Грамотный расчет теплого пола и основные правила проектирования

Как монтируется водяной теплый пол (пирог теплого пола)

На вопрос — с чего начать, как сделать водяной теплый пол своими руками, ответ однозначный. Начинать нужно с тепловых расчетов и создания подробной схемы прокладки трубопроводов для использования системы теплых полов в качестве основного отопления. Вначале проводятся расчеты тепловых потерь помещений и необходимая мощность водяного обогрева полов. При отсутствии опыта и знаний настоятельно рекомендуется доверить эту непростую работу профессионалам, чтобы избежать разочарований и существенных материальных потерь в будущем.

Проектирование и расчет системы теплого пола

Для проведения тепловых расчетов можно применить специализированные компьютерные программы или использовать калькулятор расчета теплого водяного пола. Практика использования теплых полов, полученные статистические данные и опыт позволили систематизировать рекомендации — как сделать теплые полы от водяного отопления в доме.

Проектирование и расчет системы теплого пола

Делая тепловые расчеты, необходимо учитывать в первую очередь:

Проектирование и расчет системы теплого пола
  1. комфортный температурный режим каждого помещения;
  2. потери тепла в помещениях и на отдельных участках;
  3. гидравлическое сопротивление контуров;
  4. диаметр труб для контура теплого пола (10 — 20 мм);
  5. температуру теплоносителя после коллектора, обычно ее средняя величина 45 — 55 градусов;
  6. точные расчеты параметров подающих и управляющих узлов.
Проектирование и расчет системы теплого пола

Имея исходные данные можно легко нарисовать общую схему, на которой отметить основные магистрали и место расположения коллекторного узла. В коллектор для теплого водяного пола обычно устанавливается специальный (трехходовой или двухходовой) клапан для регулировки температуры теплоносителя методом смешивания. Контуры имеют значительную протяженность (до 80 метров), поэтому система снабжается циркуляционными насосами. Для больших площадей помещений не следует упрощать систему, лучше сделать несколько контуров обогрева с длиной трубопроводов не больше 100 метров.

Проектирование и расчет системы теплого пола

Проектировщики и специалисты по отопительным системам дают ряд рекомендаций, в частности, перед тем, как самому сделать водяной теплый пол нужно соблюсти определенные правила по монтажу контура в качестве основного метода отопления жилища.

Проектирование и расчет системы теплого пола

Суть этих правил заключается в следующем:

Проектирование и расчет системы теплого пола
  • из двух методов укладки труб (змеевидный и улитка) предпочтительнее улитка;
  • для надежности каждый контур должен состоять из цельной трубы;
  • максимальная длина контура – до 100 метров, а оптимальная – 50 — 80 метров;
  • разница в длине труб контуров из-за возможной разбалансировки системы отопления не должна превышать 10 — 15 метров;
  • расстояние между трубами контура для температуры до – 22 градуса – 150 мм;
  • расстояние между трубами контура для температур ниже – 22 градуса – 100 мм;
  • расход трубы при шаге 100 мм на 1 м2 = 8 метров, при шаге 150 мм на 1 м2 – около 7 метров.
Проектирование и расчет системы теплого пола

Эти рекомендации нужно точно выполнять и учитывать при создании эскизного проекта, который на листе бумаги отразит устройство водяного теплого пола своими руками и предотвратит возможные ошибки при монтаже контура.

Проектирование и расчет системы теплого пола

Рекомендуемая последовательность следующая:

Проектирование и расчет системы теплого пола

Исходные данные

Для проведения вычислений необходимо иметь следующие данные:

Исходные данные
  • Температура на подаче в системе теплый пол (ТП) tп ;
  • Температура в обратке ТП tо;
  • Предполагаемая температура воздуха в отапливаемом помещении tв;
  • Температура в помещении ниже расчетного tниз ;
  • Внутренний диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП Dв;
  • Наружный диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП Dн;
  • Коэффициент теплопроводности трубопровода λтр ;
  • Теплоотдача поверхности, находящейся под ТП (нижележащая, горизонтальная) αн; (определяется по СНиП 23-02-2003  и СП 23-101-2004).
  • Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внутренней стенке трубы αвн;
  • Коэффициент теплоотдачи пола αп ;(как правило, данное значение находится в пределах 10-12 Вт/м2К);
  • Термосопротивление материалов пола, находящихся над змеевиком водяного ТП.
Исходные данные

Исходные данные для удобства вычислений необходимо скомпоновать в таблицу:

Исходные данные

Схема устройства покрытия теплого пола

Водный пол представляет собой структуру, выстроенную наложением разных материалов друг на друга, слой за слоем.

Читайте также:  Какой расход электроэнергии у электрического котла по площади дома

Структура конструкции такова:

  • паро и гидроизоляция;
  • использование демпферной ленты;
  • покрытие теплоизоляционным материалом;
  • стяжка из бетона;
  • декоративное покрытие;
  • трубопроводы змеевика, подающий, обратный.
Схема устройства покрытия теплого пола

Толщина данной структуры может варьироваться от 50 до 150 мм, конкретные параметры определяются, исходя из ряда факторов. К ним относятся:

  • теплоизоляционные свойства, которыми обладает перекрытие;
  • мощность системы;
  • класс покрытия, применяемого для декоративных целей.

Разновидности водяного пола и их структура

Правильно подобранная основа обеспечивает хороший прогрев воздуха и высокую эффективность работы. Различия заключаются в материале, из которого она сделана.

Деревянный пол модульного типа

Деревянный пол имеет небольшой вес, поэтому применим в деревянных и щитовых домах, на верхних этажах и лоджиях. Он устанавливается на черновое покрытие с применением изоляционных листов. Для создания ровной поверхности под деревянный пол укладывают влагостойкие гипсо-волокнистые листы.

Деревянные полы реечного типа

В отличие от модульного типа, реечная система не имеет готовых модулей с пазами. Пазы образуются сами при укладке деревянных реек толщиной 28 мм и шагом 30-60 см. Теплоотражателем также служит алюминиевая пластина. Реечная укладка не требует толстого слоя теплоизоляции, на неё можно класть керамическую плитку. Она применяется для отопления вторых этажей и балконов.

Бетонная система

Бетонная система применима только в домах с крепким железобетонным перекрытием. В отличие от деревянного пола, петли теплоносителя укладываются прямо в бетонную стяжку, нагревая её в процессе работы. Бетонное основание требует хорошей гидро- и теплоизоляции чернового основания. Толщина заливки над трубами составляет 3-4 см. Для усиления стяжки используется арматурная сетка. По периметру основания стены обязательно используют демпферную ленту, которая компенсирует тепловое расширение бетона и снижает теплопотери от стены. При заливке стяжки тёплого пола используют бетон марки М300 В22.5. Поверх стяжки укладывают керамическую плитку, реже паркет, ламинат, деревянные доски.

Полистирольная система

Полистирольная система является самой лёгкой и тонкой (толщина от 9 до 70 мм). Основанием является полистирольный элемент с пазами для укладки труб и теплоотражающими алюминиевыми пластинами. Благодаря лёгкому весу используется на мансардах и лоджиях деревянных или каркасных домов.

Длина труб

Эффективная работа теплого пола при любой раскладке возможна только в том случае, если общая длина трубопровода не превышает 100 м. Кроме того, перед тем, как разложить трубу для теплого пола, нужно учесть специфику условий, в которых будет использоваться система, и тщательно продумать будущую конструкцию.

Длина труб

Речь идет вот о чем: водяные теплые полы демонстрируют свои положительные качества только в частных домах или современных многоквартирных домах, коммуникации в которых изначально рассчитаны использование относительно новых отопительных систем. Многоэтажные дома старой постройки не приспособлены для использования теплых полов – проходящий через трубы теплоноситель остывает слишком сильно, и в расположенных дальше по контуру квартирах становится ощутимо холоднее.

Выбор труб

Для водяного тёплого пола допускается использование материалов, которые отвечают конкретным требованиям. К ним относятся: долговечность, отсутствие сварных швов. Существует ряд стандартов относительно внешнего диаметра трубы и допустимой длины:

  • 16 мм – от 50 до 80 м;
  • 20 мм – до 100 м;
  • 25 мм – до 120 м.

Тёплый пол настраивается на работу с теплоносителем при низкой температуре. Но запас должен учитывать непредвиденные обстоятельства. Поэтому в характеристиках должны быть допустимы показатели температуры до 95 0С.

Гофра из нержавеющей стали

Выбор труб

Эти трубы можно сращивать. Фитинги, которые при этом используются, считаются самыми надёжными среди прочих. Материал отвечает всем требованиям, легко изгибается с сохранением положения. Снаружи покрывается полиэтиленом высокого давления.

Читайте также:  Печь на отработанном масле своими руками

Металл при окислении покрывается слоем патины, поэтому медь сама себя защищает от коррозии. Благодаря этому факту трубы служат от 50 до 200 лет. Положительными моментами также являются высокая теплоотдача и пластичность при механической прочности. Для тёплых полов применяются изделия в полимерной оболочке.

Медная труба для тёплого пола Источник

Полипропилен

Такие трубы для водяного тёплого пола не применяются. Материал прочный на изгиб, поэтому шаг в 20 см организовать без спайки невозможно. А это недопустимо. К тому же полипропилен обладает низкой теплоотдачей, что не актуально для работы низкотемпературной системы.

Полиэтилен

Такие трубы изготовлены из сшитого полиэтилена. Материал имеет классификацию, которая обозначена литерами от PEX-a до PEX-d. Для водяного тёплого пола рекомендуется к использованию только первая группа. Второй вариант со временем усаживается, третий дешевле, но уступает в качественных характеристиках. Последний продукт выводится из производства, так как изготовление сопровождается участием азотистых соединений.

Альтернативным материалом для изготовления труб является PE-RT. Это полиэтилен служит более 50 лет, выдерживает несколько циклов заморозки с водой внутри без потери в характеристиках и форме. Соединения могут быть осуществлены посредством фитингов или сварки.

Выбор труб

Металлопластик

Полиэтиленовые трубы с армированием из алюминия служат не более 30 лет. Гибкий материал поступает в продажу в бухтах длиной до 50 м. Если нужно больше, то можно оформить заказ у производителя и увеличить размер до 80 м. Лучшим вариантом будет материал из PEX-a, PEX-b или PE-RT.

Металлопластиковые трубы для тёплого пола Источник

Важно приобрести качественные материалы. Разное температурное расширение полиэтилена и металла приводит к расслоению. Тонкие слои 0,8 мм и 0,2-0,4 мм соответственно с перебоями не всегда могут справиться без последствий. Поэтому перед выбором нужно требовать сопроводительную документацию: сертификаты качества и соответствия.

Программа для проектирования трубопроводных систем

Новая  расчетная программа Aquatherm Project UA

Пакет программ AquathermProjectUA для проектирования внутренних инженерных систем содержит:

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

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

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

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

Читайте также:  В чём экономия от использования воздушного отопления?

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

Недостатки гидравлического пола

При выборе водяного пола следует учесть теплопотери, которые не должны превосходить 100 Вт/м2. Чтобы уменьшить их, следует серьезно отнестись к теплоизоляции. Если теплопотери высоки, водяные полы лучше комбинировать с настенными радиаторами.

Укладка теплого пола в туалетах и ванных имеет свои сложности. Зачастую труба водонагрева связана с трубой полотенцесушителя, что приводит к повышенной температуре, пол излишне перегревается.

Сложности возникают там, где низкий потолок, поскольку над трубами стяжка обязана быть существенной по толщине, приходится поднимать пол на высоту приблизительно 10 см. И если ванная располагается над холодным подвалом – подъем достигает 15 см. Дополнительные затраты приходятся также на укрепление плит перекрытия и других несущих конструкций, а также на переустановку дверей.

Схема теплого пола

Как сделать водяной теплый пол

Сделать простой водяной теплый пол в небольшой комнате довольно просто даже без помощи специалистов. Технология укладки водяного пола выглядит следующим образом.

Шаг 1. Производится подготовка основания – на черновой пол насыпается тонким слоем песок, трамбуется и выравнивается.

Как сделать водяной теплый пол

Подготовка основания

Шаг 2. Укладывается слой гидроизоляционного материала – например, полиэтиленовая строительная пленка.

Как сделать водяной теплый пол

Укладка полиэтиленовой пленки

Шаг 3. Поверх укладывается теплоизоляционный слой – пенополистирол толщиной 5 см. При необходимости материал подрезается по нужным размерам.

Как сделать водяной теплый пол

Укладка пенополистирола

Шаг 4. По периметру помещения крепится лента демпферная.

Как сделать водяной теплый пол

Крепление демпферной ленты

Шаг 5. Укладывается армирующая сетка.

Как сделать водяной теплый пол

Укладка армирующей сетки

Шаг 6. Согласно выбранной схеме, укладывается труба, по которой и будет бежать вода — теплоноситель.

Как сделать водяной теплый пол

Укладка трубы водяного теплого пола

Как сделать водяной теплый пол

Все готово

Шаг 7. Крепление трубы производится при помощи пластиковых хомутов.

Как сделать водяной теплый пол

Пластиковые хомуты

Шаг 8. Производится вывод подачи и «обратки» из системы.

Как сделать водяной теплый пол

Вывод подачи и «обратки» из системы

Шаг 9. Далее выполняются работы по укладке цементной стяжки и ее выравнивание.

Как сделать водяной теплый пол

Устройство цементной стяжки

Внимание! Стоит помнить, что слой бетона над системой теплого пола должен быть не менее 3 см. При этом стяжку следует заливать после заполнения системы водой.

На «обратку» устанавливается терморегулирующая колонка для теплых полов, которая будет регулировать температуру воды в ней («обратке»). Завершаются работы подключением системы к отоплению. Пользоваться теплым полом после его укладки мокрым способом можно будет только после того, как бетон хорошо высохнет. Примерный срок – 28-30 суток.

Подвод и подключение контуров к коллектору теплого пола

Для подключения труб к коллектору использую компрессионные фитинга (в обиходе “Евроконус”). Сначала обрезаем излишки трубы по планке коллектора, далее на трубу надеваем гайку и зажимное кольцо, внутрь вставляем до упора ниппель с евроконусом. После этого сдвигаем зажимное кольцо к ниппелю, чтобы при затягивании гайки оно сжалось на трубе. Теперь вставляем евроконус в коллектор до упора и начинаем закручивать гайку.

Из практики, рекомендуем сначала подсоединить все петли и только после этого приступать к протягиванию петель ключем.

После подключения необходимо проверить систему на герметичность, для этого нужно заполнить систему и провести гидравлические испытания.