плотности теплового потока;
Q — суммарный показатель теплопотерь в помещении;
F — предполагаемая к обустройству площадь пола.

Для вычислений величины Q учитывается площадь всех окон, средняя высота потолков в помещении, теплоизоляционные характеристики полов, стен и кровли. При выполнении напольного отопления в качестве дополнительного, суммарный объём теплопотерь целесообразно определять в форме процентного соотношения.

При расчётах величины F учёту подлежит только участок пола, участвующий в процессе обогрева помещения. На участках расположения предметов интерьера и мебели следует оставлять свободные зоны шириной порядка 50 сантиметров.

Для определения средней температуры теплоносителя в условиях нагревательного контура используется формула:

ΔТ (°С) = (TR + TO) / 2

TR — температурный показатель на участке входа в нагревательный контур;
ТО — температурный показатель на участке выхода из нагревательного контура.

Рекомендуемые температурные параметры в °С на вход и выход для стандартного теплоносителя составляют: 55—45, 50—40, 45—35, 40—30. Следует учитывать, что температурный показатель на подачу не может быть выше 55 °С, с условием температуры на обратный контур с разницей в 5 °С.

В соответствии с полученными величинами g и ΔТ выполняется подбор диаметра и шага для монтажа труб. Удобно использовать специальную таблицу.

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

На следующем этапе производится расчёт приблизительной длины задействованных в системе труб. С этой целью необходимо разделить показатель площади обогреваемого пола в м² на расстояние между уложенными трубами в метрах. К полученному показателю следует прибавить запас длины на выполнение загибов и подключение к длине прибавляется длина на загибы труб и длина на подключение к системе коллекторов.

При известной длине и диаметре труб легко высчитывается показатель объёма и скорость теплоносителя, оптимальная величина которого составляет 0,15—1 метр в секунду. При более высоких значениях скорости движения следует увеличить показатель диаметра используемых труб.

Правильный выбор насоса, используемого в отопительном контуре, базируется на величине расхода теплоносителя с запасом в двадцать процентов. Такое увеличение показателя соответствует параметрам гидравлического сопротивления в трубной системе. Подбор наноса для циркуляции нескольких отопительных систем заключается в соответствии показателей мощности этого оборудования с общим расходом всех используемых отопительных контуров.

Расчет стоимости теплого пола

Советы и рекомендации

Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.

Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.

Пример расчета водяного теплого пола

Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.

Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.

Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 1)

Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 2)

Теплый водяной пол с теплоносителем от газового котла – самая экономичная система отопления загородного дома.

При правильном расчете теплого водяного пола и надлежащем утеплении дома водяной пол будет существенно превосходить по эффективности радиаторы.

Хотя в районах с суровым климатом устанавливают и радиаторы тоже.

При расчете теплых полов водяного отопления учитывается площадь комнаты, характеристики дома (материал, из которого он изготовлен, особенности утепления, конструктивные особенности окон), желательная температура пола, а также вид напольного покрытия.

Например, если покрытие будет выполняться из строганной доски, потребуется большая мощность системы, т.к. древесина очень плохо проводит тепло (подробно о том как сделать теплые водяные полы на деревянный пол).

Общие рекомендации

Первым этапом следует составить тепловую карту дома. Для этого можно пригласить специалиста или воспользоваться калькулятором в интернете.

Если по итогам составления карты получается, что теплопотери на один квадрат площади больше 100 ватт, то сначала нужно утеплить дом (потолок, стены), и уже потом рассчитывать систему отопления.

Можно осуществить расчет водяного теплого пола своими руками. При проектировании учитывают следующее: под громоздкую мебель и стационарное оборудование теплые полы не кладут.

При этом система должна покрывать не меньше 70 процентов всей обогреваемой площади, иначе обогрев будет неэффективным (варианты устройства теплого водяного пола).

Расчет мощности теплого пола водяного зависит от вида помещения:

жилые комнаты, кухни – 110-150 ватт на квадрат;
ванная – 140-150;
остекленная лоджия или веранда – 140-180.

Для первых этажей рекомендуется добавлять к этим цифрам около 20 процентов.

Рассчитываем трубы

Для теплых полов используются следующие виды труб (более подробно о трубах для теплого водяного пола):

металлопластик – экономичный, экологически безопасный вариант. В конструкции теплых полов используется чаще всего;
полипропилен. Трубы дешевые, хорошие эксплуатационные качества. Минус: большой радиус изгиба. При укладке змейкой трубы сечением 2 см расстояние между соседними витками превысит требуемый максимум 30 см;
сшитый полиэтилен. Эксплуатационные свойства хорошие. Минусы: цена выше чем у двух предыдущих материалов; трубы слишком мягкие и гибкие, укладывать сложнее и дольше;
медь. Прочный, стойкий к коррозии вариант. Труба хорошо гнется, можно уложить весь контур цельным куском, нет необходимости в сваривании участков. Минусы – дорого; медный пол сложно уложить дилетанту.

Сечение трубы обычно выбирают 16 миллиметров. При этом труба прогревает около 10 сантиметров с обеих сторон.

При расчете труб для водяного теплого пола следует учитывать: это не электрический кабель, который по всей протяженности греет одинаково. По мере удаления от котла теплоноситель остывает.

На эффективность контура влияет и гидравлическое сопротивление. Этим определяется максимально допустимая длина контура (100 метров).

Предпочтительная схема укладки – спираль. При укладке змейкой учитывайте, что дальняя от коллектора часть контура будет греться хуже, чем ближняя. Компромиссный вариант – змейка угловая: труба поворачивает в обратном направлении после прохождения не одной стены, а двух, включая угол. При этой схеме первый виток следует располагать в самом холодном углу.

Независимо от размера комнат в каждой выполняют собственный контур. В первую очередь это касается помещений с различным температурным режимом (например, жилая комната и веранда будут отапливаться по-разному).

Требования к водяному контуру

трубу кладут на расстоянии от стены до 25 сантиметров (не меньше 8).
разница между длинами соседних витков – не больше 15 метров;
длина контура – до 100 метров, обогреваемая площадь – до 20 квадратов. Если комната больше, укладывают 2, 3 и т.д. контуров;
минимальное давление в коллекторе – 20 килопаскалей;
расход воды в контуре – от 0,03 до 0,07 литров в секунду.

Расчет шага укладки водяного теплого пола осуществляется в зависимости от климата в районе и особенностей помещения. В любом случае шаг между витками должен быть не больше 30 сантиметров. Около 15 см, если температура зимой до -22, 10 сантиметров – если ниже. В местах наибольших теплопотерь шаг меньше.

Шаг укладки и расчет контуров водяного теплого пола – взаимозависимые характеристики. При шаге в 15 см максимальная площадь, которую обогревает контур – 12 метров, при 20 – 16, при 25 – 20, при 30 – 24.

Расчет длины теплого водяного пола выполняется по формуле:

где S – обогреваемая площадь в кв. м, a – шаг укладки, 1,1 – десятипроцентный запас на повороты. К полученной цифре следует добавить 4 метра (по два на подключение прямой трубы и обратки к коллектору).

Для каждого контура эта цифра считается отдельно. Контур желательно выполнить единой трубой. Суммарная длина труб – это сумма длин контуров.

Характеристики насоса

Расчет насоса для теплого водяного пола выполняется по формуле:

Q = 0,86P/(t1 — t2),
где Р – необходимая мощность контура в киловаттах, а (t1 — t2) – дельта температур подающей и обратной труб.

Для каждого контура выводится своя цифра. Их сумма – необходимая производительность насоса. Для дома в переделах 120 метров получается 1,5, если площадь вдвое больше – 3 и т.д.

Примечание: данная формула подходит для воды. Если теплоноситель – антифриз, поправочный коэффициент будет другой.

Напор рассчитывают по формуле:

Н = (R х L + K)/1000,
где Н – напор, R – гидравлическое сопротивление, L – длина самого большого контура, К – коэффициент запаса мощности.

Насос выбирают с определенным запасом мощности. Например, если вы берете трехскоростную модель, ориентируйтесь на показатели средней скорости.

Остальные материалы

Кроме труб и силовых агрегатов для монтажа пола потребуются гидроизолирующая пленка и утеплитель (выбор комплектующих для теплого водяного пола). Рекомендуется фольгированный ЭППС, можно купить готовые маты. Нежелательно использование минваты из-за ее гигроскопичности.

Толщина теплоизоляции варьируется от 2 сантиметров (на перекрытии второго этажа) до 25 (монтаж пола по грунту или над холодным подвалом).

Расчет материалов для теплого водяного пола производится с учетом толщины слоя пирога (на эту величину сократится высота помещения).

Вот примерные цифры, в зависимости от слоя утеплителя:

утеплитель 3 сантиметра: общая толщина пирога – 9,5;
8 – 14,5;
9 – 15,5 и т.д.

При монтаже (водяные теплые полы — технология монтажа) под стяжку потребуется демпферная лента. Если хотя бы одна стена длиннее 8 метров, перпендикулярно ей посередине комнаты выполняют дополнительный демпферный шов.

В этом случае водяные контуры располагают по обе стороны от шва. Для стяжки (от чего зависит толщина стяжки для водяного теплого пола) также потребуются цемент и песок один к трем (можно приобрести готовую сухую смесь), желательно добавить в раствор пластификатор.

Арматурная сетка: одна нужна для крепления трубы, одна – для армирования стяжки. Если вы используете в качестве утеплителя профильные маты (маты с бобышками), для крепления сетка не нужна, только для стяжки.

Крепеж производится скобками, хомутами, клипсами. Число зависит от мягкости трубы: чем она мягче, тем меньше шаг крепления, тем больше потребуется крепежных элементов. Средний интервал между скобками – 1 метр.

Коллектор. Для каждого контура на гребенке должно быть два штуцера. Плюс два патрубка для прямой и обратной трубы от котла, они имеют большее сечение и располагаются отдельно. Рекомендуется приобретать гребенку сразу со всем необходимым: регуляторы расхода, манометр, воздушный клапан. Если площадь дома очень большая, есть второй/третий этаж, коллекторов устанавливают больше одного.

Смеситель необходим во всех случаях: если котел обслуживает и радиаторы тоже, и если в системе один источник обогрева – теплый пол. Вода в контуре пола не должна быть горячее 50 градусов, котел подает более горячую.

Также для монтажа потребуются рулетка и сварочный аппарат (либо утюг для полипропилена).

Заключение

Ничего сложного в методике расчета теплого водяного пола нет. Если хотите побыстрее – воспользуйтесь сетевым калькулятором.

В интернете есть специализированные программы – «Комплекс Valtek» и др.

С их помощью, частично меняя параметры, можно подобрать необходимое сочетание шага и сечения трубы, материала изготовления, рекомендуемых характеристик напольного покрытия, стяжки, утеплителя.

В следующих статьях вы можете узнать:

Как сделать теплые водяные полы под плитку своими руками,
Как сделать водяной теплый пол под ламинат.

Видео о расчете водяного теплого пола и монтаже.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

При завышении предельно допустимых значений основных параметров, калькулятор укажет на ошибки.

Тепловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

Правильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

Система теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

Полученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Для более точного расчета обязательно обратитесь к квалифицированным специалистам в вашем регионе!