0
0
0
Москва +7(495) 626-95-20
Москва +7(916) 930-65-19
Крым +7(978) 834-74-77

0
0
0

Корзина

X

Избранное

X

Список сравнения

X
МЕНЮ

Расчет напольного отопления

«Теплый пол» - одна из перспективных систем обогрева. В ближайшие годы число объектов с ее применением будет расти. Предлагаемая статья публикуется в помощь специалистам, которые не занимались пока проектированием напольного отопления, но планируют освоить это направление.

Существует довольно много вариантов устройства системы домашнего отопления с теплым полом. Эти решения отличаются друг от друга по конструкции, используемым материалам, оборудованию и другим параметрам, которые должен учитывать проектировщик. Как правило, компании, предлагающие системы напольного отопления, обеспечивают пользователей компьютерными программами для их подбора, а также указаниями, таблицами и диаграммами для расчета вручную. Тем не менее, отметим некоторые важные моменты.

Условия комфорта

Известно, что человек чувствует себя наиболее комфортно, когда его ногам немного теплее, чем голове. По результатам психологических исследований, температура на поверхности пола должна составлять 22–25°C, а на высоте человеческого роста 19–20°C.

По международным стандартам ISO 7730, температура пола должна находиться в диапазоне 19–26°C, но системы напольного отопления могут быть спроектированы и для температуры 29°C. Более сильный нагрев воспринимается стопой человека как некомфортный.

Согласно пункту 3.16 российских СНиП 2.04.05-91*, средняя температура поверхности пола со встроенными нагревательными элементами для помещений с постоянным пребыванием людей должна быть не выше 26°C. Температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35°C.

Свои ограничения вносят и некоторые виды используемых материалов. Например, для пола с паркетным покрытием максимальная температура установлена на уровне 27°C.

Отечественные правила (СП 41-102-98) диктуют, что перепад температуры на отдельных участках пола при напольном отоплении не должен превышать 10°C. Оптимальный вариант, — чтобы падение температуры в трубопроводной петле не превышало 5°C, иначе неравномерность нагрева станет ощутимой для человека.

Проектная документация

Для правильного расчета напольного отопления проектировщику необходимы подробные сведения об объекте теплофикации: строительные планы, пояснительные записки и т. п. Даже в небольшом доме разные комнаты отличаются друг от друга по требуемым климатическим условиям и тепловым потерям, материалу покрытия пола и прочее. Важно, с чем они граничат снизу: с грунтом, неотапливаемым помещением или жилой комнатой. Это существенно влияет на расчет теплоизоляции и компоновку «теплого пола» в целом.

Вначале – расчет теплового потока

Как и в большинстве случаев расчета теплотехнического оборудования, отправной точкой в проектировании системы напольного отопления является определение потребности здания в тепле (теплового потока — q). Обычно для жилых домов Северной Европы она составляет 70–100 Вт/м2. В отечественном индивидуальном строительстве эта величина может составлять 120 и даже 150 Вт/м2.

По опыту строительства в зарубежных странах, теплового потока плотностью 50 Вт/м2 хватает для того, чтобы достичь внутри помещения температуры 20°С; 100 Вт/м2 обеспечивают поддержание 29°С (данные шведской компании «Wirsbo»).

Более точные вычисления можно произвести, приняв во внимание разность наружной и внутренней температур в наиболее холодное время года; коэффициенты теплопередачи и площади стен, потолка, пола, окон, и дверей здания. Кроме того, учитываются потери тепла при вентиляции, зависящие от объема, плотности, теплоемкости воздуха и коэффициента воздухообмена. Указания по этим вычислениям можно найти в пособиях и справочниках для проектировщиков (ими снабжают пользователей серьезные производители оборудования), а также в приложениях к СНиП 2.04.05-91*.

Число контуров

По правилам, для каждого помещения необходима своя петля отопительного трубопровода, управляемая термостатом. Один змеевик должен обогревать не более 30 м2. Кроме размера площади размер отопительного контура ограничивается гидравлическим сопротивлением и требуемой мощностью.

Согласно разработкам инженерной компании «Инстал 777» (Москва), не следует монтировать змеевики тепловой мощностью более 1,8 кВт или если потери давления в них превышают 30 кПа. Чтобы избежать ошибок в случае, когда у проектировщика нет возможности с достаточной точностью рассчитать гидравлическое сопротивление отопительной системы и ее ветвей, следует помнить, что длина контура «теплого пола» не должна существенно превышать 120 м.

Один из способов упрощенных расчетов

При проектировании напольного отопления существуют две основные переменные величины: температура теплоносителя и шаг укладки трубы. Для упрощения проектных расчетов одну из них можно принять постоянной. Из-за ограниченного объема журнальной статьи остановимся на методиках проектирования, где за константу принимается температура.

Максимальная температура теплоносителя в подающем трубопроводе системы напольного отопления не должна превышать 55°С. Как уже говорилось, падение температуры в греющем контуре не должно быть выше 10°С. При соотношении на входе и выходе в змеевик 55/45°С расход материалов на его устройство минимален.

Выбрав величину нагрева воды в подающем трубопроводе (рекомендуемый ряд: 55, 50, 45, 40°С), проектировщик может обратиться к известным таблицам (см., например, справочник «Теплый дом» за 2012 г.), чтобы определить шаг укладки трубы и температуру пола. Исходными данными для этого являются также температура воздуха в помещении, тип напольного покрытия и удельный тепловой поток. Таблицы составлены для труб из сшитого полиэтилена диаметром 18 мм и металлопластиковых труб диаметром 16 мм для случая, когда падение температуры в змеевике составляет 10°С.

Приводим также диаграммы фирмы «Инстал 777» (см. рисунок). Они получены путем обобщения расчетных и опытных данных и позволяют определить шаг укладки отопительной трубы по величине теплового потока и виду напольного покрытия. Графики построены для систем с максимальной температурой подачи (55°С).пол рис.jpg


Зная шаг укладки, можно найти длину греющего контура (Lw):

Lw = F/b (м),

где b — выбранное расстояние между трубами; F — площадь пола.

Расход воды (Q) через змеевик определяется по формуле:

Q = 1,1 •  (q F)/4190 Δt (кг/с),

где q — удельный тепловой поток (Вт/м2); Δt — падение температуры в контуре.

Далее следует определить скорость потока воды и удельную потерю давления от трения в отопительной трубе. Для этого лучше воспользоваться справочными таблицами. Для металлопластиковых труб они приведены в приложении к своду правил СП 41-102-98. Зная удельное сопротивление трубы и длину змеевика, можно приступить к гидравлическим расчетам петли для выбора циркуляционного насоса и т. д. 

Термоизоляция

При проектировании систем напольного отопления важно правильно защитить его от возможных потерь теплоты в нижнем направлении от уровня обогрева. Точные расчеты предполагают определение суммарного термического сопротивления подосновы и других элементов пола, расположенных ниже греющего контура, включая сопротивления замкнутых воздушных прослоек (расчеты для многослойных конструкций).

По европейским стандартам (DIN 4725), для одинаково обогреваемых, разделенных междуэтажным перекрытием помещений оно должно быть не ниже 0,75 м2°С/Вт; для комнат, расположенных над помещениями с прохладным температурным режимом, не ниже 1,25 м2°С/Вт.

Российские нормы приведены в главе «Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций» СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Там же изложен порядок расчетов и даны точные сведения о теплопроводящих свойствах различных строительных материалов.

В упрощенном варианте можно воспользоваться рекомендациями фирм, профессионально работающих с системами «теплого пола»: в случае применения напольного отопления утеплять стандартную конструкцию теплоизолирующим слоем толщиной не менее 30 мм.

«Инсталл 777» советует использовать для этого пенопласт плотностью не менее 25 кг/м3. Перекрытия над отапливаемыми помещениями фирма рекомендует утеплять слоем в 30 мм (R > 0,75 м2°С/Вт); над холодным помещением или улицей — слоем в 50 мм (R > 2,0 м2°С/Вт). Для утепления перекрытия на грунте слой пенопласта должен быть толщиной более 50 мм (R > 2,25 м2°С/Вт).

Возможно использование готовых полистирольных настилов, защищенных специальными покрытиями, а также плит с выступами для фиксации трубы. Эти материалы предлагают практически все производители профессионального оборудования для систем напольного отопления; их теплотехнические параметры просчитаны и приводятся в соответствующей документации.



Возврат к списку