Расчёт тёплого пола по потерям тепла, определение метража труб и других данных

Формы укладки

Существуют различные способы укладки трубопроводов в стяжке.

Змейка

При укладке змейкой, или меандром, трубопроводы размещают параллельно. Помещение при этом прогревается неравномерно. Способ подходит для маленьких помещений. Змейка применяется при комбинированном способе монтажа – коммуникации укладывают вдоль наружной стены и отсекают холодный воздух.

Угловая змейка

Труба укладывается вдоль наружного угла, следующие витки укладываются параллельно так, что трубопровод занимает квадрат. Подходит для прогревания углов. Сдвоенная угловая змейка применяется для помещений, у которых три стены – наружные.

Двойная змейка

Параллельно укладывается начало и конец одного контура отопления. Из всех вариантов змеек обеспечивает самый равномерный прогрев помещения.

Улитка

Иначе этот способ называют улиткой, ракушкой, спиралью. Трубопроводы укладываются по спирали, обеспечивается максимально равномерный нагрев всей площади. Так удобно размещать трубы в больших по площади помещениях.

Какой способ лучше

Соединение двух вариантов укладки позволяет оптимально расположить коммуникации в помещении. В больших комнатах лучше использовать улитку или комбинировать ее со змейкой – у наружной стены проложить несколько труб змейкой, а по остальной площади расположить трубы по спирали.

Змейка у наружной стены будет отсекать холод от стен и окон. Можно отрегулировать этот контур на более высокую температуру теплоносителя.

В маленьких помещениях, например ванной, коридоре, оптимальна змейка. В помещениях среднего размера – двойная змейка. При раскладке труб способом угловой змейки помещение будет прогреваться неравномерно, применение угловой змейки уместно только при прогревании углов при комбинированной укладке.

Нередко комбинированные варианты или смену расстояния применяют сознательно – для компенсации неотапливаемых участков (под мягкой мебелью) или обогрева рабочего места, игрового уголка для детей и т.д. Например, лучше немного сильнее обогреть:

1. Участок возле письменного стола, швейной машинки или фортепиано – там человек сидит неподвижно и может замерзнуть.
2. Часть комнаты, где часто и много играют дети.
3. Теплые участки вокруг кровати, зону отдыха с мягкой мебелью в гостиной.

В любом случае перед монтажом своими руками необходимо начертить схему укладки трубопроводов, рассчитав длину трубопровода и расстояние между витками. Затем вооружиться карандашом и миллиметровкой и начертить схему с учетом расстановки мебели и способа раскладки теплого пола. При этом учесть увеличение частоты укладки у мягкой мебели, кровати и других требующих тепла мест.

Тонкости укладки и подключения трубопроводов можно увидеть на нашем видео.

Плюсы и минусы тёплого пола в коттедже

Оценочные характеристики применяются только при сравнении альтернативных решений. У тёплых полов есть только один реальный конкурент – радиаторное отопление:

Табличные данные достоверны при условии, что обустройством систем отопления коттеджа занимались профессиональные строители и на идентичных объектах.

Параметры трубы (диаметр, длина и шаг)

В принципе, в идеале, требуется производить теплотехнический расчет. Но реально такие сложные вычисления нужны для больших систем большой площади. Для небольшого дома, а тем более, для квартиры можно вполне обойтись и практическими рекомендациями, которые выработаны годами практики.

Сначала определимся с диаметром труб для водяного теплого пола. Чаще всего, вне зависимости от материала, используют диаметр 16мм и 20мм. Понятно, что трубы могут использоваться разные (все перечисленные выше), но гидравлическое сопротивление систем в целом изменяется не очень сильно. А так как мощность насоса берется с запасом, то эта разница некритична.

Теперь нужно определиться с расстоянием между трубами теплого пола (его еще называют шагом укладки). Обычно шаг изменяется в диапазоне 10-35мм. Чем ближе расположены трубы, тем сильнее нагревается пол. Потому вблизи у холодных (наружных) стен, в северных комнатах, или там, где просто требуется повышенная температура (в детских, например) шаг можно делать меньше. Насколько маленький можно делать шаг зависит от гибкости выбранного материала: у многих минимальный изгиб зависит от диаметра. Так, у металлопластиковой трубы минимальный радиус изгиба составляет 8 радиусов. Если используется для теплого пола металлопластиковые трубы диаметром 16мм, то получается, что ближе, чем на 128мм и не расположишь (16мм*8=128мм). У сшитого полиэтилена минимальный изгиб составляет 5 радиусов. То есть при том же диаметре в 16мм их можно располагать на расстоянии 80мм. Этого более, чем достаточно даже в самых холодных участках. Самое маленькое расстояние между трубами теплого пола из нержавеющей гофры примерно такое же: 4-5 радиусов. Этого тоже вполне хватает.

Схема укладки труб теплого водяного пола

Определившись с этими параметрами и выбрав схему расположения труб («змейкой» или «улиткой») можно определить длину трубы для теплого пола. Тут можно пойти двумя путями:

• Начертить план на миллиметровой бумаге (или листке в клеточку) с сохранением всех пропорций. Исключить все зоны, где будет стоять крупногабаритная мебель, которую передвигать вы не собираетесь. На оставшейся площади нарисовать план расположения труб. Затем измерить длину каждого из контуров и умножить ее на масштаб.
• Принцип тот же, но уже не на бумаге, а «вживую». Возьмите нитку или шпагат. Разложите на полу согласно выбранной схеме, затем измерьте длину.

Любой из предложенных методов предполагает наличие погрешности. Она небольшая, но стоит добавить примерно 10% на ее коррекцию и потери на поворотах.

При этом стоит учесть максимальную длину трубы одного контура теплого пола. Она разная для разных материалов и разного сечения труб. Для металлопластиковой трубы 16мм максимум — 80 метров, но специалисты утверждают, что оптимально укладывать не более 60. Тогда теплоноситель не будет сильно охлаждаться, и подогрев пола будет более равномерным. Для сшитого полиэтилена 18мм диаметром максимум — 120метров, а реально укладывают 80-100 метров.

О том, как легко разработать для вашего помещения схему укладки трубы для теплого пола типа «улитка», о том, как раскатывать и крепить трубу Valtec смотрите в видео.

Количество труб, необходимое для системы

Схема устройства металлопластиковой трубы.

Помимо материала при расчете необходимо учитывать давление воды в и обогреваемую площадь помещения.

Исходя из полученных данных производится подбор оптимального диаметра трубы. Обычно для применяются трубы, имеющие диаметр 1,60; 2,0 или 2,5 см. Если установить трубы, имеющие диаметр меньший требуемого, то это приведет к нарушению циркуляции воды в системе.

Водяное давление можно замерить своими руками, подключив к стояку манометр. После этого можно приступать к определению необходимой длины трубы.

Это делается для того, чтобы теплоноситель сначала нагревал более охлажденный воздух и затем распределялся по всей системе. Места помещения, в которых будет находится встроенная или тяжелая мебель, теплым полом не оборудуются. Для получения более достоверных результатов на данном этапе необходимо выбрать способ прокладки труб в полу. На сегодняшний день самыми популярными считаются два контура напольного отопления водой:

• зебра или змейка;
• улитка или спираль.

“Зебра” широко распространена на западе Европы и хороша легкостью расчета и устройства. Однако такой контур не может похвастаться равномерным распределением тепла и характерен существенными температурными перепадами между отдельными участками пола, соответствующими выходу или входу контура. Нередко температура пола может превышать предельно допустимую норму. Удобства от этого не добавляется, а тепловые потери увеличиваются. «Змейку» целесообразно применять в помещениях, имеющих небольшие теплопотери и температурную амплитуду колебаний воды на выходе и входе в пределах 5°С.

Схема монтажа теплого пола методом “зебра”.

В СНГ более распространен контур «улитка», хотя и характерен более сложным проектированием и монтажом в сравнении со “змейкой”. Этот способ монтажа обеспечивает равномерное распределение тепла по всей площади отапливаемого помещения. Происходит это за счет чередования параллельно уложенных подающих и обратных труб. В такой системе отопления пола точка возврата теплоносителя расположена посередине трубы, а средняя температура постоянна в любом месте. Все, можно приступать к расчету.

Взяв лист миллиметровки или любую другую бумагу с делениями, необходимо начертить план комнаты в масштабе 1:50 с учетом всех дверей и окон в масштабе 1:50. На плане изображается контур предполагаемого теплого пола, причем начинаться он должен от близлежащей к стояку стены, имеющей окна. Согласно действующим строительным нормативам и правилам между трубой теплого пола и стеной должно быть не менее 25 – 30 см, а расстояние между укладываемыми трубами зависит от диаметра и обычно колеблется в пределах 35 – 50 см. Начертив чертеж, будет нетрудно замерить длину труб. Умножая полученный результат на 50 (коэффициент масштаба), получают фактическую длину контура. Не следует забывать, что нужно добавить еще 2 м для подключения к стояку. Также выполнить расчет количества можно по следующей формуле: S / n + 2 х lпт, где

• S – площадь помещения (м2);
• n – расстояние между трубами;
• lпт – длина подающих труб.

Любую из величин можно замерить, используя рулетку.

Схема укладки теплого пола “улиткой”.

Площадь комнаты можно узнать из плана или можно ширину комнаты умножить на ее длину. Если комната будет оборудована габаритной мебелью или техникой, то под ней теплый пол не укладываются, а значит уменьшится и площадь. Помимо этого, как уже говорилось выше, необходимо соблюдать расстояние между стенами и трубами, которое должно составлять не меньше чем 30 см. Расстояние между укладываемыми трубами – шаг между осями труб теплого пола. Величина эта в зависимости от характеристик комнаты колеблется в пределах 5 – 60 см, то есть она зависит от влажности и температуры в помещении.

Чем холоднее в комнате, тем меньше шаг между трубами. Тут главное не увлекаться, может случиться так, что пол будет слишком горяч, и эксплуатация станет просто невозможной. Длина подающего трубопровода характеризуется расстоянием между коллектором и началом труб, образующих систему теплого пола. При этом какая-то часть может быть утоплена в стену. Также необходимо учесть все изгибы. Если получилось так, что длина трубы более 70 м, то лучше будет ее поделить на два контура, причем в каждом контуре следует учитывать длину подающих и обратных труб.

Сшитый полиэтилен

Благодаря современным технологиям, такой, казалось бы, непрочный материал как полиэтилен, удалось сделать пригодным для производства труб. В обычном полиэтилене молекулы углеводорода никак не связаны между собой, а вот в новом материале (PEX, или сшитом полиэтилене) углеводородные молекулы соединены посредством взаимодействия атомов водорода и углерода. Дополнительная обработка под высоким давлением делает материал еще более прочным

Производство сшитой трубы для теплого пола получило распространение лишь недавно, хотя сама технология была разработана примерно 40 лет назад. Новый материал обладает характеристиками, которые не присущи его предшественнику. В частности, сшитый пропилен для теплого пола отличается высокой механической прочностью, то есть не боится царапин и не истирается, устойчив к температурным колебаниям. Главным образом, на свойствах материала сказывается техника и степень его сшивания.

Определяясь, какой сшитый полиэтилен выбрать для теплого пола, стоит обратить внимание на материал со степенью сшивки 65-80 %. Данный показатель будет влиять на прочность и долговечность изделий, но вместе с тем, вырастет и их цена

Правда, излишние расходы на этапе монтажа в дальнейшем окупятся из-за надежности и долгого срока эксплуатации труб.

При малой степени сшивки полиэтилен быстро утратит свои исходные качества, потрескается под влиянием внешних факторов и потребует замены. Однако не менее значимым является способ создания молекулярных связей.

Различают 4 типа сшивки:

• пероксидный;
• силановый;
• азотный;
• радиационный.

Выбирая, из какой трубы делать теплый пол, присмотритесь к ее маркировке. Наиболее качественным является PEX-a, хотя он и самый дорогостоящий. А вот повышенным спросом пользуются трубы с маркировкой PEX-b, сшитые силановым методом. У них относительно невысокая цена наряду с хорошими эксплуатационными свойствами.

У данного материала есть еще и другие достоинства, в частности:

• Возможность полноценно работать при температурах от 0 ℃ до 95 ℃.
• Сшитый полиэтилен начинает плавиться только при температуре в 150 ℃, а горит он при 400 ℃, поэтому с успехом может использоваться в системах теплого пола.
• Трубам из сшитого полиэтилена присуща так называемая «молекулярная память», то есть после повышения температуры материала любые возможные деформации разглаживаются, а сами изделия принимают исходную форму.
• Хорошая устойчивость изделий из сшитого полиэтилена к перепадам давления в системах отопления является еще одним аргументом в их пользу в момент принятия решения, какую трубу взять для теплого пола. В зависимости от характеристик такие трубы могут поддерживать давление в 4-10 атмосфер.
• PEX-трубы отличаются хорошей пластичностью, поэтому даже при многократном изгибе в одном и том же месте они не ломаются.
• Сшитый полиэтилен является биологически и химически устойчивым. Это значит, что на внутренней поверхности труб не размножаются бактерии и грибок, а сам материал не вступает в реакцию с агрессивной средой и не поддается коррозии.
• Химический состав сшитого полиэтилена абсолютно безопасен. Он не выделяет токсинов, а в момент горения распадается на углекислый газ и воду.

Рекомендуемые температуры эксплуатации труб из сшитого полиэтилена составляют 0-95 ℃, но на краткое время диапазон может расширяться до -50 — +150 ℃, причем материал не лопнет и останется прочным. Однако такие повышенные нагрузки приводят к сокращению срока службы материала.

Некоторые пользователи путают термостойкие полиэтиленовые трубы с изделиями из PEX. Это некорректно. Действительно, термостойкий полиэтилен способен функционировать при высоких температурных значениях, однако по всем остальным качествам он сильно отстает от сшитого. Трубы PEX способны сопротивляться агрессивным внешним факторам намного дольше, но и цена на них выше. А их монтаж не нуждается в сложном оборудовании и доступен каждому потребителю.

Итак, если вы сомневаетесь, какие трубы нужны для теплого пола, можете смело остановиться на изделиях из сшитого полиэтилена. Более того, их характеристики позволяют применять такие трубы даже для радиаторного отопления и горячего водоснабжения. Единственное ограничение – минимизировать воздействие на материал прямых солнечных лучей, хотя для теплого пола оно не актуально.

Чтобы не повредить внешний антидиффузный слой на трубах, их транспортировку и монтаж следует выполнять очень осторожно. Нарушение целостности защитного покрытия приведет к снижению долговечности трубы из-за попадания кислорода в структуру материала.

Как правильно рассчитать теплый водяной пол в доме

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

Расчёт тёплого водяного пола своими руками предусматривает выбор величины шага, который определяется тепловой нагрузкой, длиной контура и ещё целым рядом параметров.

• 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.

Как рассчитать необходимое количество труб?

После выбора оптимального вида трубопровода не стоит спешить с покупкой. Первым делом нужно рассчитать, сколько материала потребуется для того, чтобы обустроить качественный теплый пол.

В варианте укладки по типу «спираль» тепло распространяется равномерно по всей поверхности благодаря рациональному расположению витков. В схеме практически нет резких изломов, что снимает ограничение на использование труб с большим радиусом сгиба

Различают две основных схемы прокладки:

1. Спираль. Труба укладывается витками с двойным интервалом, которые постепенно идут к середине помещения, постоянно повторяя контур периметра. Достигнув центральной точки, они возвращаются к коллектору.
2. Змейка. Трубопровод прокладывается вдоль всего периметра, а затем параллельно стене. Отрезки встречаются в исходной точке. В этой схеме зона, приближенная к врезке, может прогреваться сильнее удаленного участка.
3. Сдвоенная спираль чаще всего применяется в помещениях сложной формы, когда требуется выделить участок по интенсивности обогрева.

Рекомендованная протяженность трубопровода в одном контуре – не больше 80 метров. В противном случае теплоноситель будет остывать, снижая эффективность отопления.

Если помещение слишком большое, желательно разделить его на отдельные сектора. Граничный промежуток между соседними линиями для равномерного нагрева не более 35 сантиметров — интервал должен уменьшаться в местах больших теплопотерь. Следует также учитывать 15-20-сантиметровый отступ от стен.

При неуверенности в своих возможностях разумнее обратиться с целью составления грамотного инженерного проекта, подбора и монтажа оборудования к профессионалам. Хоть это и предусматривает дополнительные затраты, но зато с лихвой окупается спустя короткое время

Когда чертеж готов, можно приступать к расчетам. Все предельно просто: для начала измеряется общая длина контуров, затем полученное значение умножается на масштаб. К итоговой цифре лучше прибавить несколько запасных метров.

Продукция из сшитого полиэтилена

Изготавливается из модифицированного полиэтилена. Технология производства труб PEX позволяет получить материал с уникальной устойчивостью к перепадам температуры.

На современном рынке отопительного оборудования представлено большое количество продукции с различными техническими данными и параметрами. Поэтому подобрать и сделать систему отопления типа теплые полы трубами из сшитого полиэтилена PEX несложно.

Подкупает и простота монтажа водяного контура. Поэтому в большинстве случаев, когда из полиэтилена делают систему отопления своими руками, используют продукцию с маркировкой PEX.