Как рассчитать тёплый водяной пол

Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола – с необходимыми пояснениями

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.

Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола

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.

Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола

Пояснения по проведению расчетов длины контура

Существует немало схем укладки труб контуров водяного «теплого пола». Одним из основополагающих параметров является шаг укладки, то есть расстояние между соседними параллельными петлями, как показано на иллюстрации.

Иллюстрация наглядно показывает, что такое шаг укладки.

Очевидно, что чем меньше шаг, тем больше будет теплоотдача от уложенного контура. Но одновременно с этим будет расти и длина трубы, необходимая для реализации такой схемы.

Обычно шаг выбирается от 100 мм (в том случае, если «теплый пол» становится основным источником обогрева помещений) до 300 мм (если он будет лишь «помощником» главной системе отопления).

Меньше 100 мм сделать шаг практически невозможно по технологическим соображениям (труба на малом радиусе изгиба может переломиться), а свыше 300 – неизбежно появится эффект «зебры», то есть чередование теплых и холодных полос на поверхности пола.

Калькулятор поможет определить длину контура при выбранном шаге укладки для конкретной площади участка, на котором будет производиться монтаж. При этом учитывается еще один скрытый коэффициент – на изгиб труб.

В том случае, если длина контура с трубой диаметром 16 мм превышает 70÷80 мм, а диаметром 20 мм – 100 ÷ 120 м, придется или увеличивать шаг укладки, или делить участок на два (или больше) контура приблизительно одинаковой длины. В противном случае не исключен эффект «закрытой петли», при котором циркуляционный насос просто не в силах будет преодолеть гидравлическое сопротивление труб, и движение теплоносителя по ним прекратится.

Нередко при составлении монтажных схем используют неравномерный шаг укладки, например, уплотняя его к холодным стенам или разрежая на участках, не требующих сильного подогрева. В этом случае придется провести расчет для каждого участка с определенным шагом укладки отдельно, а затем – суммировать результат.

Конечный результат выдается в метрах. ВАЖНО: он не учитывает участка контура до соединения с коллектором, если последний расположен на некотором удалении от обогреваемой площади.

Как рассчитать водяной теплый пол

Водяной теплый пол — идеальный вариант для отопления частного дома, коттеджа или квартиры с автономным отоплением. Теплый водяной пол считается наиболее экономичным в эксплуатации.

Но для того чтобы его создать, нужны знания, время и навыки.

Как правильно произвести расчет водяного теплого пола так, чтобы он действительно грел и мог использоваться в качестве основного источника отопления? Мы собрали для вас подробную информацию по данной тематике.

Как выполнить правильный подсчет

Для того чтобы рассчитать систему теплого пола, необходимо предусмотреть множество нюансов. Здесь все имеет значение — мощность котла, толщина труб, напольное покрытие, наличие утеплителя и др.

Принципиальная схема классического теплого водяного пола

При расчете используйте эти правила:

Если вы затрудняетесь с правильным расчетом, то всегда можете обратиться за помощью к профессионалам или воспользоваться многочисленными онлайн-сервисами. Они работают по методу коэффициента (эталонного теплого пола).

Расчет сделать очень просто — вы задаете размеры комнаты, нужную температуру, наличие утеплителя, толщину стяжки и тип напольного покрытия, а программа выдает вам длину и диаметр трубы, наиболее эффективную схему раскладки и другие важные значения.

Рекомендуемая температура

Система теплый пол хороша тем, что считается низкотемпературной. Обычно теплоноситель редко прогревается выше 40 градусов на выходе из котла. Температура на входе в коллектор в таком случае при правильном расчете и монтаже 35 градусов, а температура поверхности пола примерно 30 градусов. Расчет водяного теплого пола делается исходя из следующих параметров:

Теплый водяной пол создает в комнате идеальный климат и не сушит воздух

Какую трубу выбрать?

Теплый водяной пол состоит из труб, подключенных к коллектору. Трубы могут быть:

Если у вас ограниченный бюджет, то используйте качественные бесшовные металлопластиковые трубы. Помните, что их нельзя сращивать в стяжке, поэтому используйте цельные бухты при прокладке.

Способы укладки трубы

Существует три основных способа укладки:

Классическая укладка змейкой для теплого пола

Змейка обычно используется в небольших помещениях с низкими теплопотерями. Труба заводится в комнату, раскладывается в виде вытянутой синусоиды, а затем выходит вдоль стены к коллектору.

Основной недостаток такой системы в том, что теплоноситель постепенно остывает, поэтому температура на входе и в конце комнаты может сильно отличаться. К примеру, при длине трубы в 70 метров разница может быть до 10 градусов. Поэтому змейку используют только в маленьких комнатах.

Сгиная трубу, помните, что нельзя допустить ее переламывания (обычный металлопластик выдерживает изгиб до 5 диаметров).

Способ укладки улитка — более универсальный и экономный

Укладка улиткой более практична. Такой способ позволяет сэкономить до 15% трубы, а температурный перепад практически не чувствуется. Укладывать трубу улиткой несколько сложнее. Сначала ее прокладывают по периметру стен, а затем изгибают на 90 градусов и закручивают обратно. Получается, что теплые и холодные трубы чередуются друг за другом, поэтому поверхность равномерно прогревается.

Универсальная укладка подразумевает под собой объединение улитки и змейки в одном помещении.

Подготовка к укладке

Итак, вы уже провели расчет длины трубы для теплого пола, выбрали способ укладки и напольное покрытие. Теперь вам необходимо приобрести:

Также вам понадобится песчано-цементная смесь для создания стяжки.

Перед началом работ вам необходимо будет подготовить поверхность. Если у вашего пола большие перепады (более 1 сантиметра на 4 метра), то его необходимо выровнять. Заделайте шпатлевкой все щели, трещины, неровности. Затем уложите на пол гидроизоляцию (обычную целлофановую пленку толщиной 200 мкм), заводя ее на стены.

Затем наклейте по периметру комнаты демпферную ленту толщиной в 10-15 мм — за счет ее стяжка будет играть, расширяясь и сужаясь при изменении температуры. Если сэкономить на ленте, то стяжка гарантированно лопнет.

Сверху на пленку укладывается утеплитель — он используется для того, чтобы тепло не уходило в землю.

Трубу необходимо хорошо закрепить стяжками к сетке и заполнить водой под давлением перед заливкой стяжки

Сверху на утеплитель укладывается отражающая подкладка (из фольги), на нее армирующая сетка, и только потом трубы. Затем вся эта конструкция заливается стяжкой толщиной в 30-50 мм.

Как выбрать котел?

Котел выбирается по мощности. Если вы считали полы в программе, то получили значения мощности для каждой комнаты. Сложите их, и получите мощность вашего будущего котла.

Обычно минимальная мощность современных котлов 24 киловатта. Этого достаточно для отапливания дома площадью до 120 м2 (при стандартной высоте потолков до 3 метров).

В большинстве котлов есть встроенный насос, поэтому приобретать его отдельно не нужно. На входе и выходе котла рекомендуется устанавливать пластиковые запорные клапаны.

Если вдруг вам придется снимать котел на обслуживание или ремонт, то вам не придется сливать всю воду из системы — вы просто закроете клапаны.

Как выбрать коллектор?

Коллектор служит для распределения количества теплой воды, проходящей через контур. Коллектор выбирается исходя из количества контуров в вашем полу.

Простейшее устройство имеет только механические запорные краны, которыми вручную можно отрегулировать давление и температуру в ветках.

Более продвинутые имеют сервоприводы и смесители — ими можно задавать температуру с точностью до одного градуса.

Коллектор устанавливается в специальный ящик, в которой заводятся все трубы. Старайтесь подобрать для него такое место, чтобы он находился в центре дома. Также учитывайте, что коллектор должен быть выше всех труб, сходящихся к нему, иначе система завоздушится и не будет правильно работать. Горячая вода от котла входит в нижнюю часть коллектора, горячая выходит из верхней.

Так выглядят два коллектора в ящиках для системы теплого водяного пола

Это вся информация о том, как рассчитать водяной теплый пол. Если сомневаетесь в подсчете, то используйте специальную программу или обратитесь к более опытным товарищам. Но, в целом, в этом нет ничего сложного. Соблюдайте наши рекомендации и все получится!

Как рассчитать теплый пол – варианты, примеры расчетов, инструкция

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.

Как рассчитать теплый пол

Классификация теплого пола

Что может повлиять на теплоотдачу?

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.

Теплый пол своими руками

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.

Схема теплого пола под стяжку

Труба для теплого пола

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;

Как рассчитать площадь комнаты

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

Варианты схем укладки нагревательного кабеля

• 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.

При расчете теплого пола нужно учитывать многие моменты

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.

Схема установки электрических универсальных нагревательных матов для теплого пола

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.

Монтаж водяного теплого пола

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.

Электрический теплый пол

Если в период использования системы потери тепла не превышают 100 Вт/м2, 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/м2, 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/м2. В ванной или санузле – не менее 140 Вт/м2 из-за высоких показателей влажности.

Что касается электрического пола, в этом случае минимальная мощность должна быть равна 120 Вт/м2.

Электрический теплый пол под плитку

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

ПомещениеМощность, Вт/м кв.

Балкон и лоджия
180

Ванная, санузел
140-150

Жилые комнаты и кухня, расположенные на 2 и выше этажах
120-130

Жилые комнаты и кухня, расположенные на 1 этаже
140-150

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).

Сенсорный программируемый терморегулятор

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.

Двужильный кабель для теплого пола

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 м2 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.

Рассчитываем электрический теплый пол

Как рассчитать тёплый водяной пол

Посмотрим, сколько материалов потребуется для обустройства в помещении водяной системы подогрева. Расчет количества труб на 1 м2 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/м2. Площадь квартиры, где будет обустраиваться система теплого пола, возьмем равную 80 м2.

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%.

Водяной теплый пол

Таблица. Расчет трубы в зависимости от шага петли.

Шаг, смРасход, 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 м2 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.

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.

Калькулятор длины контура труб теплого пола

Ссылка на источник.

Дополнительные расчеты

Рассмотрим, как происходит расчет гидравлический. Он необходим для выяснения мощности приобретаемого насоса. Потери для прямой трубы длиной 10 м, диаметром 16 мм и толщиной стенок 2 мм составят 1600 Па. Повороты на 180 градусов – по 40 Па каждый.

Тогда для помещения площадью 18 м2 с длиной и шириной стен 5,6 и 3 м соответственно при монтаже системы водяного пола змейкой гидравлические потери составят 18 680 Па. Цифра получилась путем следующих вычислений: значение ширины комнаты 3 делятся на шаг 0,15. Получается 20 прямых участков трубы. Потери всех прямых участков: 20х5,6х160 = 17 920 Па.

На поворотах ГП составят 19х40 = 760 Па. Таким образом, сложив 760 и 17 920 Па, получаем значение 18 680 Па.

Коллектор с установленным насосом

Значит, чтобы система работала правильно, потребуется, чтобы через 1 м ее длины проходило не менее 2,4 л/час теплоносителя.

Точно рассчитать производительность можно так: расход теплоносителя РТН = 0,86хМК/РТ, где МК – мощность контура в кВт, РТ – разница температур в подающем и приемном участке трубы.

Исходя из выше проведенных расчетов, для той комнаты пригодится насос, который сможет перекачивать 0,172 м3/час (0, 86х2/10).

Видео – Какие расчеты нужно для теплых полов

Пример приблизительного расчёта

Рассмотрим на простом примере, как рассчитать обогреваемую площадь и мощность электрического пола на кухне, которая располагается на первом этаже. Пол будет использоваться в качестве дополнительного источника тепла. Площадь помещения равна 10 м2.

Из нее требуется вычесть площади, занимаемые холодильником и мебелью – 0,36 м2 и 2,4 м2. От стен при прокладке контура стоит отступить примерно на 5-10 см – это составит около 0,5 м2.  Таким образом, получаем 10 – 0,36 – 2,4 – 0,5 = 6,7 м2.

Это значение равно той площади пола, под которой будет обустроен электрообогрев. Для кухни, расположенной на первом этаже (то есть снизу помещения находится холодный подвал), при условии дополнительного обогрева достаточной будет мощность пола 140 Вт/м2.

Теперь требуется умножить площадь обогреваемого пола 6,7 м2 на 140 Вт/м2. Получается, что мощность нагревательной системы должна быть 930 Вт.

Расчет теплого пола своими руками

Расчет длины трубы теплого пола с помощью SketchUP

Шаг 1. В программе рисуется макет комнаты с указанием ее размеров и дверных проемов.

Рисуется макет комнаты

Шаг 2. Макет комнаты размечается сеткой с нужным шагом укладки трубы.

Макет размечается сеткой

Шаг 3. По сетке рисуется схема расположения труб.

Схема расположения труб теплого пола

Шаг 4. Чтобы точнее рассчитать расход, углы в схеме скругляются.

Далее углы скругляются

Шаг 5. Теперь достаточно выделить всю трассу и посмотреть ее длину.

Определяется длина трассы

Расчет всех показателей теплого пола, в том числе длины труб, мощности и многого другого – процесс, требующий ответственного подхода. От того, насколько точны результаты, будет зависеть и качество всей работы.

Расчет теплого пола: пример расчета для водяной системы

На эффективность теплого пола оказывают влияние многие факторы. Без их учета даже при условии, что он правильно смонтирован, и для его устройства применены самые современные материалы, отдача от него не оправдает ожиданий.

По этой причине монтажным работам обязательно должен предшествовать грамотный расчет теплого пола, и только тогда можно гарантировать хороший результат.

Исходные данные для расчета

Изначально правильно спланированный ход проектных и монтажных работ избавит от неожиданностей и неприятных проблем в дальнейшем.

При расчете теплого пола необходимо исходить из следующих данных:

• материала стен и особенностей их конструкции;
• размеров помещения в плане;
• вида финишного покрытия;
• конструкции дверей, окон и их размещения;
• расположения элементов конструкции в плане.

Для выполнения грамотного проектирования требуется обязательный учет установленного температурного режима и возможности его регулировки.

Для проведения грубого расчета принимается, что 1 м2 отопительной системы должен возмещать потери тепла в 1 кВт. Если водяной обогревательный контур используется как дополнения к основной системе, то он обязан покрывать только часть теплопотерь

Существуют рекомендации по поводу температуры у пола, обеспечивающей комфортное пребывание в помещениях разного предназначения:

• 29⁰ — жилая зона;
• 33⁰ — ванна, помещения с бассейном и другие с высоким показателем влажности;
• 35⁰ — пояса холода (у входных дверей, наружных стен и т.п.).

Превышение этих значений влечет за собой перегрев как самой системы, так и финишного покрытия с последующей неизбежной порчей материала.

Проведя предварительные расчеты, можно выбрать оптимальную по личным ощущениям температуру теплоносителя, определить нагрузку на обогревательный контур и приобрести насосное оборудование, безукоризненно справляющееся со стимулированием движения теплоносителя. Его подбирают с двадцатипроцентным запасом по расходу теплоносителя.

На стадии проектирования следует решить, будет ли теплый пол основным поставщиком тепла или станет использоваться лишь как дополнение к радиаторной отопительной ветке. От этого зависит доля потерь тепловой энергии, которые ему предстоит возмещать. Она может составить от 30 до 60 % с вариациями.

Много времени уходит на прогрев стяжки мощностью более 7 см. Поэтому при устройстве водяных систем стараются не превышать указанный предел.

  Наиболее подходящим покрытием по водяным полам считается напольная керамика, под паркет из-за его сверхнизкой теплопроводности теплые полы не укладывают

Время нагрева водяного пола находится в зависимости от толщины элементов входящих в стяжку. Вода как теплоноситель очень эффективна, но сама система отличается сложностью в монтаже.

Определение параметров теплого пола

Целью расчета является получение величины тепловой нагрузки. Результат этого расчета влияет на последующие предпринимаемые шаги. В свою очередь, на тепловую нагрузку влияет среднее значение зимней температуры в конкретном регионе, предполагаемая температура внутри комнат, коэффициент теплопередачи потолка, стен, окон и дверей.

Причиной потери тепла служат плохо утепленные стены, окна, двери дома.

Самый большой процент тепла уходит через систему вентиляции и крышу

Итоговый результат расчетов перед устройство теплого водяного пола будет зависеть и от наличия дополнительных нагревательных устройств, включая тепловыделение проживающих в доме людей и домашних питомцев. Обязательно учитывают в расчете наличие инфильтрации. Одним из важных параметров является конфигурация комнат, поэтому потребуется поэтажный план дома и соответствующие разрезы.

Методика расчета потерь тепла

Определив этот параметр, вы узнаете, сколько тепла должен вырабатывать пол для комфортного самочувствия людей, находящихся в комнате, сможете подобрать котел, насос и пол по мощности. Другими словами: теплота, отдаваемая отопительными контурами, должна компенсировать теплопотери строения. Связь между этими 2 параметрами выражает формула:

Mп = 1,2 х Q

Здесь: Mп — требуемая мощность контуров, Q — потери тепла.

Для определения второго показателя оформляют замеры и вычисления площади окон, дверей, перекрытий, наружных стен. Так как пол будет обогреваться, площадь этой ограждающей конструкции не учитывается. Замеры делают по внешней стороне с захватом углов здания.

В расчете будет учитываться и толщина, и коэффициент теплопроводности каждой из конструкций. Нормативные значения коэффициента теплопроводности (λ) для наиболее часто используемых материалов можно взять из таблицы:

Из таблицы можно взять значение коэффициента для расчета. Важно узнать у фирмы-поставщика значение термического сопротивления материала в случае, если устанавливают окна из металлопластика

Подсчет теплопотерь выполняют отдельно для каждого элемента здания, используя формулу:

Q = 1/R х (tв — tн) х S х (1+ ∑β)

Здесь: R обозначает термическое сопротивление материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция.

Находят его, разделив толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала, из которого она изготовлена:

R = δ / λ

Символом S обозначена площадь конструктивного элемента, tв и tн — температура внутренняя и наружная соответственно. При этом второй показатель берут по наиболее низкому значению. β — дополнительные потери тепла, связанные с ориентацией здания относительно сторон света.

Этой таблицей удобно пользоваться при расчете потерь тепла всех основных ограждающих конструкций постройки с учетом ее ориентации

Если рассмотреть вопрос на любом примере расчета водяного теплого пола, он становится более понятным.

Допустим, стены дома для непостоянного проживания, толщиной 20 см, выполнены из газобетонных блоков. Суммарная площадь ограждающих стен с вычетом оконных и дверных проемов 60м².

Наружная температура — минус 25 внутренняя — плюс 20, а конструкция ориентирована на юго-восток.

Конкретный пример расчета

Учитывая, что коэффициент теплопроводности блоков λ = 0,3 Вт/(м°хС), можно вычислить R = 0,2/0,3 = 0,67 м²°С / Вт. Наблюдаются потери тепла и через слой штукатурки. Если ее толщина 20 мм, то Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м²°С / Вт. Сумма этих 2 показателей даст значение потерь тепла через стены: 0,67 + 0,07 = 0,74 м²°С / Вт.

Имея все исходные данные, подставляют их в формулу и получают теплопотери комнаты с такими стенами:

Q = 1 / 0,74 х (20 — (-25)) х 60 х (1 + 0,05) = 3831,08 Вт.

Таким же образом вычисляют потери тепла через остальные ограждающие конструкции: окна, дверные проемы, кровлю.

Тепла отдаваемого контурами отопления может быть недостаточно для нагрева воздуха внутри дома до нужной величины, если их мощность занижена. При избыточной мощности будет иметь место перерасход теплоносителя

Для определения теплопотерь через потолок принимают его термическое сопротивление равным значению для планируемого или имеющегося вида утеплителя:

R = 0,18/0,041 = 4,39 м²°С / Вт.

Площадь потолка идентична площади пола и равна 70 м². Подставляв эти значения в формулу, получают потери тепла через верхнюю ограждающую конструкцию:

Q пот. = 1/4,39 х (20 — (-25)) х 70 х (1 + 0,05) = 753,42 Вт.

Чтобы определить потери тепла через поверхность окон нужно подсчитать их площадь. При наличии 4 окон шириной 1,5 м и высотой 1,4 м их общая площадь составит: 4 х 1,5 х 1,4 = 8,4 м².

Если производитель указывает отдельно тепловое сопротивление для стеклопакета и профиля — 0,5 и 0,56 м²°С / Вт соответственно, то Rокон = 0,5 х 90 + 0,56 х 10)/100 = 0,56 м²°С / Вт здесь 90 и 10 — доля, приходящаяся на каждый элемент окна.

Исходя из полученных данных, продолжают дальнейшие вычисления: Qокон = 1/0,56 х (20 — (-25)) х 8,4 х (1 + 0,05) = 708,75 Вт.

Наружная дверь имеет площадь 0,95 х 2,04 = 1,938 м². Тогда Rдв. = 0,06/0,14 = 0,43 м²°С / Вт. Q дв. = 1/0,43 х (20 — (-25)) х 1,938 х (1 + 0,05) = 212,95 Вт.

Так как наружные двери открываются часто, через них теряется большое количество тепла.

Поэтому важно обеспечить их плотное закрывание

В итоге теплопотери составят: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = Вт.

К этому результату добавляют еще 10% на инфильтрацию воздуха, тогда Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 Вт. Теперь можно определить и тепловую мощность пола Mп = 1,2 х 8146,85 = 9776,22 Вт или 9,8 кВт.

Необходимое тепло на нагрев воздуха

Если дом оборудован вентиляционной системой, то какая-то часть тепла, выделяемая источником, должна расходоваться на нагрев, поступающего извне, воздуха. Для вычисления применяют формулу:

Qв. = c х m х (tв — tн)

В ней: c = 0,28 кг⁰С и обозначает теплоемкость воздушной массы, а символом m обозначен массовый расход наружного воздуха в кг.

Получают последний параметр путем умножения общего объема воздуха, равного объему всех помещений при условии, что воздух обновляется каждый час, на плотность, изменяющуюся в зависимости от температуры.

Эта таблица хороший помощник при расчете количества тепла необходимого для нагрева воздушной массы поступающей в дом в результате принудительной вентиляции

Если в здание поступает 400 м3/ч. то m = 400 х 1,422 = 568,8 кг/ч. Qв. = 0,28 х 568,8 х 45 = 7166,88 Вт. В этом случае необходимая тепловая мощность пола значительно увеличится.

Расчет необходимого количества труб

Для устройства пола с водяным обогревом выбирают разные методы укладки труб, отличающиеся формой: змейка трех видов — собственно змейка, угловая, двойная и улитка. В  одном смонтированном контуре моет встречаться комбинация разных форм. Иногда для центральной зоны пола выбирают «улитку» а для краев — однин из видов «змейки».

«Улитка» — рациональный выбор для объемных помещений с простой геометрией. В помещениях сильно вытянутых или имеющих сложные очертание лучше применить «змейку»

Дистанцию между трубами называют шагом. Выбирая этот параметр нужно удовлетворить 2 требования: ступня ноги не должна чувствовать разницы температуры на отдельных зонах пола, а использовать трубы нужно максимально эффективно. Для пограничных зон пола рекомендуют применять шаг в 100 мм. На остальных участках можно сделать выбор шага в пределах от 150 до 300 мм.

Важное значение имеет теплоизоляция пола. На первом этаже ее толщина должна достигать минимум 100 мм. Для этой цели используют минвату или экструзивный пенополистирол

Для подсчета длины трубы есть простая формула:

L = S / N х 1,1

В ней фигурирует площадь контура (S), шаг (N),10% запас на изгибы (1,1). К итоговому значению добавляют отрезок трубы, проложенной от коллектора до разводки теплого контура как на обратке, так и на подаче.

Ознакомьтесь с примером расчета метража трубы для теплого пола, занимающего площадь 10 м². Коллектор удален от пола на 6 м, а труба уложена с шагом 0,15 м. Решение задачи простое: 10/0, 15 х 1,1 + (6 х 2) = 85,3 м. Используя металлопластиковые трубы длиной до 100 м, чаще всего выбирают диаметр 16 или 20 мм. При длине трубы 120-125 м сечение ее должно равняться 20 мм².

Одноконтурная конструкция подходит только для помещения с небольшой площадью. Пол в больших комнатах делят на несколько контуров в соотношении 1:2, обозначающем, что длина конструкции должна превышать ширину в 2 раза.

Вычисленное ранее значение — это протяженность трубы для пола в целом, но для полноты картины нужно выделить длину отдельного контура.

На этот параметр влияет гидравлическое сопротивление контура, определяемое диаметром выбранных труб и объемом воды подаваемой в единицу времени.

Если этими факторами пренебречь, потери давления будут настолько большими, что никакой насос не заставит теплоноситель циркулировать.

Если длина трубы на отрезке коллектор-разводка пола превышает 15 м, специалисты рекомендуют приплюсовать к табличным значениям 2 м²

Контуры одной длины — это случай идеальный, но на практике встречающийся нечасто, т.к площади помещений разного предназначения очень отличается и приводить длину контуров к одному значению просто нецелесообразно. Профессионалы допускают разницу в длине труб от 30 до 40%.

Величиной диаметра коллектора и пропускной способностью узла смешения определяется допустимое число петель, подключенных к нему. В паспорте на узел смешения всегда можно найти величину тепловой нагрузки, на которую он рассчитан. Допустим, коэффициент пропускной способности (Kvs) равен 2,23 м3/ч. При таком коэффициенте определенные модели насоса выдерживают нагрузку от 10 до 15 т. Вт.

Чтобы определить количество контуров нужно вычислить тепловую нагрузку каждого. Если площадь, занимаемая теплым полом, равняется 10 м², а теплоотдача 1 м² составляет 80 Вт, то 10 х 80 = 800 Вт. Отсюда, узел смешения сможет обеспечить 15 000/800 = 18,8 помещений или контуров площадью по 10 м².

Эти показатели максимальные, и применить их можно только теоретически, а в действительности цифру нужно уменьшить минимум на 2, тогда 18 – 2 = 16 контуров. Нужно при подборе коллектора смотреть, есть ли у него такое количество выводов.

Проверка правильности подбора диаметра труб

Чтобы проверить, правильно ли было подобрано сечение труб, можно воспользоваться формулой:

υ = 4 х Q х 10ᶾ/n х d²

Когда скорость соответствует найденному значению, сечение труб выбрано верно. Нормативные документы допускают скорость максимум 3 м/сек. при диаметре до 0,25 м, но оптимальным значением является 0,8 м/сек. т.к. при росте ее величины повышается шумовой эффект в трубопроводе.

Рассчитываем рециркуляционный насос

Чтобы система получилась экономичной нужно подобрать насос, обеспечивающий нужный напор и оптимальный расход воды в контурах. В паспортах насосов обычно указывают напор в контуре самой большой длины и суммарный расход теплоносителя во всех петлях. На напор оказывают влияние гидравлические потери:

∆ h = L х Q² / k1

В этой формуле:

Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

Q = k х √H

Здесь k — это коэффициент расхода. Профессионалы принимают расход на каждые 10 м² дома в пределах 0,3-0,4 л/с.

Среди составляющих теплого водяного пола особая роль отводится циркуляционному насосу.

Только агрегат, мощность которого на 20 % превышает фактический расход теплоносителя, сможет преодолеть сопротивление в трубах

Цифры, касающиеся величины напора и расхода, указанные в паспорте, нельзя воспринимать буквально — это максимум, а фактически на них оказывает влияние протяженность, геометрия сети. При слишком большом напоре уменьшают длину контура или увеличивают диаметр труб.

Рекомендации по выбору толщины стяжки

В справочниках можно найти сведения о том, что минимальная толщина стяжки составляет 30 мм. Когда помещение довольно высокое, под стяжку подкладывают утеплитель, повышающий эффективность использования тепла, отдаваемого отопительным контуром. Самым популярным материалом для подложки является пенополистирол. У него сопротивление теплопередачи значительно ниже, чем у бетона.

При устройстве стяжки, чтобы уравновесить линейные расширения бетона, периметр помещения оформляют демпферной лентой. Важно правильно выбрать ее толщину.

Специалисты советуют при площади помещения, не превышающей 100 м², устраивать 5 мм компенсирующий слой.

Если значения площади больше за счет длины, превышающей 10 м, толщину высчитывают по формуле: b = 0,55 х L. Символ L— это длина комнаты в м.