Контакты
Главная / Люстры

Как рассчитать трубу на тёплый пол. Правильный расчет труб для теплого пола. Какие трубы для теплого пола лучше использовать

Если было принято решение об обустройстве системы теплого пола в доме, то мало просто купить требуемые материалы – нужно знать еще, сколько их потребуется. И расчеты эти непросты, если учесть, что хочется не прикупить лишнего и вместе с тем убедиться, что приобретенных материалов будет достаточно для достижения требуемого уровня температуры в комнатах. Как рассчитать теплый пол? Попробуем разобраться.

Для начала хотелось бы остановиться на том, каким же должен быть правильный и качественный теплый пол, независимо от того, на каком теплоносителе – электричестве или воде – он будет работать. Итак, система такого подогрева будет работать по-разному в зависимости от толщины основания или качества теплоизолятора , а значит, все эти моменты нужно учитывать. Считается, что толщина теплоизоляционного материала не должна быть более 3 см, при этом материал лучше приобретать с отражающим слоем – так сохранить тепло внутри помещения будет проще.

Совет! В качестве теплоизолятора советуют приобретать пенополистирол плотностью около 35 кг/м 3 .

Толщина бетонной стяжки должна составлять около 4-10 см, особенно если речь идет об укладке кабельного или водяного пола. Внутри она имеет усиление армирующей сеткой, на которую, кстати, и могут закрепляться теплоносители. За счет этого тепло будет перераспределяться лучше. В случае если планируется обустройство водяного пола, рекомендуется приобретать трубы, изготовленные из металлопластика либо из сшитого полиэтилена диаметром 16-20 мм – с ними проще всего наделить систему оптимальной мощностью, достаточной для прогрева комнат.

Какие факторы следует учитывать?

Для того чтобы произвести все необходимые расчеты, которые помогут определиться с количеством материалов для теплого пола, следует учесть следующее:

  • суммарная площадь помещения, где будет обустраиваться подогрев пола . Именно от этой цифры и будет зависеть количество контуров в системе;

Важно! Один отопительный контур эффективно греет максимум 40 м 2 . При этом его длина не должна быть более 100 м. А шаг между уложенными трубами – не более 30 см.

  • количество коллекторов . Важно помнить, что каждый контур обогрева может быть подключен только к одному коллектору;
  • планировка помещений, где обустраивается подогрев ;

  • размеры окон и других мест, где тепло будет теряться . Вид остекления. Типы дверей;
  • сказаться на показателе мощности может и толщина стен дома;
  • влажность воздуха в помещении ;
  • расположение мебели и других предметов интерьера в помещении . Под ними теплый пол не укладывается, если он электрический, так как вентиляция будет недостаточной и система может быть повреждена. Да и на сохранности мебели и техники излишний нагрев также может сказаться негативно;
  • назначение помещения, где будет производиться монтаж . В зависимости от этого и выбирается мощность подогрева;
  • другие источники тепла и их мощность .

Немаловажным может оказаться температурный режим в регионе и необходимость подогрева конкретного помещения, регулировки температуры в нем. На мощность пола значительное влияние может оказать и вид финишного покрытия пола – одни материалы легко пропускают тепловую энергию, другие – хуже.

Определение желаемой температуры в комнатах

Итоговый показатель температуры пола зависит от того, с какой целью используется комната. Например:

  • +29-30 градусов – холлы, прихожие;
  • +27-29 – кабинеты, комнаты жилые;
  • +30-35 – полы возле окон, на верандах;
  • +32 – ванные, санузлы;
  • +17-19 – спортивные залы.

При этом температура теплоносителя не должна быть менее +40 градусов или превышать +60. Система подогрева должна быть такой, чтобы разница между температурными показателями прямой и обратной труб в случае с водяными полами не превышала 15 градусов. Иначе основание будет прогрето абсолютно неравномерно.

Баланс тепловых/гидравлических нагрузок для водяного пола должен быть также оптимален и выверен. Поэтому нагревательные контуры должны иметь определенную длину в соответствии с диаметром. Оптимальный вариант трубы – 18 мм, так как даже при небольшом количестве воды такой трубопровод будет правильно работать и обогревать основание.

Расчет тепловых потерь

Обычно системы теплого пола оснований не выступают в качестве единственного источника обогрева помещений, однако некоторые именно так и планируют отапливать дом. Но перед принятием этого инженерного решения важно убедиться, можно ли вообще конкретное помещение обогреть только таким образом.

Если в период использования системы потери тепла не превышают 100 Вт/м 2 , то системы подогрева полов будет вполне достаточно для прогрева комнаты. Однако произвести расчеты, чтобы получить нужные данные, самостоятельно довольно сложно, так как используются сложные формулы. Так что рекомендуется воспользоваться онлайн-калькулятором расчета тепловых потерь помещения. В случае если потери тепла выходят больше 100 Вт/м 2 , то теплоизоляцию помещения нужно улучшать либо обустраивать дополнительную систему обогрева.

Расчет для разных типов помещений

В каждом помещении, в зависимости от его особенностей, требуется различная мощность подогрева пола. Наибольшей она должна быть в прохладных комнатах, а также на лоджии или балконе. В таком помещении мощность не может быть менее 180 Вт/м 2 . В ванной или санузле – не менее 140 Вт/м 2 из-за высоких показателей влажности.

На заметку! Мощность системы теплого пола не может быть невысокой, если под обустраиваемой комнатой находятся не отапливаемые помещения.

Что касается электрического пола, в этом случае минимальная мощность должна быть равна 120 Вт/м 2 .

Таблица. Мощность системы подогрева пола в случае использования ее как дополнительного источника тепла.

Как рассчитать теплый пол электрический

В целом, система подогрева пола состоит из нескольких элементов. Это терморегулятор, который помогает управлять уровнем нагрева полов, термодатчик, следящий за тем, насколько нагреты полы, нагревательный элемент, а также силовой кабель для подключения к электросети всего этого оборудования.

Терморегулятор обычно устанавливается на стену, к нему подключаются все провода. Сам теплый пол, а также термодатчик обустраиваются под напольным покрытием (в стяжку или же на ее поверхности в зависимости от типа системы – нагревательный мат, ИК пленка или кабель нагревательный).

На заметку! Проще всего произвести монтаж именно ИК пола или нагревательных матов. Их можно уложить просто под напольное покрытие. А вот электрокабель придется заливать стяжкой. Да и шаг между проводами в этом случае придется считать самостоятельно.

Для обустройства кабельного обогрева используется одно- или двужильный кабель. Первый является самым простым, но при этом сложным в работе, хоть и дешевым. Рассчитать все параметры для него будет довольно сложно, так как оба конца кабеля нужно выводить в одно место. Да и электромагнитное поле от него образуется обширное.

Проще купить двужильный кабель, который, хоть и стоит немного дороже, все же за счет особого расположения проводов прост в установке и работе.

Формулы расчета для электропола

Определить мощность системы теплого электропола просто. Для этого мощность 1 м 2 выбранной системы достаточно умножить на площадь, которую он будет обогревать. Кстати, в приобретаемом комплекте уже отмерено и отмечено количество используемого кабеля. Расстояние между витками проводов должно быть 5-20 см. Точно его вычислить можно по формуле h = Sх100/L , где h – искомое значение ширины шага, L – длина кабеля, а S – площадь комнаты.

Как рассчитать тёплый водяной пол

Посмотрим, сколько материалов потребуется для обустройства в помещении водяной системы подогрева. Расчет количества труб на 1 м 2 в этом случае производится так: необходимо узнать, сколько составят теплопотери в помещении. Их проще всего определить с помощью онлайн-калькулятора, в который вносятся данные о самом строении, а также о погодных условиях на улице. Пусть они будут равны 80 Вт/м 2 . Площадь квартиры, где будет обустраиваться система теплого пола, возьмем равную 80 м 2 . В итоге общие теплопотери можно узнать, перемножив два значения 80х80 = 6400 Вт. Именно это значение придется компенсировать при помощи всех систем обогрева с запасом мощности до 20%.

Таблица. Расчет трубы в зависимости от шага петли.

Шаг, см Расход, м п./1 м кв.
10 10
15 6,7
20 5
25 4
30 3,4

Обычно расстояние между водоводами выдерживается около 15 см при сечении трубы 16 мм. Тогда мощность 1 м 2 пола составит около 100 Вт. Поделив общую площадь помещения на размер шага, получаем: 80/0,15 = 533 м. Именно столько метров трубы и потребуется для обустройства системы водяного подогрева в этой квартире. Примерно так же вычисляется и длина каждого контура.

Внимание! Около стен помещения, примыкающих к улице, шаг будет несколько меньше (10 см). С учетом этого и рассчитывается метраж водовода.

В строительных магазинах в продаже имеются трубы уже определенной длины – от 50 до 240 м. Они смотаны в бухты. А для присоединения к коллектору всей системы придется купить водоводы большего диаметра.

Подогрев поверхности пола – это один из наиболее эффективных и рентабельных способов отопления помещений. Если судить с позиций эксплуатационных расходов, то водяной «теплый пол» выглядит предпочтительнее, особенно в том случае, если в доме уже имеется система водяного отопления. Поэтому, несмотря на достаточно высокую сложность монтажа и отладки водяного подогрева, часто выбирают именно его.

Работа над водяным «теплым полом» начинается с его проектирования и проведения расчетов. И одним из важнейших параметров станет длина труб в прокладываемом контуре. Дело здесь не только, да и не столько в расходах на материал – важно добиться того, чтобы длина контура не превышала допустимых максимальных значений, иначе работоспособность и эффективность системы – не гарантируется. Помочь с необходимыми вычислениями сможет калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола, размещенный ниже.

Несколько необходимых разъяснений по работе с калькулятором - приведены под ним.

Расчет конструкции теплого пола можно доверить специалисту, а можно произвести и самостоятельно, что позволит сэкономить немалые средства. Главное, четко следовать рекомендациям и соблюдать точность в расчетах.


Особенности

Теплый пол – эта одна из разновидностей системы отопления, при которой воздух в здании прогревается снизу. Современные домовладельцы отдают предпочтение водяному теплому полу, отличающемуся большей бюджетностью в сравнении с электрическим. Основу этой системы составляют трубы, подключенные к отопительному котлу, по которым перемещается вода.


Такой вариант больше подходит для помещений с индивидуальным отоплением и домов частного сектора. Основными достоинствами «подпольного» обогрева являются:

  1. равномерное распределение тепла;
  2. значительное сокращение теплопотерь;
  3. экономия энергии;
  4. долговечность;
  5. возможность использования в качестве основной системы отопления.



К числу недостатков можно отнести:

  1. наличие определенных критериев к установке системы (например, высокие потолки);
  2. более трудное, чем у электрических вариантов управление;
  3. сложность диагностики при поломках и последующего ремонта.


Требования к трубам

Трубы, используемые в данной системе, должны отвечать следующим требованиям:

  1. Выполнение из химически инертного, термостойкого материала , защищенного от коррозии и не склонного к образованию известковых отложений. Строительными нормами и правилами категорически запрещено использование стальных водопроводных и газопроводных труб. Лучше всего подходят пластик, металлопластик, алюминий и медь.
  2. Стойкость к внешним воздействиям . От этого показателя зависит надежность и срок службы заливаемого бетоном контура.
  3. Прочность. Данный критерий необходимо четко соблюдать, так как теплоноситель и стяжка оказывают немалое давление на конструкцию.
  4. Достаточная длина . Именно она характеризует надежность контура и является лучшей профилактикой протечек.


Как рассчитать количество?

Прежде чем начинать монтировать теплый пол, например, из нержавеющей гофротрубы, следует определить необходимое количество труб и других расходных материалов.

Важно знать, что укладка элементов системы запрещена в местах будущей установки предметов мебели и приборов бытовой техники, а также на расстоянии менее 20 см от стеновых перекрытий.

Следовательно, в сильно обставленной комнате площадь теплоисточника будет значительно меньше. Также следует учитывать, какая применяется раскладка, по какой схеме («улитка», «змейка» и т. д.) и на каком расстоянии укладывать контуры.


Расстояние между трубами для водяного пола (шаг петли) напрямую влияет на протяженность контура и варьируется от 10 до 30 см. Для удобства расчета трубы для теплого пола составлена таблица «Нормы расхода трубопровода в зависимости от длины шага».

Также используется специальная формула, с которой мы познакомимся несколько позже.


Как подсчитать расход?

Для упрощения расчетов применяется оптимальное среднее значение расхода трубы на 1 м2 поверхности – 5 погонных метров материала. Тогда 1 шаг будет равняться примерно 20 см.

L=S/N*1.1+К,

где S – это рабочая площадь теплоносителя,

N – длина шага укладки,

1.1 – коэффициент запаса материала на изгиб,

К – это число метров от коллекторной установки и назад.


Как определить длину?

Существует ряд средних значений:

  1. Металлопластик диаметром 16 мм – длина 75-80 (но не более 100) метров.
  2. Металлопластик диаметром 20 мм – длина 100-120 метров.
  3. Шитый полиэтилен диаметром 18 мм – длина 95-100 (но не более 120) метров.

Остальные параметры метража трубопровода зависят от площади помещения, его формы, а также выбранного варианта укладки пола.



Выбор шага

Расстояние между контурами обогревающего пола является важным параметром системы. От этого значения зависит плотность распределения тепла и общая тепловая нагрузка конструкции.

Выявлена закономерность: чем меньше шаг, тем теплее пол. Однако есть определенные нормы, которыми регулируется этот показатель:

  1. В помещениях с низкой и средней тепловой нагрузкой (50 Вт/м2) допустима укладка труб на расстоянии 20-30 см друг от друга.
  2. В санузлах и комнатах с высокой тепловой нагрузкой (80 Вт/м2 и более) рекомендуемый шаг укладки равен 15 см.
  3. Во всех остальных случаях разрешается использование переменного расстояния, то есть в центре шаг 15 см, а у стен и по краям – 15-20 см.


Способы укладки

Когда все расчеты выполнены и трубы закуплены, можно переходить непосредственно к процессу монтажа.

На данный момент существует 2 одинаково качественных метода укладки теплого пола:

  1. Бетонный, предполагающий заливку стяжки, в которой будет располагаться система.
  2. Настильный, основанный на использовании специальных настилов из пенополистирола или дерева.



В процессе установки трубы раскладывают по одной из нижеперечисленных схем:

  • «Улитка» (подразумевает расположение труб спиралью, при котором горячие чередуются с холодными).


  • «Змейка» (предполагает, что половина комнаты теплая, а половина остывает).
  • «Двойная змейка» (предусматривает использование двух труб – горячей и холодной).


Наиболее удобной методикой монтажа является бетонирование. Укладка пола бетонным способом включает в себя следующие этапы:

  1. Теплоизоляция . Пол тщательно подмести и устелить теплоизолирующим материалом, в качестве которого чаще всего используется пенопласт. Толщина его блоков должна составлять не менее 15 см.
  2. Гидроизоляция. Поверх пенопласта наложить гидроизоляционный материал. Например, полиэтилен. У стен зафиксировать пленку плинтусами.
  3. Армирование. Накрыть пол арматурной решеткой.
  4. Укладка и закрепление контуров. Разложить трубы по заранее выбранной схеме («улитка», «змейка» или «двойная змейка») и зафиксировать их хомутами, прикрепленными к арматурной стяжке.
  5. Опрессовка . Производить в течение суток с целью выявления механических повреждений конструкции.
  6. Заливка раствором . Подготовленный пол залить бетоном. Ширина готового слоя не может превышать 7-8 см.
  7. Высыхание. Пол полностью просыхает в течение 1-3 недель, в зависимости от температуры воздуха.
  8. Застилка . Рекомендуется застилать пол линолеумом, ковролином или кафелем, так как эти покрытия не портятся из-за возникающей разницы температур.



Заключительным этапом монтажа теплого пола является фиксация коллекторного шкафа. Коллектор представляет собой прибор, поддерживающий давление в трубах, постоянную температуру и нагревающий вторичную воду. Его установку и подключение лучше доверить профессионалу.

Место для установки шкафа нужно подготавливать еще на стадии проекта, на высоте примерно 30 см от готового пола.

Слишком низкое или высокое положение блока может привести к нарушению равномерной циркуляции воды и неправильному распределению тепла.


Укладку пола сухим (или настильным) способом также можно выполнить самостоятельно. Достоинство этого метода в том, что такая конструкция не перегружает пролеты и не требует времени для высыхания.

То есть пол можно эксплуатировать сразу после того, как его уложили. Чаще всего используются деревянные настилы, что обусловлено натуральностью и доступностью материала, а также возможностью простой самостоятельной сборки. Хотя, есть еще вариант из пенополистирола.

Во многих строительных магазинах в продаже имеются готовые модульные панели из ОСП или ДСП шириной 13, 18 или 28 см, укомплектованные готовыми каналами для труб и соединяющиеся между собой замками.

Блоки прибиваются к лагам (элементам обрешетки для настила пола) или заменяются гладкими и сухими межтрубными досками.




Полистирольные системы выстилаются готовыми блоками, путем комбинации прямых и поворотных матов. В данном случае, пенополистироловые пластины являются еще и элементом теплоизоляции. Поверх любого настила кладется металлическая теплораспределительная пластина.


Рассмотрим алгоритм укладки теплого пола методом деревянного настила подробнее.

Существует ряд требований к выполнению работ:

  1. Для пола, который в дальнейшем будет покрываться плиткой, лаги должны располагаться через каждые 30 см, а под любое другое покрытие – на расстоянии 60 см друг от друга.
  2. Под теплоизоляционный материал укладывается гидроизоляционный – полиэтиленовая пленка толщиной не менее 200 микрон либо другой современный аналог.
  3. Пространство между лагами должно быть усилено утеплителями – пенополистирольными плитами или стекловатой.
  4. С целью упрощения дальнейшей работы, поперек лаг желательно сделать максимально ровный черновой пол.


Тёплый водяной пол уже давно является не предметом роскоши, а обыкновенным способом достижения высокого уровня комфорта и уюта в жилом помещении. При помощи такого пола можно не просто эффективно обогреть помещение, но ещё и исключить вредное воздействие на здоровье жильцов. Для обустройства в квартире или доме тёплого пола, понадобится произвести специальные расчёты. От качества выполнения этих расчётов будет зависеть эффективность установки.

Что понадобится для проведения расчёта

Тёплый водяной пол представляет собой усовершенствованную систему отопления, которая может быть как основным источником обогревания, так и вспомогательным. Их можно устанавливать как совместно с радиаторами, так и отдельно.

Для расчёта тёплого водяного пола понадобятся такие сведения, как тип помещения и его площадь. Для определения данных параметров можно воспользоваться планировкой дома, где указываются все необходимые сведения. Имеется также возможность воспользоваться таким способом, как проведение самостоятельных замеров помещения.

Имеется два способа монтажа тёплого пола в помещении. Первый способ называется настильным, и представляет он собой настил из разнообразных материалов (полистирол или древесина). Его достоинством является простота и высокая скорость монтажа. Второй вариант называется бетонным. Для его монтажа понадобится укладывать не только отопительные трубопроводы на пол, но ещё и укладывать утеплитель, а также заливать бетонную стяжку. В материале рассмотрим второй вариант монтажа тёплого пола.

Не исключением являются такие случаи, когда сооружение тёплого пола осуществляется без проведения расчётов, и в итоге такая конструкция является малоэффективной.

С чего начинается проведение расчётов

Производить расчёты тёплого пола следует с особой внимательностью. Если будут допущены недочёты в процессе эксплуатации пола, то исправить их можно будет только путем демонтажа стяжки. В зависимости от вида помещения температурные показатели рекомендуется принимать со следующими значениями:

  • Для жилого помещения, куда относятся спальни, зал и кухня, температура составляет 29 градусов.
  • Участки возле наружных стен – 35 градусов.
  • Ванная – 33 градуса.
  • Для напольного покрытия из паркета рекомендуется не превышать показатель температуры в 27 градусов.

Как правильно рассчитывается длина трубы на тёплый пол

Если планируется смонтировать тёплый пол в помещении, с площадью до 10 м2, то для этого применяется труба диаметром 16 мм, и длиной до 80 метров. В среднем на 1 м2 нужно около 5 п.м. При таком расчёте длина шага трубы будет составлять до 20 см. Для определения протяжённости трубы можно применить формулу следующего вида:

где, S – площадь;

1,1 – запас трубы, учитывающийся на повороты.

При проведении расчётов трубопровода понадобится дополнительно прибавить метраж трубопровода до коллектора и обратно. Расход трубы на 1 м2 рассчитывается в зависимости от шага:

  • При шаге в 10 см показатель расхода на 1 м2 составляет 10 п.м.
  • При значении 15 см – 6,7 п.м.
  • 20 см – 5 п.м.
  • 25 см – 4 м.п.

Предельно-допустимым расстоянием может быть значение в 30 см, но при этом важно понимать, что чем больше размер шага, тем меньше эффективность системы отопления.

Ниже представлен пример, в котором рассчитывается сколько нужно метров трубопровода для сооружения тёплого пола.

Применяются такие показатели:

  1. Площадь комнаты составляет 10 кв. м.
  2. Метраж до коллектора — 2 метра.
  3. Длина между трубами тёплого пола или шаг — 15 см или 0,15 м.

Подставляем все значения в формулу: 10/0,15*1,1+(2+2)= 77м.

Как видно, вычислить метраж трубопровода для прокладки тёплого пола не составляет большого труда.

Расчёт немаловажно осуществлять исходя из того, какой материал труб планируется использовать для сооружения системы отопления «тёплый пол». Для этого применяются следующие виды материалов:


Долговечность и эффективность функционирования водяной системы отопления тёплый пол зависит от таких факторов: какой вид материала трубопровода используется, и правильно ли выполнена их укладка.

Если выполнение простого математического расчёта вызывает сложности, то всегда можно воспользоваться специальным калькулятором онлайн. Калькулятор рассчитывает требующуюся длину трубы в зависимости от площади. Если необходимо получить максимально точные расчёты длины трубопровода, необходимого для сооружения конструкции, то для этого существуют специальные компьютерные программы. После установки таковых программ, для проведения расчёта понадобится ввести необходимые данные. Основными показателями, характеризующие систему отопления, являются:

  1. Длина контура.
  2. Равномерность распределения нагрузки.
  3. Величина тепловой нагрузки.

Если площадь помещения достаточно велика, то рекомендуется увеличивать шаг. При увеличении шага следует принять во внимание тот факт, что понадобится повысить температуру теплоносителя для обеспечения необходимого температурного режима в отапливаемом помещении. Если шаг для небольших помещений не должен превышать 30 см, то для комнат, площадь которых больше 20 м2, он может достигать 60 см.

Тёплый пол: можно ли использовать в качестве основной системы отопления

Чтобы выяснить, можно ли использовать систему отопления «теплый пол» в качестве единственного источника обогрева, необходимо провести черновые расчеты. Для проведения этих расчётов понадобится определить плотность теплового потока, который будет отдавать система «тёплый пол». Для определения плотности применяется формула:

где, Q – теплопотери в помещении;

F — площадь пола, которую планируется соорудить.

Чтобы определить величину Q, понадобится учесть площадь всех окон, а также высоту потолков. Для определения величины F учитывается только тот участок пола, который будет покрываться отопительными трубопроводами.

Определить среднюю температуру теплоносителя можно по формуле:

TR – значение температуры на участке входа в контур нагрева;

TO – показатель температуры, соответствующий участку выхода из нагревательного контура.

Вышеуказанные значения рекомендуется использовать в диапазоне от 30 до 55 градусов. На основании полученных значений g и ∆T производится выбор диаметра трубопровода, а также шаг при монтировании трубопровода. После этого определяется необходимая длина трубопровода для сооружения системы отопления. На основании чернового расчёта принимается решение рациональности применения системы отопления «тёплый пол», как единственного варианта обогрева помещения. Только при правильных расчётах и планировке расположения трубопроводов система отопления прослужит длительное время.

Несмотря на сложность монтажа, напольный подогрев с помощью водяного контура считается одним из наиболее рентабельных методов отопления помещения. Чтобы система функционировала максимально эффективно и не давала сбоев, надо правильно выполнить расчет труб для теплого пола – определить длину, шаг петли и схему укладки контура.

От этих показателей во многом зависит комфортность пользования водяным обогревом. Именно эти вопросы мы будем разбирать в нашей статье – расскажем, как подобрать оптимальный вариант труб, учитывая технические характеристики каждой разновидности. Также после прочтения этой статьи вы сможете правильно выбрать шаг укладки и рассчитать необходимый диаметр и длину контура теплого пола для конкретного помещения.

На стадии проектирования необходимо решить ряд вопросов, определяющих теплого пола и режим эксплуатации – подобрать толщину стяжки, насос и другое необходимое оборудование.

Технические аспекты организации отопительной ветки во многом зависят от ее назначения. Помимо назначения, для точного расчета метража водяного контура понадобится ряд показателей: площадь покрытия, плотность теплового потока, температура теплоносителя, вид напольного покрытия.

Площадь покрытия трубами

При определении габаритов основания под укладку труб в учет берется пространство, не загроможденное крупной техникой и встроенной мебелью. Необходимо заранее продумать компоновку предметов в помещении.

Если водяной пол используется как основной поставщик тепла, то его мощности должно хватать для возмещения 100% тепловых потерь. Если змеевик – дополнение к радиаторной системе, то он обязан покрывать 30-60% издержек теплоэнергии помещения

Тепловой поток и температура теплоносителя

Плотность теплового потока – это расчетный показатель, характеризующий оптимальное количество теплоэнергии для отопления комнаты. Величина зависит от ряда факторов: теплопроводности стен, перекрытий, площади остекления, наличия утепления и интенсивности воздухообмена. Исходя из теплового потока, определяется шаг укладки петли.

Максимальный показатель температуры теплоносителя – 60 °С. Однако толщина стяжки и напольное покрытие сбивают температуру – по факту на поверхности пола наблюдается около 30-35 °С. Разница между термопоказателями на входе и выходе контура не должна превышать 5 °С.

Вид напольного покрытия

Финишная отделка влияет на эффективность системы. Оптимальная теплопроводность у кафеля и керамогранита – поверхность быстро нагревается. Хороший показатель КПД водяного контура при использовании ламината и линолеума без теплоизоляционной прослойки. Наименьшая теплопроводность у деревянного покрытия.

Степень теплоотдачи зависит и от материала заливки. Максимально эффективна система при использовании тяжелого бетона с природным заполнителем, например, морской галькой мелкой фракции.

Цементно-песчаный раствор обеспечивает средний уровень теплоотдачи при разогреве теплоносителя до 45 °С. КПД контура существенно падает при устройстве полусухой стяжки

При расчете труб для теплого пола следует учесть установленные нормы температурного режима покрытия:

  • 29 °С – жилая комната;
  • 33 °С – помещения повышенной влажности;
  • 35 °С – проходные зоны и пояса холода – участки вдоль торцевых стен.

Немаловажное значение для определения плотности укладки водяного контура отыграют климатические особенности региона. При расчете теплопотерь надо учитывать минимальную температуру зимой.

Как показывает практика, сократить нагрузку поможет предварительное утепление всего дома. Есть смысл сначала теплоизолировать помещение, а после приступать к расчету теплопотерь и параметров трубного контура.

Оценка технических свойств при выборе труб

Ввиду нестандартных условий эксплуатации к материалу и типоразмеру змеевика водяного пола предъявляются высокие требования:

  • химическая инертность , стойкость к коррозийным процессам;
  • наличие абсолютно гладкого внутреннего покрытия , не склонного к образованию известковых наростов;
  • прочность – изнутри на стенки постоянно воздействует теплоноситель, а снаружи – стяжка; труба должна выдерживать напор до 10 Бар.

Желательно, чтоб отопительная ветвь имела небольшой удельный вес. Пирог водяного пола и без того оказывает существенную нагрузку на перекрытие, а тяжелый трубопровод только усугубит ситуацию.

Согласно СНиП в закрытых отопительных системах запрещено применение сварных труб независимо от вида шва: спирального или прямого

К перечисленным требованиям в той или иной мере соответствуют три категории трубного проката: сшитый полиэтилен, металлопластик, медь.

Вариант #1 – сшитый полиэтилен (PEX)

Материал имеет сетчатую широкоячеистую структуру молекулярных связей. От обычного полиэтилена модифицированный отличается наличием как продольных, так и поперечных связок. Такое строение повышает удельный вес, механическую прочность и химическую стойкость.

Водяной контур из PEX-труб обладает рядом преимуществ:

  • высокая эластичность , позволяющая укладывать змеевик с малым радиусом загиба;
  • безопасность – при нагреве материал не выделяет вредных компонентов;
  • термостойкость : размягчение – от 150 °С, плавление – 200 °С, горение – 400 °С;
  • сохраняет структуру при температурных колебаниях;
  • устойчивость к повреждениям – биологическим разрушителям и химическим реагентам.

Трубопровод сохраняет первоначальную пропускную способность – на стенках не откладывается осадок. Ориентировочный срок службы PEX-контура – 50 лет.

К недостаткам сшитого полиэтилена можно отнести: боязнь солнечных лучей, негативное воздействие кислорода при его проникновении вовнутрь структуры, необходимость жесткой фиксации змеевика при укладке

Различают четыре группы изделий:

  1. PEX-a – пероксидная сшивка . Достигается наиболее прочная и равномерная структура с плотностью связей до 75%.
  2. PEX-b – силановая сшивка . В технологии используются силаниды – токсичные вещества, недопустимые к бытовому использованию. Производители водопроводной продукции заменяют его безопасным реагентом. К установке допустимы трубы с гигиеническим сертификатом. Плотность сшивки – 65-70%.
  3. PEX-c – радиационный метод . Полиэтилен подвергается облучению потоком гамма-лучей или электроном. В результате связи уплотняются до 60%. Недостатки PEX-с: небезопасность применения, неравномерность сшивки.
  4. PEX-d – азотирование . Реакция по созданию сетки протекает за счет радикалов азота. На выходе получается материал с плотностью сшивки порядка 60-70%.

Прочностные характеристики PEX-труб зависят от метода сшивки полиэтилена.

Если вы остановились на трубах из сшитого полиэтилена, рекомендуем ознакомиться с системы теплого пола из них.

Вариант #2 – металлопластик

Лидер трубного проката для обустройства теплых полов – металлопластик. Конструктивно материал включает пять слоев.

Внутреннее покрытие и внешняя оболочка – полиэтилен высокой плотности, придающей трубе необходимую гладкость и термостойкость. Промежуточный слой – алюминиевая прокладка

Металл увеличивает прочность магистрали, снижает показатель температурного расширения и выступает антидиффузным барьером – перекрывает поступление кислорода к теплоносителю.

Особенности металлопластиковых труб:

  • хорошая теплопроводность;
  • способность удерживать заданную конфигурацию;
  • рабочая температура с сохранением свойств – 110 °С;
  • малый удельный вес;
  • бесшумность перемещения теплоносителя;
  • безопасность применения;
  • коррозийная стойкость;
  • длительность эксплуатации – до 50 лет.

Недостаток композитных труб – недопустимость изгибания касательно оси. При многократном скручивании есть риск повреждения алюминиевой прослойки. Рекомендуем ознакомиться с металлопластиковых труб, что поможет избежать повреждений.

Вариант #3 – трубы из меди

По технико-эксплуатационным характеристикам желтый металл станет лучшим выбором. Однако его востребованность ограничивается высокой стоимостью.

По сравнению с синтетическими трубопроводами медный контур выигрывает по нескольким пунктам: теплопроводность, термическая и физическая прочность, неограниченная вариативность изгиба, абсолютная непроницаемость для газов

Кроме дороговизны, медному пайпингу присущ дополнительный минус – сложность . Для сгибания контура понадобится пресс-машина или .

Вариант #4 – полипропилен и нержавейка

Иногда отопительную ветку создают из полипропиленовых или нержавеющих гофрированных труб. Первый вариант доступен по цене, но довольно жесткий на изгиб – минимальный радиус от восьми диаметров изделия.

Это значит, что трубы типоразмером в 23 мм придется располагать друг от друга на дистанции 368 мм - увеличенный шаг укладки не обеспечит равномерность обогрева.

Нержавеющие трубы отличаются высокой теплопроводностью и хорошей гибкостью. Минусы: недолговечность уплотнительных резинок, создание гофрой сильного гидравлического сопротивления

Возможные способы укладки контура

Для того чтобы определить расход трубы на обустройство теплого пола, следует определиться со схемой размещения водного контура. Основная задача планирования раскладки – обеспечение равномерного обогрева с учетом холодных и неотапливаемых зон помещения.

Возможны следующие варианты раскладки: змейкой, двойной змейкой и улиткой. При выборе схемы надо учитывать размеры, конфигурацию помещения и расположение наружных стен

Способ #1 – змейка

Теплоноситель подается к системе вдоль стены, проходит по змеевику и возвращается к . В этом случае половина помещения прогревается горячей водой, а остаток – охлажденной.

При укладке змейкой невозможно добиться равномерности обогрева – разница температур может достигать 10 °С. Метод применим в узких помещениях.

Схема угловой змейки оптимально подходит, если необходимо максимально утеплить холодную зону у торцевой стены или в прихожей

Двойная змейка позволяет достичь более мягкого перехода температур. Прямой и обратный контур идет параллельно друг другу.

Способ #2 – улитка или спираль

Это считается оптимальной схемой, обеспечивающей равномерность нагрева напольного покрытия. Прямые и обратные ветки укладываются попеременно.

Дополнительный плюс «ракушки» – монтаж нагревательного контура с плавным поворотом загиба. Этот способ актуален при работе с трубами недостаточной гибкости

На больших площадях реализуют комбинированную схему. Поверхность делят на секторы и под каждый разрабатывают отдельный контур, идущий к общему коллектору. По центру помещения трубопровод выкладывается улиткой, а вдоль наружных стен – змейкой.

У нас на сайте есть другая статья, в которой мы детально рассмотрели теплого пола и привели рекомендации по выбору оптимального варианта в зависимости от особенностей конкретного помещения.

Методика расчета труб

Чтобы не запутаться в вычислениях, предлагаем разделить решение вопроса на несколько этапов. Прежде всего, надо оценить теплопотери помещения, определить шаг укладки, а потом и рассчитать длину отопительного контура.

Принципы построения схемы

Приступая к расчетам и созданию эскиза, следует ознакомиться с базовыми правилами расположения водного контура:

  1. Желательно укладывать трубы вдоль оконного проема – это значительно снизит теплопотери здания.
  2. Рекомендованная площадь покрытия одним водным контуром – 20 кв. м. В больших помещениях необходимо делить пространство на зоны и для каждой прокладывать отдельную отопительную ветку.
  3. Дистанция от стены к первой ветке – 25 см. Допустимый шаг витков труб в центре помещения – до 30 см, по краям и в холодных зонах – 10-15 см.
  4. Определение максимальной длины трубы для теплого пола должно основываться на диаметре змеевика.

Для контура сечением 16 мм допустимо не больше 90 м, ограничение для трубопровода толщиной 20 мм – 120 м. Соблюдение норм обеспечит нормальное гидравлическое давление в системе.

В таблице приведен ориентировочный расход трубы, зависимо от шага петли. Для получения уточненных данных следует учесть запас на повороты и расстояние до коллектора

Базовая формула с пояснениями

Расчет длины контура теплого пола выполняется по формуле:

L=S/n*1,1+k ,

  • L – искомая протяженность отопительной магистрали;
  • S – покрываемая площадь пола;
  • n – шаг укладки;
  • 1,1 – стандартный коэффициент десятипроцентного запаса на изгибы;
  • k – удаленность коллектора от пола – учитываются расстояние до разводки контура на подаче и обратке.

Решающее значение отыграет площадь покрытия и шаг витков.

Для наглядности на бумаге надо составить план помещения с указанием точных размеров и обозначить прохождение водного контура

Следует помнить, что размещение отопительных труб не рекомендовано под крупной бытовой техникой и встроенной мебелью. Параметры обозначенных предметов надо вычесть из общей площади.

Чтобы подобрать оптимальную дистанцию между ветками необходимо провести более сложные математические манипуляции, оперируя теплопотерями помещения.

Теплотехнический расчет с определением шага контура

Плотность размещения труб напрямую влияет на величину теплопотока, исходящего от отопительной системы. Для определения требуемой нагрузки необходимо рассчитать издержки тепла зимой.

Тепловые издержки через конструктивные элементы здания и вентиляцию должны полностью компенсироваться выработанной теплоэнергией водяного контура

Мощность отопительной системы определяется формулой:

M=1,2*Q ,

  • М – производительность контура;
  • Q – общие теплопотери помещения.

Величину Q можно разложить на составляющие: расход энергии через ограждающие конструкции и издержки, обусловленные работой вентсистемы. Разберемся, как рассчитать каждый из показателей.

Теплопотери через элементы здания

Необходимо определить расход теплоэнергии для всех ограждающих конструкций: стен, потолка, окон, дверей и т. д. Расчетная формула:

Q1=(S/R)*Δt ,

  • S – площадь элемента;
  • R – термическое сопротивление;
  • Δt – разница между температурой внутри помещения и на улице.

При определении Δt используется показатель для наиболее холодного времени года.

Термическое сопротивление высчитывается следующим образом:

R=A/Кт ,

  • А – толщина слоя, м;
  • Кт – коэффициент теплопроводности, Вт/м*К.

Для комбинированных элементов сооружения сопротивление всех слоев надо просуммировать.

Коэффициент теплопроводности стройматериалов и утеплителей можно взять из справочника или посмотреть в сопроводительной документации к конкретному изделию

Больше значений коэффициента теплопроводности для самых популярных стройматериалов мы привели в таблице, содержащейся .

Вентиляционные теплопотери

Для расчета показателя используется формула:

Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt ,

  • V – объем помещения, куб. м;
  • K – кратность воздухообмена;
  • C – удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг*К;
  • P – плотность воздуха при нормальной комнатной температуре – 20 °С.

Кратность воздухообмена большинства помещений приравнивается единице. Исключение составляют дома с внутренней пароизоляцией – для поддержания нормального микроклимата воздух должен обновляться дважды в час.

Удельная теплоемкость – справочный показатель. При стандартной температуре без давления величина составляет 1005 Дж/кг*К.

В таблице приведена зависимость плотности воздуха от окружающей температуры в условиях атмосферного давления – 1,0132 бара (1 Атм)

Суммарные теплопотери

Итоговое количество теплопотерь помещения будет равно: Q=Q1*1,1+Q2 . Коэффициент 1,1 – увеличение энергозатрат на 10% в связи с инфильтрацией воздуха через щели, неплотности строительных конструкций.

Умножив полученное значение на 1,2, получим требуемую мощность теплого пола для возмещения теплопотерь. Используя график зависимости теплового потока от температуры теплоносителя можно определить подходящий шаг и диаметр трубы.

Вертикальная шкала – средний температурный режим водяного контура, горизонтальная – показатель выработки теплоэнергии отопительной системой из расчета на 1 кв. м

Данные актуальны для теплых полов на песчано-цементной стяжке толщиной 7 мм, материал покрытия – керамическая плитка. Для других условий требуется корректировка значений с учетом теплопроводности финишной отделки.

Например, при настиле ковролина значение температуры теплоносителя следует повысить на 4-5 °C. Каждый дополнительный сантиметр стяжки понижает отдачу тепла на 5-8%.

Окончательный выбор длины контура

Зная шаг укладки витков и покрываемую площадь несложно определить расход труб. Если полученная величина больше допустимого значения, то необходимо обустраивать несколько контуров.

Оптимально, если петли имеют одинаковую длину – не надо ничего настраивать и балансировать. Однако на практике чаще возникает необходимость разрыва отопительной магистрали на разные участки.

Разброс длин контуров должен оставаться в пределах 30-40%. Зависимо от назначения, формы помещения можно «играть» шагом петли и диаметрами труб

Конкретный пример расчета отопительной ветки

Предположим, что требуется определить параметры теплового контура для дома площадью 60 квадратных метров.

Для расчета понадобятся следующие данные и характеристики:

  • габариты помещения: высота – 2,7 м, длина и ширина – 10 и 6 м соответственно;
  • в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
  • внешние стены – газобетон, толщина – 50 см, Кт=0,20 Вт/мК;
  • дополнительное утепление стен – пеноплистирол 5 см, Кт=0,041 Вт/мК;
  • материал потолочного перекрытия – ж/б плита, толщина – 20 см, Кт=1,69 Вт/мК;
  • утепление чердака – плиты пенополистирола толщиной 5 см;
  • габариты входной двери – 0,9*2,05 м, теплоизоляция – пенополиуретан, слой – 10 см, Кт=0,035 Вт/мК.

Шаг 1 - расчет теплопотерь через конструктивные элементы

Термическое сопротивление стеновых материалов:

  • газобетон: R1=0,5/0,20=2,5 кв.м*К/Вт;
  • пенополистирол: R2=0.05/0.041=1.22 кв.м*К/Вт.

Термосопротивление стены в целом составляет: 2,5+1,22=3,57 кв. м*К/Вт. Среднюю температуру в доме принимаем за +23 °C, минимальную на улице 25 °C со знаком минус. Разница показателей – 48 °C.

Вычисление общей площади стены: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 кв. м. От полученного показателя необходимо отнять величину окон и двери: S2=86,4-10-1,85=74,55 кв. м.

Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74,55/3,57*48=1002 Вт

По аналогии рассчитываются тепловые издержки через окна, дверь и потолок. Для оценки энергетических потерь через чердак учитывают теплопроводность материала перекрытия и утеплителя

Итоговое термическое сопротивление потолка равно: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 кв. м*К/Вт. Теплопотери составят: Qп=60/1,338*48=2152 Вт.

Rо=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 кв.м*К/Вт. Здесь 0,1 и 0,9 – доля каждого материала в оконной конструкции.

Теплопотери окна: Qо=10/0,56*48=857 Вт.

С учетом теплоизоляции двери ее тепловое сопротивление составит: Rд=0,1/0,035=2,86 кв. м*К/Вт. Qд=(0,9*2,05)/2,86*48=31 Вт.

Итого теплопотери через ограждающие элементы равны: 1002+2152+857+31=4042 Вт. Результат надо увеличить на 10%: 4042*1,1=4446 Вт.

Шаг 2 - тепло на обогрев + общие теплопотери

Сначала вычислим расход тепла на обогрев поступающего воздуха. Объем помещения: 2,7*10*6=162 куб. м. Соответственно вентиляционные теплопотери составят: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 Вт.

По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446+2583=7029 Вт.

Шаг 3 - необходимая мощность теплового контура

Рассчитываем оптимальную мощность контура, необходимую для возмещения теплопотерь: N=1.2*7029=8435 Вт.

Исходя из требуемой производительности системы отопления и активной площади помещения, можно определить плотность потока тепла на 1 кв. м

Шаг 4 - определение шага укладки и длины контура

Полученное значение сравниваем с графиком зависимости. Если температура теплоносителя в системе составляет 40 °C, то подойдет контур с параметрами: шаг – 100 мм, диаметр – 20 мм.

Если в магистрали циркулирует вода, разогретая до 50 °C, то интервал между ветками можно увеличить до 15 см и использовать трубу сечением 16 мм.

Считаем длину контура: L=60/0,15*1,1=440 м.

Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.

Выводы и полезное видео по теме

Наглядные видеообзоры помогут сделать предварительный расчет длины и шага теплового контура.

Выбор наиболее эффективного расстояния между ветками напольной системы отопления:

Пособие о том, как узнать длину петли эксплуатируемого теплого пола:

Методику расчета нельзя назвать простой. Одновременно следует учитывать множество факторов, влияющих на параметры контура. Если водяной пол планируется использовать как единственный источник тепла, то эту работу лучше доверить профессионалам – ошибки на этапе планирования могут дорого обойтись .

Подсчитываете необходимый метраж труб для теплого пола и их оптимальный диаметр самостоятельно? Может у вас остались вопросы, которые мы не затронули в этом материале? Задавайте их нашим экспертам в блоке комментариев.

Если вы специализируетесь на расчете труб для обустройства водяного теплого пола и у вас есть, что добавить к изложенному выше материалу, пишите, пожалуйста, свои замечания ниже под статьей.