Как рассчитать теплый водяной пол

Как рассчитать необходимое количество труб

Прежде чем приступить к монтажным работам по установке трубопровода, необходимо провести ряд подготовительных работ. Так, наиболее важным этапом подготовки проекта обогревательного оборудования является расчет количества труб для устройства теплого пола.

Если в комнате в дальнейшем будут размещаться предметы мебели или бытовая техника, то под ней запрещается проводить укладку трубы для теплого пола. Соответственно, площадь теплоисточника будет на порядок меньше. Необходимо учитывать и тот факт, что укладка нагревательного элемента должна осуществляться на расстоянии 20 см от стеновых перекрытий.

Что касается материала, из которого сделан трубопровод. Существует четыре вида:

• пластиковые,
• металлопластиковые,
• алюминиевые,
• медные.

Безусловно, самым лучшим вариантом станут два последних варианта, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками, долговечностью и отличной теплопроводностью. Но вместе с тем, тепловой элемент из таких материалов обойдется вам очень дорого.

На расчет длины контура теплого пола влияет и шаг петли, который может колебаться от 10 см до 30 см. Так, существуют некоторые стандарты расхода трубопровода в зависимости от шага. Для удобства мы свели эти данные в таблицу.

Кроме этих стандартных значений, многие специалисты утверждают, что рассчитать длину необходимого трубопровода можно по такой формуле:

• S – рабочая площадь теплоносителя,
• N – шаг укладки
• 1,1 – коэффициент запаса на изгиб.

Также во время проведения расчета необходимо прибавить количество метров от пола до коллекторной установки и назад.

Монтаж теплого пола: особенности

Один из этапов проектирования включает создание схемы монтажа, которой впоследствии необходимо будет придерживаться, выполняя работы непосредственно на объекте.

Пирог пола с трубами внутри стяжки – оптимальная толщина

В схеме монтажа следует отразить следующие моменты:

1. План разбивки поверхности основания на несколько участков. Этот этап нельзя игнорировать при заливке стяжки на большой площади, так как температурное расширение в этом случае приводит к ее разрушению. Разбивка на отдельные участки позволяет сформировать между ними температурные швы. При этом один участок не должен превышать 40 м², а помещения Г и П-образной конфигурации разбиваются на участки независимо от их площади.

2. В схеме монтажа должна быть ссылка на наличие температурных швов, для заполнения которых используют демпферную ленту, элементы из экструдированного пенополистирола или вспененного полиэтилена. Внутри шва трубы помещают в кожух, например в гофру.
3. В проекте указывают способ, которым будут уложен трубы – это позволит приобрести необходимый материал в определенном количестве. Также отражают способ устройства стяжки – мокрый, полусухой или сухой.
4. Производят расчет температуры труб – это поможет определиться с чистовым напольным материалом, производитель которого указывает совместимость материала с системой «теплый пол» и его допустимый нагрев. Так, паркет может быть нагрет до 25 градусов – не более.

Принцип укладки в стяжку

Экономия за счет отопления теплым полом

Подогрев пола позволит нам наслаждаться высоким уровнем комфорта при низкой температуре воды в системе. Поскольку вся поверхность пола становится излучающей поверхностью, можно дать потребителю такое же чувство благополучия, даже если температура воздуха будет примерно на 2 ° C ниже. Потребитель чувствует, что он живет в среде, которая нагревается до 20 ° C — 21 ° C, на самом деле термометр показывает только 18 ° C. От окружающей среды меньше рассеивается тепло, что дает нам очень интересное энергосбережение, которое соответствует новым стандартам, которые касаются экономии энергии.

Такая низкая температура воды на входе также позволит использовать альтернативные источники энергии (солнечная энергия с использованием емкостей для хранения, энергия, вырабатываемая тепловыми насосами или извлечение из промышленных процессов). Изолирующая панель или системная плата ударной пластины выполняют важную функцию в звукоизоляции, поскольку она поглощает шум между различными этажами. Таким образом, если мы сравним эту систему с традиционной системой радиатора с точки зрения начальных затрат, мы должны принять к сведению этот важный компонент.

Тонкости расчета

В большинстве случаев, на 1 м2 расходуются 5 м трубы. При этом длина шага равна 20 см.

Однако укладывать трубы специалисты рекомендуют исходя из точных вычислений. Для этой цели потребуется формула L=S/N*1,1, где:

• S представляет площадь участка;
• N обозначает шаг укладки;
• 1,1 – запасная труба, необходимая для создания поворотов.

Если прибавить расстояние от коллектора до пола, увеличенное в два раза, получится более точный расчет. Для большего понимания вычислений можно привести пример:

• предположим, площадь участка равна 16 м2;
• расстояние от коллектора до пола – 3,5 м;
• шаг укладки равен 0,15 м;
• следуя формуле: 16 / 0,15 х 1,1 + (3,5 х 2) = 124 м.

Увеличение расхода в зависимости от расстояния между соседними трубами представляет следующая таблица:

Раскладка теплого пола ограничивает длину трубы до 120 м, потому как на это есть ряд причин:

• высокая температура не должна повредить покрытие пола;
• подогрев в контуре при эксплуатации (особенно при протечке) способен повредить цементную стяжку;
• разделение поверхности на несколько участков способствует эффективному обогреву.

По диаметру

Для корректного вычисления диаметра трубы потребуются следующие вычисления:

• 15кПа – давление насоса, обеспечивающего эффективный обогрев;
• длина труб равна 85 м;
• теплоноситель расходует 0,2 м³/ч.

Следовательно, производится расчет по формуле D=18* (p/L*G2) – 0,19, где:

• D обозначает диаметр трубы для теплого пола;
• L – метраж длины изделия;
• p – давление насоса;
• G – расход воды, которая циркулирует в трубах (описывается в документации);
• D=18* (15/85 × 0,22) –0,19 = 13,6 мм.

Производители выпускают трубы 16 мм – наиболее оптимальный вариант для установки системы. Подходящими схемами настройки теплового пола считаются змейка и улитка. Горячая вода при планировании – красная, холодная обозначается голубым цветом.

По длине контура

Отопительная система нуждается в создании конструкции, поддерживающей наиболее эффективное давление и циркуляцию воздуха. Поэтому предел длины водяного контура – 80, максимум 100 метров. Однако не всегда помещение соответствует расчетам, требуя собственные параметры, порой превышающие 150 м. Проблема решается легко – достаточно лишь установить несколько контуров.

При расчетах необходимо учитывать диаметр трубы и материал изготовления:

• Металлопластиковые изделия наиболее востребованы ввиду низкой стоимости и простого монтажа. В основу лёг полиэтилен с прослойкой из алюминия, которая повышает надежность конструкции. Металл обладает высокой теплопроводностью, чем и привлекает производителей, которые желают создать оптимальные условия теплообмена. При диаметре 16 мм длина контура способна достигать сотни метров.
• Полиэтиленовые конструкции не требуют дополнительного слоя, сшиваясь на молекулярном уровне. Изделие легко гнется, проявляя устойчивость к высоким температурам до 95ºC и к различным химическим растворителям. При 18 мм диаметра предел составит 120 метров.

• Полипропилен обладает высокой жесткостью и прочностью. Он не востребован на рынке и применяется преимущественно для производственных целей. Предел длины для изделия составляет 90-100 метров.
• Медные изделия обладают наивысшей теплопроводностью, за счет которой их цена является самой высокой на строительном рынке. Однако они нуждаются в профессиональной установке, так как при малейшей провинности дают течь.
• Гофротрубы изготовлены из нержавеющей стали. Максимальная длина контура равняется 120 м при диаметре 25 мм. Гофрированные трубы рекомендуют приобретать с рассчитанной заранее длиной, достаточной для одного контура. Такая покупка автоматически устраняет возможность протечки.

Большую площадь следует поделить на составляющие участки в соотношении 1: 2. То есть его ширина будет в 2 раза меньше длины. Следовательно, для того, чтобы вычислить количество участков, потребуются следующие меры:

• При шаге 15 см количество м2 для площади участка не превышает 12;
• шаг 20 см подходит для 16 м2;
• шаг 25 см – 20 м2;
• 30 см – 24 м2.

В последующем при увеличении шага на 5 см площадь соответственно увеличивается на 4 м2. Однако специалисты не рекомендуют вычислять точные значения. Во избежание протечек следует брать про запас 2 м2.

Теплопотери что это и где их взять

Расчет теплого пола делают по каждому помещению, в котором он будет уложен. Основан он на том, что вы знаете теплопотери дома в целом и в каждом помещении конкретно. Теплопотери — это то количество тепла, которое требуется возместить, чтобы поддерживать определенную/желаемую температуру. Теплопотери зависят от толщины и материала стен, от типа окон/дверей, от того как сделан пол, отапливаемое внизу помещение или нет, какой потолок, чердак, как это все утеплено. В общем, критериев масса. Учитывается все это в теплотехническом расчете.

Количество тепла для поддержания нужной температуры очень зависит от материала наружных стен и утепления

Теплотехнический расчет можно сделать самостоятельно (есть достаточное количество калькуляторов, методик), можно заказать в строительной организации. Для примерных прикидок можно воспользоваться усредненными нормами. Так считают, что для отопления одного квадратного метра в Средней полосе России требуется 100 Вт на квадратный метр площади. Это при условии, что утепление — среднее, высота потолков — 2,2-2,7 м, наружных стен не более чем две.

Примерные теплопотери для разных технологий строительства

Если утепление ниже среднего или потолки выше, регион более северный — эти показатели приводят к увеличению теплопотерь. Соответственно, наоборот, чем менее суровые зимы и лучше утепление, тем меньше требуется тепла. Подкорректировав таким образом норму, можно сделать более-менее точный расчет теплого пола, но всегда лучше взять с запасом — чтобы не мерзнуть.

Программа для проектирования трубопроводных систем

Новая  расчетная программа Aquatherm Project UA

Пакет программ AquathermProjectUA для проектирования внутренних инженерных систем содержит:

1. Программа Aqua—therm 4 HCR — позволяет редактировать планы и развертки любой системы центрального радиаторного отопления в одно- или двухтрубной системе, а также систем отопления полов и стен. Охватывает также системы хладоснабжения. Графический редактор позволяет самостоятельно начертить схему здания, используя сканированные строительные чертежи либо применяя более выгодное для проектировщика решение – импорт строительных чертежей из файлов dwg, dxf,  с распознаванием стен и помещений. Проекции и развертки  с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в этих  форматах. Программа выполняет комплексный тепловой и гидравлический расчет, а также автоматически создает полную спецификацию материалов.

2. Программа Aquathermheat&energy 4 —  служит для выполнения расчета теплопотерь  здания и сезонного потребления энергии. Программа определяет баланс вентиляционного воздуха в помещениях, рассчитывает температуру воздуха в неотапливаемых помещениях. Программа считывает конструкцию здания из чертежа, записанного программой Aqua-therm 4 HCR, благодаря чему конструкция, загруженная из файла dwg или dxf, либо начерченная в графическом редакторе программы Aqua-therm, требует лишь дополнения таких данных, как  структура стен, данные для вентиляции и т.п. Это новаторское решение значительно уменьшает количество труда, необходимого на выполнения расчетов теплопотерь, а также гарантирует полное соответствие данных в обоих приложениях (эти данные сохраняются в одном файле, который обслуживают обе программы).

3. Программа Aquatherm—san 4 TS – служит для проектирования внутренних систем водоснабжения  и канализации. Оснащена графическим редактором, который позволяет быстро начертить план и развертку системы и дополнить данные . Выполняет гидравлические и тепловые расчеты, а также автоматически создает полную спецификацию материалов. В расчетах циркуляционной сети применяется т.н. термический метод, который соответствует предписаниям DVGW и ДБН Украины. Проекции и развертки  с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в форматах dwg, dxf.

Программа предназначена для определения тепловой мощности системы отопления, подбора отопительных приборов, расчета гидравлической схемы системы отопления и труб для теплого пола и для расчета водопроводных труб для горячего и холодного  водоснабжения. В программе AquathermIntegraCAD применено много решений что ускоряют и облегчают работу над проектом. Важнейшие из них: — графический процесс ввода данных с применением чертежей в AutoCAD; — представление результатов расчетов на схеме и поэтажных планах в форматах dwg и pdf; — многооконная среда, позволяющая одновременно просматривать много типов данных, итогов расчетов и т.д.; — простая совместная работа с принтером, плоттером, с функцией предварительного просмотра страниц перед печатью; — диагностика ошибок, а также функция автоматического их поиска на схеме;

— быстрый доступ к каталогам данных по трубах, отопительных приборов и арматуры.

ViSoft Premium

Это специализированное программное обеспечение для проектирования ванных комнат для профессионалов. Одна из функций — раскладка плитки. В базе большое число образцов — почти 39 тысяч видов плитки от разных производителей (на момент написания статьи их 362). Проект раскладки разрабатывается на основе образцов, которые есть в базе, новые вносить нельзя.

Есть и русифицированная версия

Вот вкратце возможности программы:

• Выбранные образцы плитки автоматически расставляются на указанной площади.
• Есть возможность просмотреть другие варианты раскладки.
• Для создания интерьера ванной можно выбрать сантехнику из огромной базы. При этом комплекты составляются автоматически. При необходимости их можно корректировать.
• В процессе создания проект можно разворачивать в любом направлении, оценивая результат с разных точек.
• Сделать «снимки» полученного результата.

Есть два режима работы:рисунок и эскиз. В режиме рисунок создается черно-белое изображение, которое впоследствии можно «заливать» различными цветами. Режим эскиз — сразу с цветом.

Особенности расчета теплого водного пола

Передвигаться босиком по теплой поверхности в собственном доме или квартире гораздо приятнее, чем по холодному покрытию, поэтому в последние годы многие владельцы недвижимости отдают предпочтение системе отопления, получившей название «теплый пол». Такая конструкция позволяет обеспечить комфортное пребывание в помещениях.

На практике чаще всего монтируют водяные или электрические полы. В первом случае нагревательным элементом конструкции обогрева является горячий теплоноситель.

Водяные системы можно назвать оптимальным выбором для частных домовладений по нескольким причинам:

• они способны полноценно заменить отопление, предусматривающее использование радиаторов;
• несмотря на дороговизну при монтаже в помещении большой квадратуры, конструкции окупают себя в течение 5-6 лет и они дешевле в эксплуатации, чем электрические полы.

Что касается квартир, расположенных в многоэтажных домах, то в них установка водяных теплых систем разрешается только в новостройках и то не во всех. В других жилых зданиях монтаж таких конструкций запрещен. Дело в том, что их можно подключить только путем врезки в систему централизованного отопления, что, скорее всего, приведет к падению давления и температуры в ней.

Своими силами смонтировать теплый пол практически невозможно, поскольку предстоит не только уложить трубы в бетонную стяжку, но еще и запустить в работу оборудование, например, циркуляционный насос и газовый котел. Кроме этого, перед установкой конструкции нужно выполнить точные расчеты, что сделать могут профессионалы, обладающие специальными навыками.

С целью экономии владелец недвижимости может самостоятельно выполнить некоторые работы, например, залить стяжку. Также будет не лишним предварительный расчет, чтобы хоть приблизительно знать размер денежных затрат.

Для того, чтобы определиться с финансовой стороной проведения монтажа, можно:

1. Обратиться к мастерам, которые будут заниматься установкой системы. Им следует предоставить всю требуемую информацию и получить в итоге максимально точные сведения.
2. Отыскать в Интернете сайт с онлайн калькулятором. Такие компьютерные программы подсчитывают будущие расходы на ремонт с разной степенью точности.
3. Выполнить все вычисления самостоятельно. Правда, для этого необходимо узнать, как рассчитать водяной теплый пол правильно, иначе вычисления без обладания нужными навыками дадут только приблизительный результат. Правда этого будет достаточно для подсчета предстоящих затрат.

Расчет стоимости

Ориентировочный расчет стоимости водяного теплого пола для дома с активной площадью подогрева 100 м2:

• Упаковка экструдированного пенополистирола Пеноплэкс толщиной 5 см стоит примерно 1150 рублей. Площадь материала в ней 5,04 м2, значит нам понадобится 20 упаковок утеплителя, итого 23000 рублей.
• Армированная сетка 15*15 см, из прутков 5 мм стоит 53 рубля за квадратный метр, значит всего на армирование у нас уйдет 5300 руб.
• Рулон полиэтиленовой гидроизоляции 200 мкм имеет площадь 300 кв. м., и стоит 3800 рублей.
• Цена на метр металлопластиковой трубы – 40 рублей. При укладке с шагом 15 см, расход составит 6,7 погонных метра на квадрат, итого нам потребуется 670 метров трубы стоимостью 26800р. Плюс дополнительный запас на подвод контуров к коллектору.
• Демпферную ленту для экономии сделаем своими руками из вспененного полиэтилена, потребуется около 30 квадратных метров. Цена полиэтиленовой подложки толщиной 8 мм составляет примерно 22 рубля за квадрат, итого 660 р.
• 2 коллектора от Valtec на 7 контуров обойдутся в 3200 р.
• 14 фитингов для подключения труб к коллектору будут стоить 1610 р.
• Готовый смесительный узел с насосом на 7 контуров стоит 14500 р.
• Плюс прибавим сюда дополнительные расходы на крепеж (саморезы, нейлоновые стяжки) +1000 р.
• Итого материалы обойдутся вам в 79870 рублей, без учета покупки котла.

Стоимостной расчет теплых водяных полов показан на фото

Стоимость стяжки для пола вместе с работой из пескобетона толщиной 6 см составляет примерно 480 рублей за метр, итого +48000 руб.

Если вы будете нанимать мастеров, дополнительно нужно учесть стоимость укладки труб, изоляции, сетки и испытания системы. Итоговая стоимость монтажа системы под ключ составит примерно 1500 рублей за квадратный метр.

Основные правила проектирования

Проектирование теплого пола

• Длина каждого контура 16 мм не должна превышать 100 м (или 120 для труб диаметром 20 мм). Чем короче будет длина труб, тем экономичнее окажется система, так как потребуется более слабый циркулярный насос.
• Оптимальным вариантом для 16 мм труб считается длина 65 м, или примерно 10 м2. Расход насоса для работы на такое помещение (10 м2) должен быть не менее 2 литров в минуту.
• Нужно проектировать контуры таким образом, чтобы они имели равномерную длину, и не отличались друг от друга более чем на 10-20% с учетом подвода к коллектору.
• Оптимальное расстояние между труб 150 мм.
• Температура поверхности не должна превышать 30 градусов. В большинстве случаев этого достаточно. Имейте в виду, что температура теплоносителя может быть на 10-20 градусов выше.
• Самым оптимальным способом укладки труб является «улитка». Такой вариант равномерно распределяет тепло по поверхности и не создает больших гидравлических потерь за счет плавных поворотов.
• Так как на полу рядом с наружными стенами холоднее, там шаг укладки делается в 1,5 раза меньше, но не менее 10 сантиметров.
• Крепление труб лучше всего делать по разметке. Особенно без неё не обойтись, если имеются препятствия, которые нужно обходить, либо косые углы.

Пример идеального теплого пола

Конструкция теплого пола

• Основание имеет перепады высот менее 3 см;
• Используется утеплитель толщиной от 3 сантиметров, тем самым повышается эффективность системы, она не греет пол по направлению вниз. Лучше всего использовать пенопласт или пенополистирол плотностью выше 35 кг/м3.
• Бетонная стяжка имеет толщину 4-10 см.
• Используется арматурная сетка для армирования стяжки и равномерного распределения тепла.
• Применяются сшитые из полиэтилена или металлопластиковые трубы. Разницы между ними особой нет, кроме как в удобстве укладки: металлопластик будет легко укладывать, так как он просто гнется.
• Чем больше будет диаметр труб – тем меньше будет сопротивление потоку и теплопередача, а значит и КПД выше. Поэтому обычно используют трубы диаметром 16 и 20 мм.
• В качестве защитного и теплораспределяющего слоя поверх труб используется бетонная стяжка с мелким щебнем.

Проектирование кабельного подогрева

Главными отличиями электрических теплых полов — нагревательные элементы, состоящие из кабелей или кабельных секций. Рассмотрим разновидности и методы расчёта.

Резистивный нагревающий кабель – это нагревательный элемент из одного или двухжильного кабеля в защитном экране, с неизменным сопротивлением, который уложен по площади пола.

Кабель имеет стандартные значения длины, а соответственно сопротивления и вырабатываемого тепла.  Длину кабеля изменять нельзя, это приведёт к изменению тока и нарушению работы.

Удельная мощность и длина

Это мощность одного кв.м теплого пола. Под этот показатель подбирается длина нагревающего электрокабеля.

Например, мощность кабельной системы для правильного подогрева должна быть около 100-150 Вт/м2; если теплый пол планируется использовать как основное отопление, то нужно 150-200 Вт/м2. Если нам нужно подогреть 10 м2, то нужен кабель мощностью 10*100=1000 Вт.

Сколько это метров кабеля?

Это уже будет зависить от его сечения. Чем толще провод, тем, больше его мощность, и тем больше шаг укладки будет при монтаже. Более тонкий провод придется укладывать с меньшим шагом, чтобы соблюсти выбранную удельную мощность, соответственно расход кабеля будет больше.

Для удобства расчетов и укладки продаются электрические ТП в виде матов, свернутых в рулон. Кабель в них уложен змейкой с определенным шагом и зафиксирован. Ширину такого «коврика» изменить нельзя, как правило, она равна 50 см. Получается, что удельную мощность задает производитель, например 130 Вт/м2. Покупателю остается только выбрать подходящую площадь нагревательного элемента из имеющихся в продаже.

Как рассчитать количество труб

На этапе проектирования, после того как все расчеты произведены, можно понять какое количество труб в погонных метрах может потребоваться. Это позволит оценить стоимость материала.

Основные этапы монтажа

Так, при площади комнаты 12 м² температура воздуха должна соответствовать + 20 градусам. Ширина краевых участков вдоль стен с мебелью должна составлять 30 см. Если одна стена имеет длину 6 м, а две другие 2, то рабочая площадь системы может рассчитываться по следующей формуле: 12 – 0,3*(6+2+2) = 9 м².

При определении теплопотерь в помещении учитывают площадь остекления, характеристики утеплителя, используемого в ограждающих конструкциях, высоту помещения. Полученное значение варьируется в диапазоне от 20 до 300 Вт/м² в зависимости от теплоэффективности конструкций и используемых стеклопакетов, толщины стен и количества проемов.