Как рассчитать водяной и электрический теплый пол

Подогрев пола — удивительно комфортная вещь. Понимаешь это побывав в доме с таким отоплением и невольно задумываешься о том, а не сделать ли себе. Чтобы принять решение, да и выбрать способ подогрева, нужно прикинуть объем работ, материалов и стоимость всей затеи. Поможет в этом расчет теплого пола. Это только часть всего что надо. Ведь нужны будут еще термостаты, датчики температуры, в водяном полу — коллекторы и расходомеры. 

Теплый или комфортный пол

Сразу стоит разобраться в терминологии и в назначении подогрева пола. Могут быть две ситуации:

• Отопление у вас сделано другого типа, а подогревать пол надо только, чтобы ногам было приятно и тепло. Так называют комфортный пол. Он может включаться самостоятельно. Летом в непогожие дни или ранней осенью, поздней весной. Но глобальное отопление решено иными средствами.

  

• Подогрев пола — основной вид отопления. Именно он дает основное тепло. Возможно, есть другие источники тепла, но они больше как резерв — на случай слишком холодных дней. Такой тип называют теплый пол.

Это разделение неофициальное, но так будет проще понять, какой именно подход вам выбрать при расчете и проектировании. А подходы разные, так как требования отличаются.

Теплопотери что это и где их взять

Расчет теплого пола делают по каждому помещению, в котором он будет уложен. Основан он на том, что вы знаете теплопотери дома в целом и в каждом помещении конкретно. Теплопотери — это то количество тепла, которое требуется возместить, чтобы поддерживать определенную/желаемую температуру. Теплопотери зависят от толщины и материала стен, от типа окон/дверей, от того как сделан пол, отапливаемое внизу помещение или нет, какой потолок, чердак, как это все утеплено. В общем, критериев масса. Учитывается все это в теплотехническом расчете.

Теплотехнический расчет можно сделать самостоятельно (есть достаточное количество калькуляторов, методик), можно заказать в строительной организации. Для примерных прикидок можно воспользоваться усредненными нормами. Так считают, что для отопления одного квадратного метра в Средней полосе России требуется 100 Вт на квадратный метр площади. Это при условии, что утепление — среднее, высота потолков — 2,2-2,7 м, наружных стен не более чем две.

Если утепление ниже среднего или потолки выше, регион более северный — эти показатели приводят к увеличению теплопотерь. Соответственно, наоборот, чем менее суровые зимы и лучше утепление, тем меньше требуется тепла. Подкорректировав таким образом норму, можно сделать более-менее точный расчет теплого пола, но всегда лучше взять с запасом — чтобы не мерзнуть.

Расчет водяного теплого пола

Водяной теплый пол — это трубы, уложенные в конструкции пола, по которым бежит теплоноситель. Это сложная система с большим количеством материалов и узлов. Обустройство водяного теплого пола — длительная и дорогостоящая затея. Но, в процессе эксплуатации, тепло обходится дешевле. По этим причинам водяной подогрев пола, обычно, делают в качестве основного или дополнительного источника тепла. Слишком много возни и затрат «только ради комфорта», но бывают и такие варианты. Водяной комфортный пол делают в процессе капитального ремонта или строительства.  В таком случае слишком большой разницы нет.

Методика расчета водяного пола как основного источника тепла

При планировании теплого пола стоит заранее определиться с тем, где будут стоять крупные предметы мебели. Делать подогрев под шкафом или диваном не слишком разумно. К тому же это может повредить мебели. Определив зоны без подогрева, высчитываем «площадь рабочей поверхности» теплого пола. Этот тот участок, на котором будут укладываться трубы. В случае с водяным полом этим можно пренебречь, так как перегрев пола ни к чему не приведет. Если вы знаете, что теплопотери большие, то разумнее за «рабочую» принимать всю площадь. Так как метраж трубы получится большим, а ее надо как-то уложить.

Далее расчет теплого пола водяного типа такой:

1. Выясняем какую температуру будем поддерживать в помещении.
2. Находим теплопотери помещения.
3. Делим теплопотери на «рабочую» поверхность. Получаем сколько тепла должны получать с квадратного метра площади теплого пола.

В принципе, уже тут можно подбирать диаметр трубы теплого пола, разрабатывать схему и шаг укладки труб, рассчитывать режимы работы котельного оборудования. Но стоит еще учесть тип напольного покрытия. Каждое покрытие «отбирает» часть тепла. Какие-то больше (ламинат, линолеум), какие-то меньше (плитка). Соответственно, требуется учесть и эти теплопотери.

При расчетах надо будет определить температуру пола. Она не должна превышать нормы. Они регламентированы СНиПом. Выдержка приведена в таблице. Указаны максимально допустимые значения. Можно, конечно, и больше — если вы теплолюбивы, но закладывают более высокие значения редко. Если при расчетах оказывается, что температура пола слишком высока, надо либо уменьшать срочно теплопотери, либо устанавливать дополнительные источники тепла. Так расчет теплого пола помогает оптимально организовать отопление.

Пример расчета и подбора параметров водяного теплого пола

Пусть надо сделать подогрев пола в помещении площадью 18,2 квадратных метров (в таблице это помещение под номером 8) и теплопотерями 1,37 кВт. Для начала рассчитываем сколько тепла должен давать квадратный метр подогреваемого пола. Переводим К Вт в ватты. Для этого умножаем цифру на 1000. Получаем 1370 Вт. Теперь делим на площадь комнаты (или отапливаемой части, если они отличаются). В нашем случае 1370 Вт / 18,2 м² = 75 Вт/м².  То есть, нам надо получать 75 Вт тепла с каждого квадратного метра.

Идем на сайт выбранного производителя труб для теплого пола и смотрим, какие трубы вам подходят. Найти эти данные не так просто, так как зависит от толщины стяжки и рабочих температур теплоносителя. Исходя из этого считают теплоотдачу одного квадратного метра. Для простоты можно воспользоваться готовыми данными, сведенными в таблице. Например, для PE-X трубы диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм.

В спальне нам нужна температура пола около 26°C, будет уложен ламинат. Теперь смотрим в таблице соответствующий столбик. Видим, что обеспечить такой режим можно только с шагом укладки трубы 100 мм и температуре подачи и обратки 50 и 40°C. С таким шагом при схеме укладки змейкой на один квадратный метр уйдет 9 метров трубы. А на всю площадь потребуется 9 м*18,2 = 163,8 метра трубы. Это очень длинный контур. Придется на одну комнату делать несколько контуров, а это дополнительные расходы на оборудование (гребенка, смесительные клапана, термостаты и т.д.). «Нормальной» считается длина одного контура 60-70 метров. Так что придется делать 2 контура.

Есть еще несколько вариантов. Первый — использовать трубу большего диаметра. 20 мм или 22-24 мм. Тогда можно будет уменьшить шаг укладки, сократить расход трубы и сделать  меньшее количество контуров. Второй — сделать стяжку теплого пола с повышенной теплопроводностью. Для этого в раствор добавляют специальные добавки.

Если использовать «средние показатели»

На основании работы многих полов с водяным подогревом, опытным путем выведены «средние показатели»  для различных напольных покрытий. Так известно, что используя трубу 16 мм в диаметре, с шагом 250 мм, со слоем ЦСП 30 мм над поверхностью трубы можно получить такое количество тепла:

• 50-65 Вт с квадрата если напольное покрытие керамическая плитка.
• 25-35 Вт с квадратного метра если использован ламинат.
• 35-45 Вт для линолеума, предназначенного под укладку на теплый пол.

Если использовать эти данные расчет теплого пола вообще простой. Берете квадратуру комнаты, умножаете на количество тепла, которое можно «снять» с квадрата. Если цифра больше либо равна теплопотерям, значит можно делать так *шаг 250 мм, труба 16 мм, ЦСП толщиной 30 мм над трубой. Если полученное значение меньше, можно проблему решить следующими способами:

• Добавить другой тип отопления.
• Взять большего диаметра трубу.
• Уменьшить шаг укладки трубы.
• Улучшить теплопроводность стяжки.
• Улучшить теплоизоляцию.

В принципе, можно применить один из вариантов, можно несколько. Самый здравый — улучшить теплоизоляцию, но сделать это далеко не просто, не быстро и далеко не дешево. Но это вложение позволит сэкономить на счетах за отопление, так что в длительной перспективе это самый разумный выход.

Как рассчитать как рассчитать мощность теплого пола для комфорта

Если теплый пол лишь для комфорта, особенно заботиться о его мощности нет необходимости. Надо исходить из комфортной температуры пола.

Вообще для создания комфортной температуры шаг укладки трубы теплого пола берут 250 мм (межосевое расстояние). Выбирают любую схему укладки. Важно сделать пол без явно выраженных перепадов температур. Это достигается, если над трубой слой стяжки будет порядка 30-35 мм. Можно и больше, прогрев будет равномернее, но система будет более инерционной (дольше будет греться и остывать). Вообще, система водяного подогрева пола очень гибкая. Одну задачу можно решить несколькими способами. Важно найти оптимальное решение.

Как рассчитать электрический теплый пол

Методика расчета аналогична тому, что написано про водяной пол. Необходимо знать теплопотери и способ использования подогрева пола, мощность одного метра греющего элемента. В данном случае все несколько проще, потому что электрические материалы для нагрева пола имеют конкретную цифру, которой производители обозначают максимальную теплоотдачу. Больше заявленной цифры они выдать не в состоянии. Потому расчет теплого пола с электрическим подогревом более прост и понятен. Тем не менее, остается достаточное количество переменных величин. Это толщина стяжки, ее теплопроводность, теплопроводность финишного напольного покрытия. Их тоже надо учитывать.

Эффективная площадь обогрева

Расчет теплого пола с электроподогревом начинают с определения эффективной зоны обогрева и ее площади. Большая часть нагревательных элементов не переносит перегрева (резистивные кабели, маты из резистивных кабелей, пленочные нагреватели и инфракрасные маты). Исключение — саморегулирующиеся греющие кабели, но они стоят дорого, поэтому их применяют редко. Хотя, есть и сами кабели и маты из них.

Еще раз: электрические греющие элементы пола укладывают только на той площади, где не будет стоять мебель и/или сантехника, лежать ковры и т.д. То есть, электрический теплый пол кладут там, где будет постоянный и определенный расход тепла.

Перед началом расчета предполагаемые места под мебель/сантехнику/ковры очерчиваем, считаем оставшуюся площадь. Это и будет эффективная площадь обогрева. Ее дальше используем в расчетах.

Как рассчитать метраж греющего кабеля для пола

Методика расчета основывается на том количестве тепла, которое надо восполнить (теплопотери) и эффективной площади отопления. Теплопотери делим на эффективную площадь обогрева. Получаем требуемую тепловую мощность, которую мы должны получить с квадратного метра площади с уложенным нагревательным элементом.

Например, площадь комнаты 16 квадратов, на 4 квадратах будет располагаться мебель. Обогреваемая зона — 16 кв. м — 4 кв. м = 12 кв. м. Теплопотери помещения — 1100 Вт. Узнаем сколько надо мощности с одного метра: 1100 Вт / 12 м² = 92 Вт/м².

Далее смотрим мощность кабелей для обогрева пола. Например, мощность одного метра — 30 Вт. Чтобы получить 92 Вт на квадратном метре, надо уложить чуть больше чем три метра кабеля. Вполне реальная задача. При разработке схемы, помните, что лучше, чтобы для стяжки высотой 3-4 см расстояние между проводами не превышало 25 см. Иначе пол будет иметь ярко выраженные «полосы» — чередующиеся зоны тепла и холода.

Есть и другой способ. Купить готовый набор кабеля определенной мощности. Ищите подходящую мощность и площадь укладки. Имеете все в комплекте.

Расчет теплого пола с кабельными матами

Суть расчета не изменяется. Также нужны теплопотери и эффективная площадь укладки. Это тот же кабель, но предварительно закрепленный на полимерной сетке. Такой обогревательный элемент проще в укладке. Применяется чаще всего под плитку. Просто раскатывается на подготовленное основание, сверху кладется плитка на специальный клей.

С полом такого типа все просто. Он продается кусками определенной мощности на определенную площадь. Всего-то и надо, что найти тот вариант, который вам подходит.

Рассчитаем пленочный теплый пол

Пленочный нагревательный элемент продают комплектами и на метры. Подбираете метраж и мощность так, чтобы он давал требуемое количество тепла. Полотнища пленки должны укладываться вплотную друг к другу. Это необходимо, чтобы избежать «полосатости» температур.

Ширина пленочного теплого пола — 30 см, 50 см, 80 см и 100 см. Вполне можно в одном помещении использовать разные по ширине. Важно чтобы нагревательные элементы не перегревались.