Тёплый пол: шаг и длина контура

Плотность теплового потока — теплопотери, отнесённые к обогреваемой площади: q = Q / S.

Температура поверхности пола. EN 1264-2 задаёт базовую характеристику, связывающую теплоотдачу пола вверх с превышением температуры его поверхности над температурой помещения:

Эта зависимость не зависит ни от конструкции пола, ни от шага укладки: она описывает теплоотдачу самой поверхности в помещение. Именно она определяет физический потолок мощности тёплого пола. При t_возд = 20 °C и предельных 29 °C он составляет около 100 Вт/м² — сколько ни грей теплоноситель, больше с квадратного метра не снять.

Предельная температура поверхности — п. 14.18 СП 60.13330.2020: средняя температура поверхности конструкции со встроенными нагревательными элементами не выше 29 °C для помещений с постоянным пребыванием людей, 31 °C для помещений с временным пребыванием и обходных дорожек бассейнов, 23 °C для дошкольных образовательных организаций. Отдельно там же: температура по оси нагревательного элемента в жилых зданиях, детских садах и бассейнах не выше 35 °C, а вдоль наружных ограждений допускается краевая зона шириной до 1 м с температурой поверхности до 35 °C.

Температура теплоносителя оценивается через сопротивление слоёв над трубой:

Длина трубы и контуры:

Потери давления в контуре считаются по Дарси — Вейсбаху с шероховатостью полимерной трубы 0,01 мм.

• Вся теплоотдача считается идущей вверх, в помещение. Потери вниз — через утеплитель в перекрытие или грунт — не считаются; при нормальном утеплении под стяжкой они составляют 5–10 % от потока вверх, при плохом — заметно больше.
• Температура поверхности принята равномерной. На деле она волнообразна: над трубой теплее, между трубами холоднее, и размах тем больше, чем крупнее шаг и тоньше стяжка. Норматив ограничивает и среднюю температуру, и температуру по оси трубы — вторую этот расчёт не проверяет.
• Оценка температуры теплоносителя не учитывает шаг укладки. В полной методике EN 1264-2 в неё входит коэффициент, зависящий от шага, диаметра трубы и толщины стяжки.
• Мебель, ковры и зоны, где труба не укладывается, из площади должны быть исключены вручную: под стационарной мебелью тёплый пол не работает и укладывать его туда не следует.
• Краевые зоны вдоль наружных стен с уменьшенным шагом не рассчитываются: считается ровное поле с одним шагом.
• Свойства теплоносителя — воды. Для раствора гликоля расход выше, а потери давления в контуре заметно больше.

• Температура теплоносителя — самая слабая часть расчёта. Упрощение не учитывает, как труба «собирает» тепло из стяжки. При шаге 100–150 мм и тонком покрытии оценка близка к правде, при шаге 250–300 мм фактическая температура подачи нужна на 3–8 °C выше расчётной. Расчёт занижает требуемую температуру теплоносителя. Для проекта нужен полный расчёт по EN 1264-2 или программа производителя системы.
• Напольное покрытие решает всё. Разница между плиткой и паркетной доской — это 8–10 °C по требуемой температуре подачи при той же мощности. Ковролин поверх тёплого пола часто делает нужную мощность недостижимой в принципе.
• Потолок в 100 Вт/м². Если теплопотери помещения требуют больше, тёплый пол их не покроет ни при какой температуре подачи, и норматив здесь не формальность, а физика поверхности. Нужен дополнительный прибор или улучшение теплозащиты. Это самая частая причина, по которой «тёплый пол не греет».
• Ванные комнаты. Там температура воздуха по ГОСТ 30494 составляет 24–26 °C, а не 20. Запас между температурой пола и температурой воздуха резко сокращается, и предельная теплоотдача падает примерно вдвое.
• Длина контура. Ограничение в 100 м для трубы 16 мм — практика, а не норма: реальный предел определяется располагаемым напором насоса и допустимым перепадом на контуре. Если контуры разной длины, короткие заберут расход у длинных, и без балансировки на коллекторе система работать не будет.