Как рассчитать шаг укладки трубы 16 и 20 мм для водяных полов

Как делается подключение теплого пола к автономной системе отопления

На практике, вопрос, как сделать теплый пол от отопления, часто оказывается просто нереализованным проектом. Дело в том, что реализация всего задуманного требует понимания последовательности и общего объема работ по монтажу. Для самого небольшого участка прокладки труб придется как минимум поднять высоту пола на 13-15 см. Хорошо, если здание находится в процессе строительства или реконструкции, а если уже установлены дверные блоки? Тогда придется снимать пол и начинать работы с заливки основания.

С другой стороны, теплый пол позволит существенно повысить энергоэффективность дома, и утеплить пол. Как и любые другие работы все начинается с составления сметы и плана работ. Первое, что в таком случае делается – это проводится промер помещений и просчет точек подключения. Оптимально если распределительный коллектор будет установлен недалеко от отопительного котла. Таким образом, чтобы была возможность регулировать все приборы, наблюдая за изменениями показателей датчиков.

При планировании учитываются и технические условия устройства теплого пола. Первое – это длина трубопроводов. Для этого оптимально выбирать наименьшую длину, чем меньше длина петли, тем эффективней будет прогреваться пол. Поэтому рекомендуется просчитывать длину одного полного участка так, чтобы его длина была не больше 50 метров. Это немного, всего одна большая комната 4х5 метров. Второе, это подбор материала и способ врезки. Это от ближайшей батареи в комнате или от распределительного коллектора. Третий момент – способ соединения рукава и магистрального трубопровода существующей системы. Четвертый момент – это материал труб и фитингов.

Проектирование водяного теплого пола

Первый же вопрос, с которым нужно разобраться сразу же – в каком качестве будет использоваться водяной теплый пол. Обустройство теплого пола для самостоятельного использования имеет некоторые отличия от комбинированного отопления, в котором есть несколько источников обогрева помещений.

Ключевое отличие теплых полов, которые являются единственным источником тепла – отсутствие необходимости в использовании смесительного узла. Отопительный контур подключается непосредственно к котлу. Температура нагрева в таком случае доводится до 45 градусов, причем ее настройка осуществляется прямо на котле.

Для сочетания теплого пола и радиаторного отопления обязательна установка смесительного узла. Все дело в рабочей температуре радиаторов, которая должна достигать 70 градусов – а это слишком много для напольного подогрева. Именно для этих целей используется смеситель – он подгоняет температуру теплоносителя отдельно для каждого контура.

На каждом этаже многоэтажного частного дома должен быть свой коллекторный узел и смеситель, и все они должны подключаться к единому стояку. Коллекторные узлы лучше всего устанавливать в центральной точке этажа – в таком случае длина труб до каждой комнаты оказывается одинаковой, и настраивать систему за счет этого оказывается на порядок проще.

Оптимальным вариантом будет использование заводских коллекторных шкафов, которые прошли ряд проверок на пригодность. Для выбора шкафа нужно знать количество входов и выходов, мощность насоса и характеристики смесительного узла. Коллекторный шкаф устанавливается в стену, после чего к нему можно подводить все необходимые контуры. Конечно, такие шкафы обходятся недешево, но высокая надежность и безопасность стоят того.

Также на этапе проектирования нужно определить количество труб, требуемое для обустройства системы. Можно взять приближенное значение, согласно которому на 1 м2 площади помещения требуется 5 м труб. Лучшим и наиболее популярным вариантом являются трубы из сшитого полиэтилена, которые отличаются малым весом, простотой монтажа и длительным сроком службы. Металлические трубы тоже достаточно надежны, но с ними сложнее работать, да и стоят они дороже.

Следующий этап проектирования – выбор схемы укладки труб из следующего списка:

1. «Змейка». Такой метод раскладки оптимально подходит для небольших помещений. Шаг укладки – около 20-30 см. «Змейка» довольно проста, вот только в крупных помещениях использовать ее нецелесообразно – шаг укладки для эффективного обогрева придется сделать очень маленьким, и даже в этом случае тепло будет распределяться по комнате неравномерно.
2. «Спираль». Данный способ сложнее предыдущего, но эффективность такой раскладки гораздо выше. Весь пол при правильном монтаже будет прогреваться равномерно, а нагрузки на трубы снизятся. Обычно спиральная раскладка используется в помещениях площадью свыше 15 м2.

Проектируем водяной тёплый пол

Как было сказано выше – одним из основных показателей для проектирования греющей системы является плотность эффективного потока тепловой энергии, производимой 1 м2 ТП (g, Вт/м2) – удельная мощность теплого пола. Она должна полностью компенсировать теплопотери помещения – Q, Вт.

g=Q/F,

где F, м2 – полезная площадь пола, которая будет использована под отопление.  Она принимается, как общая площадь помещения за вычетом мест, где будет установлена мебель, а также свободной зоны 20-30 см от стен и мебели.

Величина Q учитывает множество параметров, частично приведенных в предыдущем разделе. Для её точного вычисления можно пользоваться методикой предложенной в справочном пособии Е. Г. Малявиной «Теплопотери здания», требующей углубленного подхода. Однако на практике частнику проще будет принять некие усредненные величины теплопотерь типовых зданий. Например, комната 18 м2 с одной наружной стеной и окном, а также потолками до 3 м, будет иметь примерные теплопотери 1800 Вт. Данный показатель справедлив для расчета теплого пола в помещениях многоквартирного дома, построенного в умеренной климатической зоне. А вот для частного дома его уже придется увеличить в 1,2-1,5 раза. Также увеличиваются значения теплопотерь, если установлены большие окна, комната угловая, тонкие стены и т.д.

Удельная теплоотдача теплого пола должна находиться в определенных пределах. Ведь его перегрев приводит к дискомфорту жильцов, разрушению строительно-отделочных материалов. Так, максимальная температура поверхности напольного покрытия (t_f, С) рекомендуется:

• + 29°С – для жилых помещений (спальни, гостиной, кабинета);
• + 33°С – для помещений с повышенной влажностью (санузла, кухни);
• + 35°С – для участков возле внешних стен.

Табличный подбор шага укладки трубопроводов

Зная плотность эффективного потока тепловой энергии (g, Вт/м2), тип используемого покрытия (его сопротивление теплопередаче – R_w, м2*ОС/ Вт или м2*К/Вт), рекомендуемую температуру поверхности пола для данного помещения (t_f, С), а также градиент рабочих температур теплоносителя (t_z/t_p, С/С), можно по таблицам 1-3 подобрать шаг трубы (b, м).

Таблица 1.

Таблица 2.

Таблица 3.

Вычисляем количество и диаметр трубопроводов

Расчет длины трубы для теплого пола выполняем по формуле:

L=(F/M)*1,1+2*N, где

• L – искомая длина трубопровода, м;
• F – полезная площадь пола отапливаемого помещения, м2;
• b – шаг (частота прокладки) витков, м;
• N – расстояние от коллектора, расположенного на стене, до уровня пола, м;
• 1,1 – коэффициент запаса труб на повороты.

Расход трубы также можно прикинуть, воспользовавшись таблицей 4.

Таблица 4.

Профессиональный расчет теплого водяного пола также включает подбор внутреннего диаметра (D, м) трубопроводов. Он должен соответствовать целому ряду параметров таким, как гидравлическое сопротивление системы, техническим возможностям циркуляционного насоса, требуемым для прокачки объемам теплоносителя и другим. Тем не менее, практически для любой небольшой индивидуальной тепловой установки обогрева полов, можно смело брать, например, металлопластиковую трубу Ø 16 мм, у которой внутренний Ø 12 мм. При этом следует учитывать, что рекомендуемая длина отопительного контура в этом случае не должна превышать 100 м (максимум 120 м).  Если же расчет трубы для теплого пола требует большего её метража, то тогда контур необходимо разбить на два и более.

Помимо металлопластика подойдут: медь, ПВХ, сшитый полиэтилен. Они обладают схожими гидравлическими параметрами, поэтому их диаметры подбираются аналогично.

Способы укладки труб

Есть несколько схем, как правильно уложить трубы для теплого пола:

• В форме простой или двойной змейки. Такой способ предпочтителен в тех случаях, когда нужно прогреть наиболее холодные места в помещении. Одиночная змейка не позволяет выполнить прогрев комнаты равномерно, а вот двойной контур обеспечивает полноценный и качественный обогрев помещения.
• Укладка труб спиралью или улиткой применяется наиболее часто. Данный способ монтажа труб делает нагрев помещения более равномерным.

Начинать укладку труб для теплого пола нужно с отступом от стен на расстояние 10-15 см. Необходимо также знать, какое расстояние между трубами теплого пола можно считать оптимальным в том или ином случае.

Далее все элементы конструкции нужно соединить вместе.

Тип соединения будет зависеть от разновидности труб:

• для медных, гофрированных или металлопластиковых изделий применяют специальные фитинги;
• трубы из полипропилена и полиэтилена стыкуют методом сварки.

Закрепить трубы можно одним из следующих способов:

• Зафиксировать трубы с помощью хомутов или стяжек на армирующей сетке – это наиболее простой и бюджетный вариант крепления контура теплого пола.
• С помощью шин-фиксаторов, которые крепятся к полу на дюбель-болтах. Это достаточно долгий процесс, тем не менее, он существенно облегчает и ускоряет дальнейшую укладку труб.

На скобах якорного типа – они применяются для крепления нагревательных контуров на специальных матах. Для работы с дюбель-скобами требуется соответствующий степлер.

Наглядно просмотреть, как укладывать трубу для теплого пола, можно в приложенном видеоматериале.

Как рассчитать количество труб

На этапе проектирования, после того как все расчеты произведены, можно понять какое количество труб в погонных метрах может потребоваться. Это позволит оценить стоимость материала.

Основные этапы монтажа

Так, при площади комнаты 12 м² температура воздуха должна соответствовать + 20 градусам. Ширина краевых участков вдоль стен с мебелью должна составлять 30 см. Если одна стена имеет длину 6 м, а две другие 2, то рабочая площадь системы может рассчитываться по следующей формуле: 12 – 0,3*(6+2+2) = 9 м².

При определении теплопотерь в помещении учитывают площадь остекления, характеристики утеплителя, используемого в ограждающих конструкциях, высоту помещения. Полученное значение варьируется в диапазоне от 20 до 300 Вт/м² в зависимости от теплоэффективности конструкций и используемых стеклопакетов, толщины стен и количества проемов.

Монтаж теплого пола: особенности

Один из этапов проектирования включает создание схемы монтажа, которой впоследствии необходимо будет придерживаться, выполняя работы непосредственно на объекте.

Пирог пола с трубами внутри стяжки – оптимальная толщина

В схеме монтажа следует отразить следующие моменты:

1. План разбивки поверхности основания на несколько участков. Этот этап нельзя игнорировать при заливке стяжки на большой площади, так как температурное расширение в этом случае приводит к ее разрушению. Разбивка на отдельные участки позволяет сформировать между ними температурные швы. При этом один участок не должен превышать 40 м², а помещения Г и П-образной конфигурации разбиваются на участки независимо от их площади.

2. В схеме монтажа должна быть ссылка на наличие температурных швов, для заполнения которых используют демпферную ленту, элементы из экструдированного пенополистирола или вспененного полиэтилена. Внутри шва трубы помещают в кожух, например в гофру.
3. В проекте указывают способ, которым будут уложен трубы – это позволит приобрести необходимый материал в определенном количестве. Также отражают способ устройства стяжки – мокрый, полусухой или сухой.
4. Производят расчет температуры труб – это поможет определиться с чистовым напольным материалом, производитель которого указывает совместимость материала с системой «теплый пол» и его допустимый нагрев. Так, паркет может быть нагрет до 25 градусов – не более.

Принцип укладки в стяжку

Схема подключения теплого пола от радиатора отопления

Иногда вместо схемы «котел – смесительно-коллекторный узел – контуры», используют другие варианты подключения теплого пола. И наиболее распространенный из них – подключение контура ВТП к радиатору отопления.

Схема выглядит так:

Чтобы температура теплоносителя не поднялась выше нормы, в схему включают специальный датчик с клапаном. Он в автоматическом режиме перекрывает поступление воды, как только она становится излишне горячей. Когда теплоноситель остынет до приемлемой температуры, термоклапан снова открывается.

Такой тип ВТП можно организовать и без насосно-смесительного узла. Единственным инструментом регулировки является термостатическое устройство, установленное на трубе подачи.

Длина укладки трубы

Немаловажным при раскладке трубы является длина самого контура. Если вы сделаете слишком длинную спираль или змейку, то насос попросту не сможет продавить контур.

Поэтому тут важно соблюдать два правила:

1. Длина одного контура не должна превышать 80-100 метров. Правильно не жесткое. То есть, если вы немногим превысите длину, то это не значит, что все станет плохо. Просто лучше лишний раз этого не делать.
2. Все контуры желательно делать схожими по длине

Для расчета длины следуем следующей таблице:

Преимущества теплого пола

Классические батареи отопления устанавливают в разных объектах. Но теплый пол водяной нельзя монтировать в городских многоэтажных зданиях. Он пригоден для создания автономных систем, не подключенных к центральным тепловым сетям.

Сложная технология укладки водяного теплого пола заставляет задуматься о целесообразности соответствующей конструкции. Почему используют подключение водяного теплого пола к системе отопления, можно выяснить только при сравнении с другими вариантами.

Типовой нагрев помещений с применением конвекционных радиаторов создает потоки воздуха. Такой отопительный прибор поднимает их вдоль стен. Охлажденный воздух опускается в центральные части комнаты. При высоких потолках такая система не будет работать эффективно. Чтобы обеспечить комфортную температуру на высоте роста человека от уровня пола придется тратить много энергетических ресурсов. Схема подключения теплого пола более продуктивна.

Помещение с высоким потолком проще обогреть, если выбрана схема подключения водяного теплого пола

Вторым недостатком является постоянное перемешивание воздуха, сопровождающееся распространением пыли, шерсти домашних животных и других загрязнений. Это усложняет уборку, ухудшает санитарно-гигиеническое состояние в помещении.

Стандартная система водяного теплого пола функционирует с применением нагрева циркулирующей жидкости от +35°C до +40°C. В радиаторах даже при небольшой высоте стен поддерживают температуру теплоносителя до +70°C и выше. Это увеличивает нагрузки на технику, ускоряет ее износ.

Укладка водяного теплого пола поможет решить эту проблему. Бетонная плита долго сохраняет тепло. Если изоляционные параметры объекта недвижимости соответствуют современным нормам, несложно обеспечить экономную эксплуатацию. При возникновении аварийных ситуаций будет больше времени на устранение неисправностей без образования льда, способного разрушить трубы.

Как правильно сделать расчет перед укладкой?

Чтобы рассчитать шаг труб, учитывают параметры:

1. Площадь покрытия. Рассчитывается то пространство, которое не занято встроенной мебелью, кухонной техникой, ванной или душевой кабинкой и другими объектами, под которыми обогревать пол бессмысленно.
2. Температура теплоносителя — обычно от 30 до 60 градусов. Надо также учитывать, что стяжка пола или уложенное поверх неё покрытие приводят к поглощению тепла, так что само основание обычно не прогревается выше 35 градусов.
3. Вид покрытия. Некоторые из них (например, паркет) не переносят слишком высокую температуру, поэтому шаг нужно делать реже.
4. Мощность теплоотдачи. Чем меньше шаг, тем она выше. Рассчитывать же мощность теплоотдачи надо, учитывая необходимую температуру в помещении и потери тепла при нагреве комнаты (на внешние стены, окна, входную дверь, дверь на лоджию или балкон и т. д.).

• Улитка (спираль, ракушка). Трубку с большим шагом укладывают вдоль стен, затем приближают к центру комнаты, а разводят в обратном направлении так, чтобы выходная труба проходила между витками входной спирали.
• Двойная спираль. Помещение делится на две зоны, в каждой из которой укладывается свой контур спирали.
• Змейка. Здесь трубу просто прокладывают так, чтобы она шла зигзагом (точнее, змейкой) от входа к выходу. Самый простой для планирования, но и самый неэффективный по обогреву способ: последние шаги змейки будут слишком холодными.
• Двойная змейка. Похожа на обычную, но возвратная часть прокладывается параллельно входной.

Рассчитывая шаг, надо учитывать следующее:

1. При спирали или двойной спирали надо учитывать, что половина труб в контуре будут возвратными. Поэтому исходить надо из того, что всерьёз обогревать будут те трубы, которые идут от входа напрямую.
2. При змейке чем меньше расстояние, тем лучше.
3. При двойной змейке расчёт будет таким же, как при спирали.

Как функционирует теплый пол водяной

Предназначением данной системы является поддержание в помещении заданной пользователем температуры. Для этого применяется схема стандартной укладки теплого пола внутри стяжки. Труба устанавливается равномерно по всей площади. Подогрев теплоносителя осуществляется с применением индивидуального котла. Для принудительного перемещения по контуру используется специальная помпа.

Современный теплый пол – удобное устройство. При падении температуры теплоносителя ниже определенного уровня срабатывает датчик и автоматика котла. Зажигается газовая горелка и происходит нагрев жидкости. Этот циклический процесс повторяется без необходимости вмешательства и строгого контроля. В более точных системах используют показания датчиков температуры воздуха.

Типовая схема подключения стандартного теплого водяного пола

Какие трубы выбрать

Первый же вопрос, возникающий в том случае, если вы захотели установить в своем частном доме или квартире водяное отопление пола, какие трубы для водяного пола будут оптимальным вариантом. При выборе трубы для теплого водяного пола, не стоит забывать о качестве будущего проекта. Безусловно, одним из идеальных вариантов – медные трубы для водяных теплых полов.

Медные трубы

Такие трубы имеют высокую теплоотдачу, срок службы медной трубы практически бесконечен, но… стоимость такого трубопровода, плюс необходимость покупки специального оборудования для сварки, сведут на «нет» все усилия сэкономить.

Второй вариант – металлопластик. На сегодняшний день, металлопластику нет равных в эксплуатационных характеристиках, легкости установки и его стоимости. Разумеется, если речь идет об известных брендах. При выборе металлопластика, привлекают такие их характеристики, как легкость в изгибе, высокие температурные пределы, легкость в установке и пр.

Металлопластиковые трубы

При самостоятельной установке теплого пола необходимо правильно уложить трубы для того, чтобы максимально обеспечить равномерный нагрев пола и, соответственно, равномерность теплоотдачи. Итак, давайте разберемся, какой диаметр трубы должен иметь водяной теплый пол, шаг труб которых равен не более 300 мм? Ответ на этот вопрос кроется непосредственно в самой установке теплых полов. В большинстве случаев используются трубы с диаметром 20 мм.

Стандарт, в зависимости от комплексного расчета, находится в пределах от 10 до 35 см. В среднем стандартное расстояние установки трубопровода – 30 см. Безусловная легкость установки водяного подогрева пола из металлопластикового трубопровода также очевидна, нет необходимости покупать и использовать сварочный аппарат для соединения, вполне хватит фитингов для подсоединения входа и «обратки» к коллекторной системе.

Требования к трубам

Трубы, используемые в данной системе, должны отвечать следующим требованиям:

1. Выполнение из химически инертного, термостойкого материала, защищенного от коррозии и не склонного к образованию известковых отложений. Строительными нормами и правилами категорически запрещено использование стальных водопроводных и газопроводных труб. Лучше всего подходят пластик, металлопластик, алюминий и медь.
2. Стойкость к внешним воздействиям. От этого показателя зависит надежность и срок службы заливаемого бетоном контура.
3. Прочность. Данный критерий необходимо четко соблюдать, так как теплоноситель и стяжка оказывают немалое давление на конструкцию.
4. Достаточная длина. Именно она характеризует надежность контура и является лучшей профилактикой протечек.