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

Подготовительный этап

Как правильно сделать водяной теплый пол. Эта информация пригодится впоследствии для выбора схемы оптимального монтажа водяного теплого пола:

• Чтобы выяснить, как правильно уложить трубы, понадобится план комнаты с точными размерами. Пригодятся сведения о том, какое установлено перекрытие.
• Схема эффективного водяного теплого пола зависит от климатических условий в регионе. Они используются для создания достаточных слоев изоляции, защищающих от неблагоприятных внешних воздействий. Имеет значение положение стен помещения относительно сторон света.
• Если в комнате имеются окна и двери старых типов, не обеспечивающие хорошую герметичность, даже точно рассчитанный обогрев не будет использоваться рационально.
• Когда рассчитывают теплый пол, его укладка планируется с учетом положения встроенных шкафов, кухонных гарнитуров, сантехники, иных стационарных предметов. Под ними водный нагретый трубопровод устанавливать не надо.

Монтаж водяного теплого пола

Самое сложное в монтаже теплого водяного пола – правильно его спроектировать. Даже если вы собираетесь сделать водяной теплый пол своими руками, то для проектных расчетов лучше привлечь специалистов. Профессионалы подготовят всю документацию, которая затем послужит руководством к действию.

В проекте теплого пола будет рассчитана отопительная нагрузка для каждой отдельной комнаты и для всего дома с учетом уже имеющихся отопительных приборов. В зависимости от этого показателя будет разработана схема установки теплых полов, количество материалов, способы регулировки системы, и другие необходимые параметры.

С помощью такого проекта смонтировать теплый пол самостоятельно гораздо проще. Он получится качественным и сможет обеспечить комфортную температуру.

Если же пренебречь предварительными расчетами, то пол может оказаться не годным к работе. Температуру будет сложно регулировать, в одних комнатах будет холодно, в других слишком жарко, или система быстро выйдет из строя.

Строение пирога

Чтобы предотвратить утечку тепла вниз, в конструкции пирога нужны три слоя: гидроизоляция, теплоизоляция, отражающая поверхность (устройство пирога теплого водяного пола). Популярный утеплитель для теплых полов – пенополистирол.

Разные марки, начиная с пенопласта плотностью от 35 кг на куб и заканчивая экструдированной разновидностью. Чем больше плотность, тем тоньше слой. ППС дешевый, у него низкая теплопроводность, отсутствуют гигроскопичность и паропроницаемость.

Кроме листовых утеплителей (выбор теплоизоляции для теплого водяного пола) существует несколько разновидностей готовых матов (о матах для теплого водяного пола) для пола: ППС, пенофол, пробка и т.д. Многие виды уже имеют фольгированное покрытие и/или гидроизолирующую подложку. На плоских матах нанесена разметка для укладки труб, профильные оборудованы пазогребневыми замками для соединения друг с другом.

В качестве гидроизоляции подойдет обычный полиэтилен. Его кладут на стены с припуском. При монтаже со стяжкой нужен припуск не меньше 15 см: край должен быть выше бетона. В качестве отражающего элемента используются алюминиевая фольга или металлические пластины. Экран укладывается непосредственно под трубы.

Как правильно делать теплый пол водяной, зависит от особенностей дома:

• материал постройки. Если предстоит укладывать трубы на деревянное перекрытие, вариант со стяжкой (от чего зависит толщина стяжки для водяного теплого пола) отпадает: для дощатой основы у бетона слишком большой вес;
• место монтажа. При укладке на бетонное основание объем работ по устройству пирога меньше, на грунт – больше: потребуется насыпать песчано-гравийную либо керамзитовую подушку и выполнить черновую стяжку;
• от материалов постройки, места монтажа и климата в районе зависит толщина утеплителя. Для холодных мест (первый этаж, эксплуатируемый подвал) используется слой общей толщиной до 15 см, на втором-третьем этаже достаточно 3;
• высота потолков. Стяжка отнимет больше места, чем монтаж настильным методом;
• в отсутствие цокольного этажа при укладке на грунт потребуются не только стандартные меры по гидроизоляции, но и устройство дренажной системы, особенно если почвенные воды залегают высоко.

Монтаж любой отопительной системы требует качественной теплоизоляции всего дома. Если ее нет, даже при грамотной укладке пола энергопотери получатся высокие, а эффективность низкая: тепло будет уходить через крышу и стены.

Что такое система водяного теплого пола

Это, по своей сути, обыкновенная гибкая металлопластиковая труба, которую укладывают по всему полу в виде волн. В этом случае теплоносителем выступает горячая вода, поступающая в систему или из котла отопления, или из точки подачи воды в радиаторы, если квартира имеет централизованное отопление.

Если вода поступает из котла отопления, то в этом случае отопление будет представлять собой замкнутый цикл – вода будет уходить обратно в котел, там нагреваться и снова поступать в трубы. Во втором случае использованная вода уходит туда, куда и вода из обычных радиаторов.

Водяные теплые полы своими руками видео.

Особенности электрических напольных систем

Технология подготовки и раскладки электронагревательных элементов отличаются от устройства водяных контуров и зависит от типа выбранных нагревательных элементов:

• резистивные кабели, углеродные стержни и кабельные маты допускается укладывать «сухим» (прямо под покрытие) и «мокрым» способом (под стяжку либо плиточный клей);
• карбоновые инфракрасные пленки, показанные на фото, лучше использовать в качестве подложки под покрытие без заливки стяжки, хотя некоторые производители допускают укладку под кафельную плитку.

Электронагревательным элементам присущи 3 особенности:

• равномерная теплоотдача по всей длине;
• интенсивностью нагрева и температурой поверхности управляет терморегулятор, ориентирующийся на показания датчиков;
• нетерпимость к перегреву.

Последнее свойство – самое неприятное. Если на участке контура заставить полы мебелью без ножек или стационарной бытовой техникой, нарушится теплообмен с окружающим воздухом. Кабельные и пленочные системы станут перегреваться и прослужат недолго. Все нюансы данной проблемы освещены в очередном видео:

Саморегулирующиеся стержни спокойно переносят подобные вещи, но здесь начинает влиять другой фактор – покупать и закладывать дорогие карбоновые нагреватели под мебель нерационально.

Расчет мощности

После составления плана и проекта отопительной системы производится расчет мощности теплого пола. Этот показатель будет зависеть от следующих факторов:

• Площади и типа обогреваемого помещения.
• Особенностей его конструкции и характера будущей эксплуатации.

В соответствии с этими показателями нужно подбирать мощность источника тепла. Она рассчитывается по следующей формуле:

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

Q – потери тепла при эксплуатации;1,2 – коэффициент запаса, изменяющийся от 1 до 1,2 единиц.

То есть, для того, чтобы произвести гидравлический расчет теплого пола, необходимо определить размер теплопотерь, возникающих при его эксплуатации. Они равны:

Q = (V * Pt * k) / 860

V – объем помещения (его находят путем умножения площади на высоту потолков);

Pt – разница температур внутри и снаружи помещения (для ее определения за основу берут +20 С⁰ — комфортную для человека температуру в помещении и наименьшее отрицательное значение, характерное для данной климатической зоны в зимний период, например -30 С⁰ и т.п).

K – коэффициент теплостойкости дома (от 1,5 до 2).

Здесь необходимо помнить о том, что в случае, если величина теплопотерь на 1 кв.м площади превышает 100 Вт, помещение нуждается в дополнительном утеплении. Это связано с тем, что плохая теплоизоляция может приводить к потерям тепла до 80 Вт на кв. м.

Тем же, кому эти расчеты кажутся слишком сложными, может помочь специальная программа расчета теплого водяного пола, которую можно найти в интернете. Пример: http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplogo_pola_online и т.д.

Выполнение основных проектных расчетов и подбор материала при укладке пола лучше доверить квалифицированным специалистам в этой области. Это же касается и расчета электрического теплого пола.

Кроме мощности отопительной системы и качества теплоизоляции дома, тепло в нем будет зависеть и от других факторов, например:

• Толщины и типа изоляции пола.
• Разновидности напольного покрытия.
• Количества окон в помещении и способа их остекления.
• Расположения помещения относительно других комнат в доме и т.д.

Следующим шагом проектирования отопительной системы данного является расчет шага труб для теплого пола. От этого зависит равномерность обогрева помещения и требуемая длина трубопровода.

Расчет длины теплого пола можно произвести самостоятельно, взяв за основу данные о необходимой мощности отопительной системы, сопоставив площадь трубопровода с температурой теплоносителя, курсирующего в системе, по формуле:

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

1,1 – запас трубопровода в 10 % (на повороты).

Производя расчет трубы для теплого пола, таким образом, к полученному значению нужно также добавить длину трубы до коллектора, включая раздачу и обратку.

Кроме того, расчет теплого пола по площади производится графическим методом.

Для этого на листе миллиметровой бумаги, положенной поверх эскиза-проекта дома, размечается расположение отопительного контура в соответствии со следующими нормами и правилами:

• Длина трубы в контуре отопления не должна превышать 120 м. При этом на ее выходе из напорного коллектора и входе в обратку не должно быть стыков и разрывов.
• Трубы в спирали контура должны располагаться с шагом 10-15 см.
• Толщина стяжки должна соответствовать диаметру трубы. То есть для трубопровода в 16 мм слой заливки должен составлять 6 см.

В среднем, расход трубы на 1 кв. м площади составляет около 5 погонных метров при расстоянии между витками в 20-30 см. То есть на помещение размером 20 кв. м понадобится около 100 м труб. Чтобы облегчить расчеты, можно использовать специальный калькулятор для расчета теплого пола в интернете.

Температура теплоносителя в системе и скорость его движения определяются по усредненным значениям:

• Для прогрева поверхности до оптимальных 25 – 37 ⁰С его температура должна составлять 40-55 ⁰С.
• При этом теплоноситель должен двигаться со скоростью 27-30 л/ч (для контура с диаметром 16 мм).

Шаг укладки труб определяется в соответствии с составленным проектом. Для краевых участков он должен составлять 10 см, для всей остальной поверхности пола – 15, 20, 25 см, но не более 30 см. Для проведения точных расчетов также существует программа для расчета теплого пола, которую можно найти на специализированных сайтах в сети Интернет.

https://youtube.com/watch?v=DkKqCFc_VKc

Памятка перед монтажем. Частично аккумулирующее отопление

Снижение затрат на электроэнергию может достигаться за счет использования систем отопления, задействованных в ночные часы. Для этого необходимо, чтобы тепло накапливалось в бетонной стяжке во время действия низких тарифов, и обогревало помещение днем. Бетонная стяжка прогревается нагревательными кабелями, интенсивность, скорость прогревании накопление тепла зависит от толщины стяжки, глубины залегания кабеля и материала покрытия пола. Нагревательные кабели можно использовать как для укладки в базовую, так и выравнивающую стяжку. Частично аккумулирующее отопление обычно используется с такими материалами покрытия пола как линолеум, дерево, ковролин. Необходимо убедиться в том, что толщина стяжки достаточна для накопления тепла, в противном случае требуется заложить дополнительные источники отопления.

Расчет на специальных программах

Существование таких программ, немного упрощает процесс выбора конструкции теплых водяных полов. Как нужно работать с ними?

Вначале в программе заполняются все данные о помещении и предполагаемом материале изделий для контура, который вы решили использовать. Программа самостоятельно выдаст вам необходимую длину и шаг трубы.

На этом этапе определяются следующие параметры:

• Необходимая длина всего контура.
• Правильное распределение тепловой энергии по всей поверхности пола.
• Пределы максимальной тепловой нагрузки, которую сможет обеспечить система.

Совет. Если ввиду каких-то причин вам понадобится сделать больше шаг трубопровода, то одновременно следует и позаботиться об увеличении температуры теплоносителя. Допустимый показатель шага 5–60 см, наиболее часто трубы укладывают с шагом в 15–30 см, используя как переменный, так и постоянный шаг.

Нестандартные решения

При укладке теплого пола могут использовать способ «двойная змейка». Он позволяет равномерно прогревать всю комнату. По эффективности такой вариант не отличается от «улитки».

В помещениях большой площади теплый пол с одним контуром малоэффективен. Специалисты сходятся во мнении, что длина труб не должна превышать 100-120 погонных метров (в зависимости от диаметра трубы). Это соответствует комнате площадью 20-24 кв.м.

Если нужно отопить теплым полом большее помещение, нужно делать дополнительные контуры (см. фото). Причем они могут быть уложены как змейкой, так улиткой.

Теплый водяной пол с двумя контурами в одном помещении.

Водяные полы в домах из дерева

Особенности обогрева деревянного пола

Водяной теплый пол под деревянные полы, а тем более на деревянное основание монтируют не так часто. Причин этому несколько:

При работе с деревянными основаниями необходимо компенсировать теплоемкость древесины, используя отражающие элементы

1. Теплопроводность древесины. С одной стороны это плюс — деревянная основа выступает в качестве теплоизолятора. С другой стороны, прогреваться пол будет довольно долго. Кроме того, есть риск, что значительная доля энергии уйдет именно на нагрев чернового пола, и в помещение попадет только часть тепла (относительно небольшая).
2. Температурная деформация. Укладка труб с горячей водой в толще деревянного пола может привести к неравномерному изменению линейных размеров его отдельных участков. В результате стабильность конструкции существенно снижается — в первую очередь из-за появления щелей и в черновом настиле, и в каркасе.

Деревянные основания подвержены температурным и влажностным деформациям — эту особенность придется учитывать

1. Воздействие влаги. Конечно, системы водяного теплого пола делают герметичными, всеми силами стараясь избежать протечек. Но при укладке под деревянным покрытием даже конденсат, вызванный разницей температур, может стать причиной набухания древесины.

Трубы нужно обязательно прятать под опорными элементами, иначе они будут повреждены при ходьбе по полу

1. Значительная толщина нагревательных элементов. Если трубы водяного теплого пола укладываются в стяжку, их толщину можно легко компенсировать, залив нужный слой бетона. При монтаже на деревянное основание приходится решать эти проблемы иначе, так как просто настелить чистовое покрытие поверх труб не получится.

Традиционный вариант с заливкой стяжки (на фото) здесь не подойдет — слишком велика нагрузка

Впрочем, все, что я отметил выше, отнюдь не значит, что деревянная система водяного пола нереализуема в принципе. Если учесть все эти недостатки и использовать в работе современные материалы, приспособления и технологии, то теплый пол по лагам или дощатому настилу будет работать на зависть соседям.

Как можно сделать основание?

Планируя монтаж теплого пола в доме с деревянным перекрытием или системой лаг, нам нужно решить главный вопрос — куда прятать трубы?

При укладке на деревянное основание трубы нужно защитить от нагрузки, используя дистанционные вставки из дерева или ДСП

Сложность здесь состоит не только в том, чтобы защитить их от нагрузки. Это, как раз, сделать несложно — достаточно поднять уровень финишного покрытия на несколько сантиметров. Но в таком случае мы сильно проигрываем в эффективности теплопередачи: над трубами образуется воздушная прослойка, которая выступает в роли теплоизолятора. То есть греем мы что угодно, но не сам пол.

Вот почему при сборке системы теплого пола покрытие стараются уложить точно по уровню верхнего края трубы.

Для этого применяют такие приспособления:

Иллюстрация	Способ укладки системы водяного обогрева
	Фрезерованные сборные основания. Для укладки труб в толще пола на нужном уровне применяются древесно-стружечные плиты (ДСП) с канавками, проделанными на фрезерном станке. Глубина и конфигурация канавок подираемся таким образом, чтобы обеспечить максимально рациональное распределение труб с теплоносителем. Минусы модульного настила из ДСП: высокая стоимость материала за счет фрезеровки; низкая влагостойкость; склонность к деформациям.
	Реечные конструкции. Этот вариант — более дешевая альтернатива модульному основанию с фрезерованными канавками. На черновой пол набиваются рейки, зазор между которыми соответствует диаметру укладываемой трубы. Толщина реек подбирается таким образом, чтобы просвет между верхним краем трубы и чистовым полом был минимальным — так уменьшаются потери тепла. Минус — зазоры по бокам и в местах поворота труб получаются большими, потому часть тепла все равно теряется.
	Полимерные маты. Для решения значительной части проблем, связанных с теплопотерями, деформацией и намоканием поверх чернового настила можно также уложить полимерные маты с канавками для укладки труб. Функционируют они так же, как и фрезерованные панели из ДСП, но эффективность у этих изделий выше. Минус — высокая цена, которая компенсируется экономией на обогреве только частично.

Любой из этих вариантов подходит, если нам нужно уложить теплый пол на фанеру или другое деревянное основание. Я сторонник полимерных матов, но и фрезерованные модели из ДСП, и даже простые конструкции из набитых на пол реек вполне имеют право на существование.

Сборное основание из ламинированной ДСП, готовое к укладке труб

Расчет теплых полов как основного отопления

А как узнать, хватит ли тепла от электрического пола, чтобы согреть все помещение и дом? Для этого требуется высчитать ваши теплопотери. Безусловно в каждом случае все индивидуально, и куча факторов будет влиять на погрешность.

Однако можно приблизительно сориентироваться на требования СНиП.

Они говорят, что нормальная теплопотеря для стандартной жилой квартиры – это 1кВт/ч на площади в 10м2.

При этом высота потолков – максимум 3м, а стены, пол и все остальное должно быть утеплено опять же согласно СНиП.

Возьмем те же расчетные данные, что и ранее. Площадь комнаты 20м2.

Соответственно на такой площади теплопотери составят – 2кВт/час

Ваша задача перекрыть полученные данные. То есть, вы должны уложить маты определенной мощности и на определенной площади так, чтобы итоговый результат от такого монтажа был либо равен, либо превышал расчетные тепло потери помещения.

Мы знаем, что полезная площадь, которую можно использовать под маты или греющий кабель в комнате – 8м2.

Исходя из этого высчитываем, какой мощности теплый пол нужно выбрать, чтобы его хватило для согревания комнаты как основного источника тепла.

Итого для нашей комнаты имеем:

Pтп= 2 / 8 = 0,25кВт/м2

При этом если вы проживаете в климатической зоне, когда несколько дней температура на улице может опуститься до -30 градусов, рекомендуется к этой мощности добавить еще +25%.

Если такого мощного мата или кабеля нет в наличии, то попробуйте увеличить полезную площадь укладки и сделать расчет заново.

Потребление

Таблица расхода электроэнергии

Чтобы иметь представление, сколько потребляет теплый пол, необходимо подсчитать тепловые потери помещения. Произвести расчеты возможно самостоятельно, проанализировав основные факторы, влияющие на это. На потребление энергии теплым полом влияют такие факторы:

• С какой целью используется система: для обогрева комнаты или для создания комфортной обстановки.
• Насколько хорошо произведена теплоизоляция в помещении. Чем качественнее утеплены стены, двери и окна, тем меньшее количество электроэнергии, расходуемое электрическими полами.
• Сезонность и климат. Во время низких температур и холодной погоды расходы повышаются.
• Вариант напольного покрытия.
• Количество человек, проживающих в квартире или доме. Если членов семьи несколько, электрический пол должен работать чаще. Если проживает один человек, часто отсутствует, то налицо реальная экономия, когда полы можно не включать.
• Личные предпочтения человека, желаемый температурный режим. Данные показатели субъективны.
• Вид терморегулятора, наличие теплоизоляции. Некоторые виды оборудования позволяют экономить более трети электричества, по сравнению с аналогами.

Потребляемая мощность теплого пола зависит от таких параметров:

• При обогреве комнаты мощность электрического пола составляет до двухсот ватт на квадратный метр.
• При использовании системы для повышения комфортности пребывания в помещении мощность электропола колеблется в пределах ста десяти – ста шестидесяти ватт на метр квадратный.

При достижении установленной температуры энергопотребление снижается, происходит поддержание установленных параметров. Система работает в режиме чередования включения и выключения. В среднем, за час оборудование функционирует около пятнадцати минут, за двадцать четыре часа – не более шести часов.

Разнообразие вариантов теплого пола велико. В системе электрического подогрева выделяют такие подвиды:

• Кабельный теплый пол электрический. Данный вид обогрева применялся в самом начале зарождения подобной технологии. Представляет собой конструкцию из готовых матов, прикрепляются к основанию при помощи специального клея для плитки. Сверху на маты укладывают кафель, делают стяжку для установки ламината, линолеума и других декоративных покрытий. Вариант интересен тем что дает возможность по-разному прогревать пол в одном помещении, прогревает отдельные сегменты пола до различной температуры.
• Пленочный теплый пол занимает лидирующие позиции при установке системы. Тонкая пленка может применяться под любое напольное покрытие, за исключением кафеля. Преимуществом пленочного теплого пола является его экономичность, практичность и долговечность. Потребление электроэнергии пленочным теплым полом, по словам экспертов, считается минимальным в сравнении с существующими вариантами.
• Инфракрасный теплый пол. Суть данного варианта в обогреве окружающих предметов, а не воздуха. Они отдают накопленное тепло в помещение, что делает процесс нагревания более эффективным. Инфракрасные полы потребляют не много электричества. Согласно наблюдениям специалистов, среди существующих вариантов электрического теплого пола, данный вариант потребляет минимальное количество электричества и считается самой экономной системой подогрева пола.

Теплый пол

Основным недостатком электрических теплых полов называют их энергопотребление. Но то преимущество, которое дает система, примеряет с данным фактом. Снизить объемы энергопотребления возможно путем установки специальных приспособлений, как, например, программируемый терморегулятор. Можно задать определенный режим работы и получить почти пятидесятипроцентную экономию ресурсов.

Водяной теплый пол позволяет подогревать помещение при подключении к центральной теплосети. Но данный вариант не показал эффективности при установке в многоквартирных домах, если температура теплоносителя нестабильна, также требует разрешительных документов

Специалисты рекомендуют обратить внимание на другие варианты обогрева пола

Чтобы система подогрева была эффективной, следует тщательно изучить существующие варианты и подобрать максимально уместный.

Если вы сомневаетесь, устанавливать ли систему теплого пола, поинтересуйтесь информацией у специалистов и тех, кто уже использует вариант подогрева пола. Целесообразно устанавливать систему, если:

1. В доме нет индивидуальной системы отопления.
2. Новая и качественная стяжка пола. Чтобы не проводить демонтажные работы, можно установить пленочный электрический пол.
3. Необходимость дополнительного обогрева к основной системе отопления.