Расчет водяного теплого пола — сколько чего понадобится для работ + видео-урок


[ αл×(tпола − tок) + αк×(tпола − tвоздуха) ]× S, (Вт), где αл и αк — лучистый и конвективный потоки энергии, Вт/м²;

tпола — температура напольного покрытия, °C;

tок — температура стен и потолка, °C;

tвоздуха — температура в помещении, °C;

S — полезная площадь контура, м².

Схема 1. Расчет теплого водяного пола

Пояснение к схемам 1 и 2 расчета теплого пола:

  • 1 — плита перекрытия;
  • 2 — утеплитель (пенополистирол);
  • 3 — стяжка (готовая сухая смесь или цементно-песчаный раствор);
  • 4 — труба;
  • 5 — компенсационная самоклеющаяся лента;
  • 6 — арматурный каркас или сетка (крепление);
  • 7 — подложка пол ламинат или слой клея под плитку;
  • 8 — чистовое напольное покрытие;
  • 9 — гидроизоляция;
  • 10 — стена.
  • а — шаг трубы (0,15 ÷0,3 м);
  • b — отступ от несущей стены (0,3 м);
  • с — толщина утеплителя (0,02÷0,1 м);
  • f — толщина арматурной сетки (0,04 ÷ 0,1м);
  • d — общая толщина стяжки (0,03 ÷0,07 м);
  • r, Dy — толщина стенки и внутренний диаметр трубы;
  • g — толщина стяжки над трубой (0,3 м);
  • k — толщина подложки или слоя плиточного клея (0, 005 ÷0,01 м);
  • h — толщина напольного покрытия (0,015 ÷ 0,025 м).

Схема 2. Устройство стяжки в системе водяного теплого пола

Схема 2. Устройство стяжки в системе водяного теплого пола

Расчет отопления теплых полов определяет теплопотребление жилого дома согласно нормативным документам о тепловой защите зданий и строительной теплотехнике:

Q = (αл + αк) × S ×(tпола − tвоздуха), (Вт);

tпола = Q/[(αл + αк) × S] + tвоздуха, (°C);

при S = 1м², tпола = Q/(αл + αк) + tвоздуха, (°C).

При нагреве температуры помещения на 1 градус, тепло от поверхности пола передается воздуху:

∆t = tпола − tвоздуха =1°C;

Q =(αл + αк) × S×∆t = (4,9 + 6,1) × 1× 1 = 11 (Вт).

Обустройство стяжки для водяного теплого пола

Обустройство стяжки для водяного теплого пола

Идеальные условия, при которых теплоотдача водяного контура на одном квадратном метре теплого пола, для нагрева воздуха в комнате на 1°C составляет 11 Вт/м². Чем выше температура в помещении, тем быстрее прогреется комната и меньше расход энергии теплоносителя. Система теплых полов предпочтительна для того, чтобы отапливать жилые утепленные дома, с постоянным проживанием. Среднее допустимое значение теплопотерь 65 Вт/м².

Для расчета теплоотдачи теплого пола существуют специальные программы, которые можно найти на ресурсах в сети. Для прояснения вопроса предлагаем ознакомится с видео «Расчет теплоотдачи теплого пола».

Температура теплоносителя

Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон — 45/35°C.

Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:

  • 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
  • 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
  • 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Как правильно рассчитать теплый водяной пол в доме?

схема водяного пола

  1. Климатические характеристики места, где стоит ваш дом (по соответствующим таблицам).
  2. План помещения (можно эскиз).
  3. Перечень и толщина материалов, используемых в ограждающих конструкциях (стены, перекрытие и т.п.).
  4. Тип остекления в помещении, где будут проводиться работы, так как это основной источник теплопотерь.
  5. Какую температуру в помещении вы планируете обеспечить.
  6. Тип напольного покрытия.
  7. Теплоизоляция полов (материал и толщина), а также бетонной стяжки.
  8. Стационарно расположенная мебель (газовая плита, шкаф-купе и т.п.).

В зависимости от назначения вашего помещения необходимо ориентироваться на максимально допустимую температуру, определённую СНиП:

  • Рабочие комнаты – 21 – 27 град;
  • Жилые – 29 град;
  • Коридор – 30 град;
  • Ванная комната – 33 град.

Требования к температуре теплоносителя

Температура поступающего в тёплые полы теплоносителя 40 – 55 град. (max 60). Перепад между подачей и обраткой не должен выходить за диапазон 5 – 15 градусов.

Объясняется это тем, что при значении менее 5 град. расход теплоносителя значительно увеличивается, приводя к существенным потерям напора. А при значениях выше 15 град. получаем чувствительный перепад температур на поверхности полов.

Выбор отопительных труб и расчет их длины

Расчёт труб для водяного пола в одной петле (контуре) проводится с учётом их выбранного диаметра и составляет при диаметрах:

  • 16 мм – до 90 м;
  • 17 мм – до 100 м;
  • 20 мм – до 120 м.

Разброс по длине определяется разными показателями тепловой нагрузки и гидравлического сопротивления. Расчёт монтажа водяных тёплых полов показывает, что в небольших помещениях обогрев выполняется одним уложенным контуром. В больших – двумя и более (чтобы не превысить максимально разрешённую длин труб).

В последнем случае необходимо стремиться к тому, чтобы длина всех укладываемых контуров была примерно одинаковой. (Под длиной понимается вся труба, считая от коллектора), с максимальным разбросом до 10 м.

Задаваемый шаг раскладки

схема раскладки труб теплого пола

  • Если речь идёт о краевых зонах, то шаг принимается равным 10 – 15 см. При этом стандартом определено, что к указанной зоне относится до 6 рядов;
  • Санузел (все варианты) – шаг 150 мм;
  • Зоны, относящиеся к центральным – 20 – 30 см.

Подбор диаметра

Расчёт трубы для тёплого водяного пола начинается с выбора диаметра. Оптимальным диаметром для помещений жилых, площадь которых составляет более 50 кв. м является 16 мм. В частном доме это обеспечивает наиболее приемлемое соотношение трёх базовых показателей: цена / простота монтажа / объём потребного теплоносителя.

Достаточно часто применяют 18 мм трубы. Но существенной разницы в качестве работы обустроенной системы это не даёт, а расходы на приобретение материалов возрастают многократно.

Расчёт тёплого водяного пола свидетельствует о том, что трубы в 20 мм принимают гораздо больше теплоносителя, что автоматически требует использования более мощного источника его прогрева. А согнуть такую трубу с шагом даже в 150 мм практически невозможно. Увеличение шага снижает количество тепла на единицу площади.

Напольные покрытия

Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: наливная поверхность, линолеум, ламинат или паркет, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.

Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.

Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:

Тип материалаТолщина слоя δ, мПлотность γ, кг/м³Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м °∁)
Линолеум утепленный0,00716000,29
Плитка кафельная, метлахская, керамическая0,0151800 ÷ 24001,05
Ламинат0,0088500,1
Паркетная доска0,015 ÷ 0,0256800,15
Утеплитель (урса)0,182000,041
Цементно-песчаная стяжка0,0218000,76
Железобетонная плита0,225001,92

Устройство водяного теплого пола в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой

Исходные данные для расчета

Для того, чтобы рассчитать теплоемкость системы водяного пола достаточной мощности необходимо:

  • Определить значение желаемой температуры воздуха в помещении.
  • Установить значение температуры помещения, находящегося на нижнем уровне.
  • Установить температуру воды подающего трубопровода отопительной системы.
  • Установить температуру воды обратного трубопровода отопительной системы.
  • Знать внутренний и внешний диаметр труб, используемых в системе подогрева пола.
  • Теплопроводность материала, из которого изготовлены трубы для теплого пола.
  • Коэффициент теплопередачи поверхности под системой теплоносителя обогрева и поверхности, покрывающей теплопровод.
  • Значение коэффициента внутренней теплоотдачи в системе обогрева.
  • Значение термического сопротивления рассчитанного согласно конструкции теплого пола.

Ниже приведены коэффициенты для расчёта согласно СНиП.

Таблица 1. Теплоотдача внутренней поверхности

№ п/пПоверхностьКоэф. теплоотдачи, Вт/(м2·°С)
1Потолков гладких, потолков ребристых, полов, стен8,7
2Окон8,0
3Фонарей зенитных9,9

Таблица 2. Теплоотдача внешней поверхности

№ п/пПоверхностьКоэф. теплоотдачи, Вт/(м2·°С)
1Стены, перекрытия23
2Перекрытий подвалов17
3Чердачных перекрытий12
4Перекрытие неотапливаемых подвалов6

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м³/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

∆t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола

Таблица 5. Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

Площадь пола, м²Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м³/ч
80 ÷ 1201,5
120 ÷ 1602,0
160 ÷ 2002,5
200 ÷ 2403,0
240 ÷ 2804,0

Полезный совет! Мощность агрегата состоит из суммы расходов всех контуров. На случай аномальных холодов необходимо предусмотреть запас производительности насоса 15 ÷ 20%.

Пример схемы разводки теплого водяного пола по секторам

Что нужно для расчета

В первую очередь придется разобраться с самим строительным объектом. Определить его характеристики, а в конечном итоге поставить точку в вопросе, теплый пол будет основным видом отопления или вспомогательным.

Во-вторых, определяется тип строения, ведь технологий установки теплых полов несколько, и каждый из них подходит не под все виды возведенных зданий. К примеру, бетонный водяной теплый пол лучше всего подходит под кирпичные или каменные здания, а настильная технология (матричная или реечная) для щитовых, деревянных или каркасных домов.

В-третьих, обязательно учитывается конфигурация помещений. Для этого вам потребуется поэтажный план сооружения. Если такового нет, тогда придется сделать точные замеры помещений.

Пример укладки теплого пола в кухне

Четвертый показатель – теплопотери. В данном случае приходится учитывать достаточно широкий ряд всевозможных факторов. Вот только некоторые из них:

  • Качество проведенной теплоизоляции несущих конструкций здания.
  • Размеры и количество оконных и дверных проемов.
  • Средняя температура воздуха на улице.
  • Наличие дополнительных источников тепла.

Пятый критерий – это максимальная температура поверхности основания над уложенным теплым полом. Есть несколько основных помещений, в которых этот температурный режим сильно отличается от остальных. К примеру:

  • Основные жилые зоны — +29°С.
  • Влажные помещения — +33°С.
  • Помещения с повышенным обогревом — +35°С.
  • В комнатах, где планируется укладка паркета — +27°С.

И шестой показатель. Он включает в себя сразу два размера: толщина утеплителя и толщина напольного покрытия.

Все вышеперечисленные показатели должны быть обязательно учтены в решении вопроса: как рассчитать теплый водяной пол?

Процесс монтажа

Условия эксплуатации

Существует ряд обстоятельств, которые могут повлиять на качество работы отопления в целом. И если даже расчет мощности водяного теплого пола был проведен грамотно с учетом всех показателей, о которых было сказано выше, все равно вам придется учитывать технологические условия монтажного процесса.

  • Один контур отопительной системы не должен превышать 120 погонных метров. На него можно установить один коллектор.
  • На один квадрантный метр обогреваемой площади расходуется максимум 15 трубы.
  • Шаг установки ветвей отопительного контура – 10-30 см.

Расчет стоимости теплых полов

Газовый котел и напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.

Таблица 6. Элементы комплектации теплого пола:

Название позицииРазмер и единица измеренияЦена за единицу товара (руб.)
Гидроизоляциярулон (1,5×50 м)от 2000
Демпферная лента25 мот 500
Экранирующая теплоизоляция (пенополистирол)1100×800×38 мм769
Труба16 ÷ 20 мм50 ÷ 80
Бетонная стяжка: цемент сухие смеси50 кг 25 кг125 200
Коллекторная группа в сборе2 выхода4600
Насосно-смесительный узел: термостатическая головка балансировочный и термостатический клапаны, циркуляционный насоскомплектот 20000

Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.

Элементы комбинированной системы отопления

Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом — не плацдарм для экспериментов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: