Тепла водяна підлога: розрахунок

Приміщення можна обігрівати різними способами: за допомогою центрального опалення, газового чи електричного котла або використовувати технологію водяної теплої підлоги.

Тепла водяна підлога - це система труб, захованих під стяжкою, по яких циркулює вода заданої температури (30-45ᵒC). Обігрів відбувається рівномірно та комфортним, на відміну від радіаторних розподільників тепла. Теплі підлоги монтуються з поліетиленових або металопластикових труб. Ці матеріали досить гнучкі, добре проводять тепло. За регулювання температури в такій системі відповідають насос, колектор і змішувач термостатичного виду.

Її переваги очевидні:

• сумісність з багатьма видами підлогового покриття – від плитки до паркету;
• економія тепла - обігрів відбувається знизу, що дозволяє обігрівати приміщення без використання інших джерел тепла;
• багатофункціональність - в холодну пору року система виступає в ролі опалювальної, а влітку здатна охолоджувати приміщення.

Проте усе це можливо тільки за умови правильного розрахунку. Він визначає обсяг тепла, який необхідний для приміщення, щоб в ньому завжди була комфортна температура.

Що потрібно для розрахунку?

Обчислення дозволять визначити потрібну потужність теплої підлоги, а також допоможуть правильно обрати котел і насос. Щоб виконати розрахунок, потрібно враховувати багато факторів:

• температурні показники в регіоні;
• тип приміщення;
• наявність утеплення;
• кількість та розмір вікон;
• тип підлогового покриття;
• на якому поверсі розташоване приміщення;
• альтернативні джерела тепла.

Це дозволяє визначити тепловтрати будівлі. Також потрібно знати, яка температура повітря в приміщенні буде максимально комфортною.

Звірившись з тепловтратами, призначенням кімнати та визначившись з необхідною температурою підлоги, потрібно оцінити якість і фізико-технічні характеристики підлогового покриття, яке планується використовувати.

Залежність потужності теплої підлоги від типу підлогового покриття та товщини стяжки

Тут основним фактором буде стійкість покриття до високих температур. Наприклад, плитка їх не боїться, а паркет може швидко втратити свої якості. Температура теплоносія повинна бути в межах 30-55 С. У випадку з паркетом температури цементно піщаної стяжки не можна нагрівати вище 28ᵒС.

Конструкція теплої підлоги складається з декількох шарів:

• настил (лінолеум, паркет тощо);
• стяжка;
• система труб;
• фольгована плівка;
• демпферна стрічка;
• теплоізолятор (пінополістирол).

Теплоносій нагріває матеріал, що оточує труби контурів, а утеплювач утримує віддане носієм тепло, нагріваючи підлогове покриття. Таким чином опалюється все приміщення.

Підлоговим покриттям може слугувати:

1. Плитка – має хорошу тепловіддачу та зносостійкість. Коливання температури чи вологості не викликають деформації, тому сьогодні це найпоширеніший вибір. Керамограніт - високоміцні матеріали з хорошою теплопровідністю, тому підлога з таким покриттям нагрівається швидше на 10-35 %, ніж інші. Клей для плитки теж не боїться високих температур і вологості, тож термін служби покриття обмежений лише надійністю нагрівальних елементів. Можна знайти найрізноманітніші варіанти дизайну, ціновий діапазон теж величезний.
2. Ламінат. Це матеріал з малою жорсткістю. Його укладають на підготовлену основу - стяжку або підкладку з фанери. Покриття для теплої підлоги, виконане з ламінату, нагрівається на 15-25 відсотків повільніше, ніж виконане з плитки. Монтаж ламінату на бетонну стяжку виконують «плаваючим» методом, тож висока вологість у приміщенні або розлив води призведуть до зсуву малюнка покриття. При монтажі на фанеру ламінат закріплюють саморізам, це підвищує міцність підлоги та знижує ймовірність зсуву малюнка при збільшенні вологості.
3. Паркет. Експлуатаційні й теплопровідні властивості паркету аналогічні ламінату. Паркет сильніше, ніж ламінат, розширюється під впливом вологи, тому необхідно ретельно стежити за її рівнем в приміщенні. Під впливом температури в 40 градусів паркет втрачає вологу і зменшується в розмірах. Тому необхідно укладати паркет з вологістю нижче 8 відсотків. Інакше, через тиждень експлуатації між планками паркету виникнуть великі щілини. Щоб поєднати теплу підлогу і паркет, необхідна фанерна підкладка товщиною понад 20 мм, що збільшить витрати на опалення.
4. Лінолеум і ковролін Тонші лінолеум і ковролін теплопровідними властивостями поступаються плитці, але перевершують паркет. Для укладання цих матеріалів стяжку заливають за допомогою сумішей. Цей варіант один з найдешевших.
5. Коркове покриття. Корок має найнижчу теплопровідність серед усіх перелічених матеріалів. Укладання його на теплу підлогу знижує ефективність опалення на 25-30%.
6. Фанера. Ламінована та пофарбована фанера за теплоізоляційними властивостями аналогічна паркету чи ламінату. Для укладання фанери необхідна стяжка товщиною понад 6 см (для ламінату та паркету досить 3 см). При використанні фанери товщиною понад 20 мм її укладають безпосередньо на дерев'яні або алюмінієві напрямні. Такий метод можна використовувати для тимчасового покриття теплої підлоги.
7. Наливна 3D підлога. Наливна підлога по теплопровідності аналогічна плитці. Невелика товщина, рівна поверхня покриття, можливість нанесення 3D чи звичайних малюнків роблять наливні підлоги все більш популярними для покриття теплої підлоги. Висока зносостійкість, нечутливість до коливань рівня вологості забезпечують термін експлуатації до 20-25 років. Вартість наливних підлог рівна вартості укладання декоративного чи художнього паркету.

Вибір підлогового покриття залежить також від типу приміщення, наприклад, у цоколях та житлових кімнатах панельних будинків краще не використовувати плитку, бо це досить «холодний» матеріал, який вимагатиме додаткового обігріву.

Мінімальна та максимальна товщина стяжки

Запорукою високої тепловіддачі в системі теплої підлоги є саме стяжка. Від її товщини, а також виду, безпосередньо залежатиме наскільки комфортною буде експлуатація теплої підлоги. Стяжка впливає на рівномірність розподілу тепла. Труби з теплоносієм гріють саме стяжку, а вже потім вона випромінює тепло далі. Занадто товста стяжка матиме велику теплоємність, але з нею буде складно регулювати температуру. Тонка ж надто швидко нагріватиметься, а якщо перегріється, може негативно вплинути на підлогове покриття.

Окрім того, занадто тонка стяжка може перешкоджати рівномірному прогріванню теплої підлоги, а товста - істотно збільшити термін нагрівання та охолодження настилу. Через це підлога до вечора стане надто гарячою, а з ранку, навпаки, буде холодною.

Рекомендована виробниками теплих підлог мінімальна товщина – 45 мм. Але підлога може мати перепади, тож у певних точках приміщення дозволений максимум – 100 мм.

Що відбудеться з підлогою, якщо подавати на неї надто високу температуру?

В інструкції до комплекту системи обігріву є інформація про те, до якого максимального рівня може прогріватися підлога, адже у разі несправності легко затопити весь будинок або пошкодитись настил.

Ось кілька важливих нюансів:

• при виборі відповідної потужності потрібно враховувати тепловтрати приміщення, наприклад, підлога на холодному балконі буде інтенсивніше віддавати тепло, тому для неї підійде потужніша система;
• у вологих приміщеннях (санвузлах) теплі підлоги також дозволяють позбутися зайвої вологості, тож можна час від часу виставляти вищу температуру – 30 С;
• не всі підлогові покриття витримують сильний прогрів. Виняток - кахельна плитка, яка остигає та нагрівається швидше, і при цьому не деформується;
• температура теплої підлоги під ламінатом чи іншими покриттями з низькою теплопровідністю (паркетом, лінолеумом, ковроліном) повинна бути не вище 26 С, оскільки через перегрів вони можуть деформуватися (зсохнутися, розтріскатися);
• максимальна потужність системи обігріву покриття з низькою теплопровідністю повинна бути не більше 100 Вт/м кв;
• купуючи настил потрібно звернути увагу на маркування – там повинен бути значок, що дозволяє його використання з теплими підлогами.

Надмірно прогріта підлога викликає дискомфорт і у мешканців. Якщо в кімнаті душно, а обігрів працює на повну потужність, почне боліти голова. Лікарі також застерігають, що занадто тепла підлога шкідлива при варикозному розширенні вен.

Наслідки неправильних розрахунків

Неправильний крок труби – ще одна розповсюджена помилка. Як і товщина стяжки, в багатьох випадках він розраховується монтажниками довільно, якщо це не професіональні майстри. Він може становити 25, а іноді 30 чи навіть 40 см. Однак в конструкції теплої підлоги крок має бути точно розрахований на основі тепловтрат, діаметру труб, довжини контуру. Неправильно розрахувавши крок можна отримати температурну «зебру» - поверхня підлоги буде прогріватися смугами.

Тепла підлога – основне чи додаткове джерело тепла?

Багатьох цікавить чи можна одною теплою підлогою обігріти весь будинок? Насамперед тепла підлога - це не спосіб обігріву будинок, а джерело підвищеного комфорту. Не дарма фахівці поділяють роботу теплої підлоги на «режим комфорт» і «режим обігрів». Якщо тепла підлога - єдине джерело тепла в будинку, а будинок є добре утепленим, то досягти комфортної температури підлогового покриття буде не складно.

Тому найоптимальніше використовувати це джерело тепла в приміщеннях великої площі (20-40 кв. м) - вітальні, кухні з настилом з кераміки, лінолеуму, ламінату, килимового покриття. В таких приміщеннях поверхня теплої підлоги буде залишатися в допустимих межах (не більше 28 градусів), а температура повітря буде підтримуватися на рівні 22-24 градуси. А також у невеликих приміщеннях – коморах, санвузлах, де можна підтримувати температуру поверхні підлоги в вищих межах - 31 С.

Не варто використовувати теплу підлогу як єдине джерело тепла у невеличких спальнях, особливо з підлоговими покриттями, що погано пропускають тепло: дошка, паркет, будь-які дерев'яні основи. Складність полягає в тому, що площа, з якої можна отримати тепло – незначна, а підвищення температури поверхні підлоги понад норму призведе до псування настилу.

Обчислюємо потужність

Як допоміжні параметри використовуються:

1. Загальна довжина труб та їх крок.
2. Тепловтрати.
3. Підлогове покриття.
4. Клімат.

Завжди слід дотримуватися двох постійних величин:

• температура теплоносія - 30-50 С;
• оптимальна температура в кімнаті дорівнює 18-24 С.

Якщо в основі розрахунків лежатимуть наведені вище параметри, величини та теплофізичні характеристики системи теплої підлоги, тоді потужність буде розрахована найбільш вірно. Такий розрахунок необхідний для:

• розробки проєкту;
• вибору матеріалів для системи опалення;
• перевірки раціональності її використання як основного джерела тепла.

Найменше значення потужності теплої підлоги повинно відповідати тепловим втратам будинку взимку, і розраховується наступним чином:

• S - загальна площа (в м кв);
• Dt - різниця між температурами подачі і зворотного контуру (в градусах);
• B, Fd, Fp, Fi, Fm - значення теплових властивостей матеріалів, які використовуються в системі опалення. Дані можна знайти в спеціальних довідниках.

Приклад:

• оптимальна температура - 23 С;
• площа приміщення - 30 м кв;
• розмір приміщення - 6х5 м.

Від внутрішніх стін кімнати слід відступити 300 мм (місце для меблів). Розраховуємо ефективну площу кімнати: 30 - (5 + 6) х 0,3 = 26,7 м кв. За результатами таких обчислень вибирають насос для теплої підлоги, який відповідає за необхідну потужності.

Наступна величина, яку необхідно розрахувати - це тепловтрати приміщення. Отримане точне значення має знаходитись в межах 40-250 Вт/м кв.

Приклад:

• загальні втрати тепла - 2002,5 Вт;
• втрати тепла на 1 м кв. - 75 Вт.

Останнє значення отримано шляхом ділення загальних тепловтрат на ефективну площу приміщення. Це попередня розрахункова потужність водяної теплої підлоги на квадратний метр. Остаточний розрахунок виконується в спеціальній комп'ютерній програмі, але вони можуть не враховувати деякі важливі фактори. Тож, якщо виникають сумніви у розрахунках, краще звернутись до професіоналів компанії «ЕкономТепло». Щоб фахівці підготували грамотний точний розрахунок, потрібно надати актуальні дані про особливості планування приміщення, а краще - показати детальний план.