Система «тёплый пол» – популярный вариант утепления полов в помещениях различного назначения. Высокие технические возможности тепловой конструкции обеспечивают эффективный результат. В комнате всегда присутствует стабильно комфортный микроклимат. Этот вид обогрева абсолютно безопасен для здоровья человека. К тому же имеет привлекательные стороны, среди которых удобство, экономия, возможность расстановки мебели на своё усмотрение.

Система используется в качестве основного или дополнительного источника получения тепла. Во втором случае тёплый пол является более сложным, поскольку предполагает разнообразные технические включения, наличие надёжного управления и регулировки. Исходя из выбранной вариации, рассчитываются основные рабочие параметры тепловой конструкции.

Корректное функционирование тёплого водяного пола зависит от того, насколько верно проведены необходимые расчёты и монтаж его составляющих.

Данные для расчётов

При расчётах и создании проекта опираются на особенности помещения (назначение, площадь, конфигурация), а также на выбранный тип подогрева пола – центральное или вспомогательное. Оптимально создание поэтажного плана, в котором фиксируются все требуемые размеры и параметры. Не исключается самостоятельное выполнение расчётов, но при условии, что все необходимые замеры будут выполнены правильно и с максимальной точностью.

Для установления величины теплопотери необходимо располагать следующей информацией:

• вид стройматериалов, из которых возводились стены и другие элементы домостроения;
• размер, количество, окон;
• особенности остекления, в том числе модель профиля, стеклопакета;
• точная площадь помещения;
• высота этажа;
• особенности температурного режима в местности нахождения постройки;
• наличие теплоизоляции пола, стен, потолка;
• присутствие либо планирование установки других источников обогрева;
• желаемая температура в комнате;
• предполагаемая толщина изоляционного слоя пола;
• тип напольного покрытия (паркет, линолеум, прочее).

Учёт всех этих показателей при проведении расчётов даёт возможность получить действительно эффективную отопительную систему.

Расход трубы тёплого пола в зависимости от шага петли

Фото: водяной тёплый пол

Сколько потребуется труб для водяного тёплого пола зависит от шага петли. Опираясь на таблицу, можно безошибочно посчитать нужное количество материала.

Для помещений различного функционального назначения рекомендуется разный шаг укладки труб:

• жилые – 150-200 мм;
• бассейны, санузлы – 100 мм.

Экономия на трубах не всегда оправдана, поскольку при монтаже с большим шагом, например, в 200-300 мм в процессе пользования системой обнаруживаются непрогретые места. Ходить босиком по плохо прогретому полу не всегда комфортно.

Соблюдение рекомендуемых расстояний между трубами при температуре поверхности пола в 25-26 °С позволяет поддерживать в комнате температуру воздуха на приятном уровне в 22 °С.

Мощность тепловой системы зависит от следующего:

• температуры теплоносителя, который способен подогревать пол до 30 °С, однако чаще этот показатель варьируется в пределах 45- 50 °С;
• величины нагрева воздуха внутри комнаты (при невысокой температуре поток тепла повышается);
• шага уложенных труб, поэтому для улучшения теплоотдачи допускается уменьшение расстояния между трубами в отопительном контуре.

На уровень нагрева пола существенное влияние оказывает материал, из которого изготовлено напольное покрытие. По этой причине предпочтение отдавать тем изделиям, которые хорошо пропускают тепло. С данной технической точки наилучшим считается кафель, худший вариантом – пластик и древесина.

При расстоянии между трубами в 250 мм и наличии кафельного покрытия для подогрева помещения до 18 °С потребуется израсходовать 82 Вт/м². Уменьшение шага на 100 мм ведёт к возрастанию теплоотдачи до 101 Вт/м², а при шаге в 100 мм увеличивается до 117 Вт/м².

Особенности проектирования

Все расчёты нужно выполнять предельно внимательно. Малейшая ошибка в проектировании после установки отопительной напольной системы чревата существенными проблемами, которые устраняются только при полном либо частичном снятии стяжки. Исправление недочётов влечёт за собой повреждение внутренней отделки комнаты, потери времени, нервов и дополнительным финансовым затратам.

Температура поверхности подогревающего пола для разных видов помещений:

• жилые –29 °C;
• зоны возле наружных стен – 35 °C;
• ванная и участки помещений с повышенной влажностью – 33 °C;
• под паркет – 27 °C.

Кроме этого:

• при коротких трубах используется циркуляционный насос слабой мощности, что экономически выгодно;
• максимальная длина контура из труб Ø 1,6 см – не более 100 м;
• для контура из труб Ø 2 см – не больше 120 м.

Правила расчёта

Для обустройства системы водяного теплого пола на площади 10 м² оптимально применить:

• 65 м трубы Ø 16 мм;
• насос с расходом 2 л/мин.;
• контуры должны иметь равноценную длину, допускаемая разница не должна превышать 20%;
• расстояние между трубами – 15 см.

При расчётах не забывать о том, что различие между температурой поверхности пола и носителем тепла может достигать разницы в целых 15 °C.

Трубная система в основном монтируется «улиткой», для которой характерны плавные изгибы. Укладка без крутых поворотов содействует равномерному распространению тепла по всей площади поверхности, заодно исключаются чрезмерные гидравлические потери. При прокладке труб возле наружных стен необходимо соблюдать расстояние в 10 см. Для получения качественного и правильного крепления заранее делают разметку.

Фото: укладка тёплого пола “улиткой”

Расчёты труб и мощности

Все результаты замеров используются для расчётов, позволяющие подобрать необходимой мощности тепловой насос, оптимальную модель электрического либо газового котла, определить нужное расстояние между монтируемыми трубами.

Основные характеристики труб разных типов:

• нержавеющие гофрированные. Высокая эффективность, отличаются качественной теплоотдачей. Самый лучший вариант для водяного подогрева пола;

Фото: нержавеющие гофрированные трубы

• медные. Имеют высокий показатель отдачи тепла, но дорогие;
• сшитые полиэтиленовые. Являются бюджетными изделиями;
• металлопластиковые. Идеальное сочетание качества и цены;
• пенопропиленовые. Доступная стоимость, низкая проводимость тепла.

Имеется несколько способов, позволяющие примерно узнать нужную мощность системы, которая сможет обеспечить ожидаемый тепловой режим. Обычно используется формула Q = V × Pt × k / 860, где:

• V – площадь помещения;
• Pt – разница между наружной и комнатной температурой;
• k – коэффициентный показатель рассеивания.

Она является универсальной, по ней можно определять мощность для любых помещений с разной высотой потолка. Коэффициент распространения тепла зависит от качества теплоизоляции постройки. При подсчёте в преимуществе берётся средняя величина – 1,0-1,5.

Сделать вычисления быстро и без ошибок позволяют специальные компьютерные программы. При использовании таких утилит непременно учитывать выбранный метод установки всех комплектующих и промежуточное пространство между трубами.

Основными параметрами системы являются:

• нужная длина нагревательного контура;
• ритмичное разделение вырабатываемого тепла;
• допустимая максимальная граница тепловой нагрузки.

Для помещений больших площадей не исключена возможность увеличения расстояния между укладываемыми трубами (от 5 до 60 см) с синхронным повышением режима температуры теплоносителя.

Наилучшее соотношение шага и тепловой активности:

Убедиться в том, насколько действенно система будет справляться со своими функциями в качестве основного или дополнительного источника тепла поможет предварительный расчёт.

Черновые расчёты теплового контура

Плотность теплового потока, который отдаёт каждый квадратный метр тёплых полов, вычисляется при помощи формулы g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²). Присутствующие в ней значения означают следующее:

• g – уровень плотности теплового потока;
• Q – итоговый показатель потерь тепла в комнате;
• F – площадь пола под подогрев.

При установлении показателя Q учитывается ряд моментов:

• площадь всех окон;
• средняя высота потолков в помещении;
• теплоизоляционные особенности полов, стен и крыши.

Если обогревательная система будет использоваться как дополнение к основному теплоносителю, суммарную величину теплопотерь рассчитывают в виде процентных показателей.

При определении параметра F учитывается только зона пола, которая будет непосредственно участвовать в обогревательном процессе. В тех местах, где находится мебель и другие интерьерные предметы, делается отступ приблизительно в 50 см.

Средняя температура теплоносителя при нагревательном контуре определяется по формуле ΔТ (°С) = (TR + TO) / 2, в которой:

• TR – величина температуры на входе в контур;
• ТО – величина температуры на выходе из контура.

Оптимальной температурой на входе и выходе для стандартного теплоносителя считается:

• 55-45 °C;
• 50-40 °C;
• 45-35 °C;
• 40-30 °C.

Температура на участке подачи не должна превышать 55 °С, с условием, что температурный показатель обратки имеет разницу не более в 5 °С. Исходя из полученных результатов по величинам g и ΔТ подбираются трубы нужного диаметра и расстояние шага.

В Интернете можно найти специальные таблицы расчёта потока тепла для пола из разного материала. Сверяясь с ними, легко и быстро подобрать верные технические решения для паркетного, керамического, синтетического, коврового или другого напольного покрытия различной толщины.

Важным моментом в вычислениях является установление примерной длины труб, которые будут задействованы в системе. Параметр определяется в такой последовательности:

• величина площади подогреваемого пола (в м²) делится на величину шага между проложенными трубами в м;
• к полученному результату прибавляется несколько дополнительных метров, которые уйдут на повороты труб и на подключение к коллекторам.

Когда будет известна необходимая длина и диаметр трубных элементов, определяют параметр объёма и скорости носителя тепла. Оптимальной величиной считается 0,15-1 м/сек. Если скорость получается больше, нужно взять трубы с большим диаметром.

При выборе насоса для отопительной системы основополагающим является показатель расхода теплоносителя с резервом в 20%. Допустимое возрастание параметра отвечает показателю гидравлического сопротивления в трубах.

Если требуется приобрести насос для нескольких систем отопления, следует учитывать мощность агрегатов с суммарным расходом всех эксплуатируемых контуров.

Советы и рекомендации

Вычисление параметров всех составляющих отопительной системы для пола – ответственный шаг, поэтому здесь никакие ошибки недопустимы. Если имеются сомнения в правильности расчётов, лучше обратиться к профессионалам, которые занимаются установкой систем водяных тёплых полов и других внутренних инженерных коммуникаций.

Альтернативным вариантом является онлайн-калькулятор, значительно упрощающий процедуру подсчётов. Существуют базовые и инженерные калькуляторы. Первые требуют минимум данных, дают приблизительные расчёты, которые позволяют оценить общий размер будущего монтажного процесса. Вторым необходимы обширные исходные данные, выдают результаты, которые позволяют подобрать все элементы отопительной системы, провести её оптимизацию.

На что обратить внимание:

• для старых домостроений, не имеющих должной теплоизоляции, установка только одних тёплых водяных полов как единственного источника тепла не подходит. Нецелесообразность монтажа системы обусловлена малой эффективностью и повышенным расходом электроэнергии. Идеальный вариант – наличие других источников получения тепла, а тёплый пол как дополнение;
• для экономного расхода энергоресурсов и получения максимально комфортного воздуха в помещении тёплый пол можно дополнительно укомплектовать покомнатным регулятором;
• для системы предпочтителен теплоноситель с пониженной температурой, например, конденсационные котлы, тепловые насосы. Подключение к этим устройствам осуществляется при помощи смесительных узлов, позволяющие регулировать интенсивность подачи тепла, исходя из погодных условий;
• оптимальная толщина стяжки над трубами системы – 50 мм. При ручной укладке стяжки для приготовления раствора рекомендуется использовать материалы высокого качества (цемент М 400, чистый песок, щебень зернистости до 10 мм). Компоненты берутся в пропорциях 1:3:3;
• деформационные трещины (организованные швы) являются своеобразной защитой напольного покрытия от разрушения, которое происходит на фоне температурных расширений при работающей системе. Такие швы делаются возле дверных проёмов, а также, если:
• • размер комнаты превышает 40 м²;
  • длина стены более 8 м либо соотношение сторон больше, чем один к двум;
  • периметр помещения имеет изломанную конфигурацию.

Оптимальные параметры системы тёплый пол:

• теплопотери – 80 Вт/м²;
• идеальная длина контура – 80 м, но не более 120 м;
• шаг монтажа труб – 100-200 мм;
• гидравлическое сопротивление – до 3,5 м;
• максимальный расход в контуре с перепадами температур на входе и выходе при 8-10 °С должен составлять 2 л/мин.;
• толщина теплоизоляционного слоя на межэтажных перекрытиях – не менее 30 мм, на почве – не меньше 50 мм;
• обязательно наличие деформационных швов, отстенной изоляции, напольной стяжки.

Владельцы частных домов и квартир иногда сомневаются, что тёплого пола может быть достаточно для полноценного обогрева помещения, поскольку температура в такой системе сравнительно невысокая. Убедиться в том, сможет ли такая отопительная конструкция обеспечить подачу тепла должного уровня позволяют специальные вычисления. От того, насколько грамотно проведены все технические расчёты, зависит качество напольного отопления. Верные подсчёты помогут избежать ненужных финансовых расходов, сэкономить затраты в период работы и обслуживания системы.