Розрахунок труб для теплої підлоги: довжина контуру і крок

Довжину труби для водяної теплої підлоги рахують так: площа, яку займатимуть труби, ділиться на крок укладання, до результату додають близько 10 % на повороти і подвійну відстань до колектора. Один контур із труби 16 мм не роблять довшим за 80–100 м, крок біля зовнішніх стін і вікон — 100–150 мм, у решті кімнати — 150–300 мм. Підсумок перевіряють тепловтратами: підлога з поверхнею 29 °C віддає не більше приблизно 100 Вт/м², і якщо кімнаті потрібно більше, без радіатора не обійтися.

Коротко

• Формула довжини контуру: L = S / n × 1,1 + 2l, де S — площа під трубами, n — крок у метрах, l — відстань від кімнати до колектора.
• Межа одного контуру для труби 16 мм — орієнтовно 80–100 м; довший контур розбивають на два однакової довжини.
• Крайова зона (смуга до 1 м уздовж зовнішніх стін і вікон) — крок 100–150 мм, температура поверхні до 35 °C.
• Температура поверхні в житлових кімнатах — до 29 °C, під дерев'яним покриттям — до 27 °C (ДБН В.2.5-67:2013, табл. С.1). Від неї залежить, скільки тепла підлога взагалі може дати.
• Якщо тепловтрати кімнати перевищують можливості підлоги, водяна підлога стає доповненням до радіаторів, а не основним опаленням.

Цей матеріал — саме про розрахунок. Схеми укладання і монтаж у будинку описані в статті про теплу водяну підлогу в приватному будинку, колектор і балансування — у матеріалі про змішувальний вузол для теплої підлоги, шар над трубою — у статті про стяжку для водяної теплої підлоги.

Які дані потрібні до розрахунку

Перш ніж братися за калькулятор, зберіть п'ять величин.

1. Площа, яку справді вкриють труби. Від загальної площі кімнати віднімають місця під вбудованими шафами, кухонними тумбами, ванною, душовим піддоном, великою технікою на ніжках. Під ними підлога лише перегріватиме меблі.
2. Тепловтрати кімнати. Скільки ват тепла кімната втрачає в найхолоднішу п'ятиденку через стіни, вікна, підлогу, стелю і вентиляцію. Це основа: крок підбирають не «на око», а під потрібну тепловіддачу.
3. Покриття підлоги. Плитка й керамограніт пропускають тепло найкраще, ламінат і лінолеум — гірше, паркет і масивна дошка ще гірше, килим майже «закриває» підлогу.
4. Призначення підлоги. Основне опалення чи доповнення до радіаторів. Від цього залежить, чи має підлога покрити всі тепловтрати, чи лише частину.
5. Розташування колектора. Від нього до кімнати йдуть подача і зворот, і ця труба теж входить у довжину контуру.

Скільки тепла може дати підлога

Головне обмеження водяної підлоги — не котел і не труба, а температура поверхні. Вище певної межі ходити незручно, а дерев'яне покриття пересихає. ДБН В.2.5-67:2013 (табл. С.1) задає такі максимуми:

*Тепловіддачу пораховано за спрощеною залежністю з посібника Danfoss з проєктування теплої підлоги, складеного за EN 1264: q ≈ 11,1 × (t поверхні − t повітря), для кімнати з температурою 20 °C. Danfoss прямо пише, що жодна система при граничній температурі поверхні не дасть більше ~100 Вт/м² у кімнаті і ~175 Вт/м² у крайовій зоні.

Звідси перше правило розрахунку: поділіть тепловтрати кімнати на площу під трубами. Якщо виходить до 70–80 Вт/м², підлога впорається сама навіть під ламінатом. Якщо 100 Вт/м² і більше, треба або утеплювати будинок, або закладати радіатори, або нарощувати крайову зону біля вікон.

Тепловтрати житлової кімнати рахують за площею і термоопором кожної огороджувальної конструкції, плюс вентиляція. Для приватного будинку це робить проєктувальник опалення або калькулятор виробника труб; тепловізійне обстеження допомагає знайти слабкі місця до розрахунку. Утеплення стін, перекриття й заміна вікон зменшують потрібну тепловіддачу, а з нею — і кількість труби.

Яку трубу вибрати

Для водяної підлоги беруть труби, які витримують постійну температуру і тиск системи, не обростають накипом і не пропускають кисень у теплоносій. Кисень через стінку труби роз'їдає сталеві деталі котла і колектора, тому полімерні труби мають антидифузійний шар.

Діаметр. Для квартир і приватних будинків стандарт — труба 16 мм (16×2 мм), рідше 17 або 20 мм. Труба 20 мм дозволяє довший контур, але жорсткіша на вигин і потребує товщої стяжки, тож у квартирах її беруть рідко. Монтаж металопластику пресовими фітингами описано в статті про прес-кліщі для металопластикових труб.

Крок укладання: як підібрати

Крок — відстань між сусідніми витками труби. Що менший крок, то більше труби на метр квадратний, вища і рівніша температура поверхні. Що більший — то помітніша «зебра»: над трубою тепло, між витками прохолодно.

Ці числа — просто 1 м², поділений на крок. Заводські системи кріплення задають свою сітку: наприклад, Danfoss для кріплення скобами передбачає кроки 10, 15, 20, 25 і 30 см, а мати з бобишками зазвичай мають крок, кратний 50 мм.

Крайова зона. Уздовж зовнішніх стін і вікон, смугою до 1 м, трубу кладуть щільніше — 100–150 мм. Там холодніше, і саме там допустима найвища температура поверхні — 35 °C: людина в цій смузі майже не стоїть. Більше тепла біля вікна перекриває холодний потік від скла.

Зона комфорту. Решта кімнати — 150–300 мм залежно від тепловтрат і покриття. Під дерев'яною підлогою, де межа поверхні 27 °C, крок зазвичай менший, ніж під плиткою, щоб дати потрібне тепло при нижчій температурі. Про цей випадок окремо — у статті про теплу підлогу під ламінат на дерев'яну основу.

Крок понад 300 мм не беруть навіть у підсобках: поверхня стає помітно смугастою, а стяжка нагрівається нерівномірно.

Від схеми укладання залежить рівномірність. У простій змійці перша половина кімнати гріється гарячою водою, друга — вже охолодженою; у равлику подача і зворот ідуть поруч, і температура вирівнюється. Для розрахунку довжини схема майже не важлива — важливі площа і крок, — але від неї залежить, де опиниться найгарячіша частина контуру. Її ведуть уздовж холодних стін.

Розрахунок довжини контуру

Формула

L = S / n × 1,1 + 2l

• L — довжина контуру, м;
• S — площа під трубами, м²;
• n — крок укладання, м (150 мм = 0,15 м);
• 1,1 — запас 10 % на повороти й вигини;
• l — відстань від колектора до кімнати, м; множимо на два, бо до кімнати йдуть подача і зворот.

Якщо в кімнаті дві зони з різним кроком, рахують окремо кожну і додають.

Приклад: спальня 4 × 5 м

Кімната 20 м², одна зовнішня стіна довжиною 4 м з вікном. Уздовж неї шафа-купе 2 × 0,6 м, колектор у коридорі за 3 м від дверей.

1. Площа під трубами: 20 − 1,2 (шафа) = 18,8 м².
2. Крайова зона: смуга 1 м уздовж зовнішньої стіни — 4 м², крок 100 мм. Труби: 4 / 0,1 = 40 м.
3. Зона комфорту: 18,8 − 4 = 14,8 м², крок 200 мм. Труби: 14,8 / 0,2 = 74 м.
4. З запасом на повороти: (40 + 74) × 1,1 ≈ 125 м.
5. Підведення до колектора: 2 × 3 = 6 м.
6. Разом: близько 131 м.

131 м для труби 16 мм — забагато для одного контуру. Кімнату ділять на два контури приблизно по 65 м: один бере крайову зону і половину кімнати біля вікна, другий — дальню половину. Купувати трубу варто з невеликим запасом: бухту краще не різати на впритул, а на кожному кінці залишити кілька десятків сантиметрів на під'єднання до колектора.

Чому довжину контуру обмежують

Що довший контур, то більший його гідравлічний опір. Насос змішувального вузла має прокачати воду через усі контури одночасно, а вода, яка довго йде трубою, встигає сильно охолонути — кінець петлі ледь теплий. Тому виробники задають межу:

• посібник Danfoss з проєктування теплої підлоги радить контури не довші за 100 м, максимум 110 м, і втрату тиску в контурі не більше 250 мбар;
• технічний лист Wunda для системи на скобах указує максимальну довжину петлі 100 м для металопластикової труби 16 мм;
• частина виробників труб радить не перевищувати близько 80 м для 16-ї труби, щоб насос працював із запасом.

Практичний висновок: тримайте контури 16-ї труби в межах 70–90 м і не виходьте за 100 м. Для 20-ї труби межа більша, але точне число беріть з паспорта конкретної труби і колектора.

Контури мають бути схожими за довжиною

Колектор легше збалансувати, якщо контури відрізняються не більш ніж у кілька разів: маленька ванна на 20 м поруч із вітальнею на 90 м дає великий розкид витрат. Великі кімнати ділять на кілька контурів близької довжини, коротким контурам на колекторі прикривають витратоміри. Як це робиться, описано в матеріалі про змішувальний вузол.

Перевірка розрахунку тепловтратами

Довжину труби пораховано, тепер — чи вистачить тепла.

1. Тепловтрати кімнати з розрахунку, наприклад 1 400 Вт.
2. Площа під трубами — 18,8 м². Потрібна тепловіддача: 1 400 / 18,8 ≈ 74 Вт/м².
3. Покриття — ламінат на основі, тобто дерев'яне: межа поверхні 27 °C, а це близько 78 Вт/м² у зоні комфорту.
4. 74 < 78 — підлога впорається, але майже без запасу. Крайова зона з кроком 100 мм дасть додатковий резерв біля вікна.

Якби втрати були 2 000 Вт (106 Вт/м²), такий запас уже не рятував би: потрібен радіатор під вікном або додаткове утеплення.

Температура води в трубах вища за температуру поверхні: між ними стяжка і покриття. Посібник Danfoss обмежує подачу 55 °C для цементної стяжки і 50 °C для гіпсової, Wunda рекомендує подачу близько 45 °C. Що товща стяжка й покриття, то вищу температуру води доводиться тримати; про те, як не перегріти поверхню під плиткою, є окрема стаття про температуру теплої підлоги під плитку.

Типові помилки розрахунку

Безпека і коли кликати майстра

Розрахунок кроку і довжини за формулою під силу будь-кому, але помилка тут проявляється, коли труби вже залиті стяжкою. Перед заливкою контур обов'язково опресовують — випробовують тиском за інструкцією виробника труби і не скидають тиск, поки стяжка не набере міцності. Гарячу воду в залиту, ще сиру стяжку не подають.

Майстра або проєктувальника варто залучити, якщо:

• підлога має бути основним опаленням усього будинку;
• кімнати з великими вікнами, другим світлом або на першому поверсі над неопалюваним підвалом;
• у будинку кілька поверхів і колекторів;
• планується дерев'яне покриття або підлога під килимом;
• підлога під'єднується до газового котла разом із радіаторами — тоді потрібен вузол змішування; про це є стаття про підключення теплої підлоги до котла.

У багатоквартирному будинку водяну підлогу від стояка центрального опалення без проєкту і погодження з ОСББ чи теплопостачальником не роблять: це втручання у спільну систему, яке може залишити без тепла сусідів. У квартирі зазвичай обирають електричну підлогу або водяну від власного котла.

Окремий випадок — балкон і лоджія, де втрати тепла через скління великі; там свої обмеження, описані в статті про теплу підлогу на балконі та лоджії.

Часті питання

Скільки метрів труби треба на 1 м² теплої підлоги?

При кроці 100 мм — 10 м, при 150 мм — близько 6,7 м, при 200 мм — 5 м, при 300 мм — близько 3,3 м. До цього додають 10 % на повороти і довжину подачі та звороту до колектора. Для типової житлової кімнати з крайовою зоною виходить у середньому 5–7 м на квадратний метр.

Яка максимальна довжина контуру для труби 16 мм?

Посібник Danfoss радить до 100 м, максимум 110 м; технічний лист Wunda для 16-ї металопластикової труби вказує 100 м. На практиці контури тримають у межах 70–90 м, щоб насос працював із запасом, а різниця температур на початку і в кінці петлі була невеликою. Точне число — у паспорті вашої труби.

Який крок укладання вибрати для житлової кімнати?

Під плиткою в утепленому будинку зазвичай 150–200 мм у центрі і 100–150 мм у крайовій зоні біля зовнішніх стін. Під ламінатом і паркетом крок менший, бо поверхня не повинна перевищувати 27 °C. Остаточно крок визначають тепловтрати: що вони більші, то щільніше кладуть трубу.

Чи можна опалювати будинок лише теплою підлогою?

Можна, якщо тепловтрати кожної кімнати не перевищують того, що підлога віддає при граничній температурі поверхні: близько 100 Вт/м² під плиткою і близько 78 Вт/м² під деревом. В утепленому сучасному будинку це зазвичай так; у старому неутепленому — ні, і тоді підлогу доповнюють радіаторами.

Чи можна робити контури різної довжини?

Можна, але різниця має бути помірною, а коротші контури доведеться прикривати на колекторі витратомірами. Дуже короткий контур у ванній поруч із довгим у вітальні балансувати важко; тоді ванну інколи об'єднують в один контур із коридором.