Výpočet podlahového vytápění svépomocí: tipy, doporučení

Oba hlavní typy podlahového vytápění (VP) – vodní a elektrické, mohou sloužit jako doplňkový (komfortní) i hlavní (pracovní) zdroj vytápění místností. Druhý způsob vytápění zahrnuje poněkud propracovanější a složitější systémovou konstrukci. Kromě standardních metod regulace a regulace teploty může také zajistit různé režimy: den-noc, zima-léto, programování na den-týden, odložený start atd. Nicméně i přes to, že úkoly pracovního vytápění jsou významnější, se výpočet podlahového vytápění pro oba systémy provádí podobnými metodami a lze jej provést zcela samostatně.

Hlavní parametry pro návrh TP

Uspořádání topných těles, které ovlivňují měrný výkon vytápěné podlahy na 1 m2, se navrhuje na základě tepelných charakteristik budovy. V tomto poměrně složitém procesu je třeba zohlednit mnoho různých faktorů, včetně:

• regionální tepelné normy – minimální venkovní teplota vzduchu během nejchladnějšího období roku;
• průměrná teplota v každé místnosti a jejich umístění;
• vlastnosti stavebních konstrukcí – materiál a tloušťka stěn, podlah a stropů nebo mezipodlažních stropů;
• počet a typ oken, jejich celková plocha, součinitel tepelných ztrát, který do značné míry závisí na typu instalovaných skleněných jednotek;
• umístění budovy vzhledem k hlavním směrům;
• výška prostor a řada dalších.

Navrhovaný seznam parametrů, které ovlivňují výpočet vytápěných podlah, zdaleka není úplný – zkušený specialista na vytápění uvede tucet dalších důležitějších termofyzikálních charakteristik.

Primárním úkolem takového návrhu je však zvolit takový tepelný výkon topného tělesa, který zaručeně kompenzuje veškeré energetické ztráty vytápěné budovy. Je také třeba mít na paměti, že se doporučuje zvýšit vypočítaný teoretický výkon o 10–15 %, aby teplárna nepracovala na hranici svých možností.

Bez ohledu na to, zda výpočet podlahového vytápění provádíte sami nebo specializovaní odborníci, ve všech případech se vychází z požadavků GOST R 55656-2013 „Energetické charakteristiky budov. Výpočet spotřeby energie na vytápění prostor“. Níže je uveden zjednodušený postup pro samostatný návrh instalace podlahového vytápění pro malý byt.

Navrhujeme podlahové vytápění vodou

Jak již bylo uvedeno výše, jedním z hlavních ukazatelů pro návrh topného systému je hustota efektivního toku tepelné energie vyrobené z 1 m2 podlahového vytápění (g, W/m2) – měrný výkon vytápěné podlahy. Ten by měl plně kompenzovat tepelné ztráty místnosti – Q, W.

kde F, m2 – užitná podlahová plocha, která bude sloužit k vytápění. Bere se jako celková plocha místnosti mínus místa, kde bude instalován nábytek, a také volná zóna 20–30 cm od stěn a nábytku.

Hodnota Q zohledňuje mnoho parametrů, z nichž některé jsou uvedeny v předchozí části. Pro její přesný výpočet můžete použít metodu navrženou v referenční příručce E. G. Maljaviny „Tepelné ztráty budovy“, která vyžaduje hloubkový přístup. V praxi však bude pro soukromého vlastníka snazší akceptovat určité průměrné hodnoty tepelných ztrát typických budov. Například místnost o rozloze 18 m2 s jednou vnější stěnou a oknem a stropy do 3 m bude mít přibližnou tepelnou ztrátu 1800 W. Tento ukazatel platí pro výpočet podlahového vytápění v prostorách bytového domu postaveného v mírném klimatickém pásmu. U soukromého domu však bude nutné jej zvýšit 1,2–1,5krát. Hodnoty tepelných ztrát se také zvyšují, pokud jsou instalována velká okna, místnost je rohová, stěny jsou tenké atd.

Měrný tepelný výkon podlahového vytápění musí být v určitých mezích. Jeho přehřívání totiž vede k nepohodlí pro obyvatele a ničení stavebních a dokončovacích materiálů. Maximální teplota povrchu podlahové krytiny (t_f, 0 °C) doporučuje se:

• + 29°C – pro obytné prostory (ložnice, obývací pokoj, pracovna);
• + 33°C – pro místnosti s vysokou vlhkostí (koupelny, kuchyně);
• + 35°C – pro oblasti v blízkosti vnějších stěn.

Tabulkový výběr rozteče pokládky potrubí

Znalost hustoty efektivního toku tepelné energie (g, W/m2), typu použitého nátěru (jeho odporu přenosu tepla – R_w, m2 * O C/W nebo m2 *K/W), doporučená teplota povrchu podlahy pro danou místnost (t_f, 0 °C), stejně jako gradient provozních teplot chladicí kapaliny (t_z/t_p, 0 °C/ 0 °C), můžete zvolit rozteč potrubí (b, m) z tabulek 1-3.

Vypočítáme počet a průměr potrubí

Výpočet délky potrubí pro vytápěnou podlahu se provádí pomocí vzorce:

• L – požadovaná délka potrubí, m;
• F – užitná podlahová plocha vytápěné místnosti, m2;
• b – rozteč (frekvence kladení) závitů, m;
• N – vzdálenost od kolektoru umístěného na zdi k úrovni podlahy, m;
• 1,1 – součinitel bezpečnosti potrubí pro zatáčky.

Spotřebu potrubí lze také odhadnout pomocí tabulky 4.

Profesionální výpočet podlahového vytápění zahrnuje také výběr vnitřního průměru (D, m) potrubí. Musí odpovídat řadě parametrů, jako je hydraulický odpor systému, technické možnosti oběhového čerpadla, objemy chladicí kapaliny potřebné pro čerpání a další. Pro téměř jakoukoli malou individuální instalaci podlahového vytápění však můžete bezpečně použít například kovovo-plastovou trubku Ø 16 mm, která má vnitřní Ø 12 mm. Je třeba vzít v úvahu, že doporučená délka topného okruhu by v tomto případě neměla překročit 100 m (maximálně 120 m). Pokud výpočet potrubí pro podlahové vytápění vyžaduje větší metr, musí být okruh rozdělen na dva nebo více.

Kromě kov-plastu jsou vhodné: měď, PVC, zesítěný polyethylen. Mají podobné hydraulické parametry, takže jejich průměry se volí podobně.

Výpočet elektrické vyhřívané podlahy

Základem pro výpočet elektrické podlahové vytápění je užitná plocha místnosti, která bude použita k instalaci topných těles. Pro její určení byste měli nakreslit obecný plán místnosti na list papíru (je lepší použít ten s milimetrovými značkami) a také vyznačit umístění stacionárního nábytku v měřítku. Níže je uveden podobný přibližný plán s umístěním stacionárního a mobilního nábytku, jakož i prvků elektrické podlahové vytápění.

Pro elektrické podlahové vytápění platí pravidlo. Pokud se používá jako komfortní vytápění, stačí pokrýt 50 % plochy. Pokud se plánuje použití jako hlavní vytápění, pak by podlahová plocha plnící funkci vytápění měla být alespoň 70-80 %.

Zvažme, jak vypočítat elektrické podlahové vytápění pro různé typy zařízení:

• odporový kabel (stejná metoda výpočtu pro jedno- a dvouvodičový);
• elektrické rohože;
• infračervený filmový ohřívač;
• tyčový infračervený ohřívač.

Klíčové ukazatele designu

Jakýkoli návrh podlahového vytápění je založen na hlavních konstrukčních parametrech elektrických systémů, bez ohledu na typ topného tělesa. Patří mezi ně instalovaný a měrný výkon:

• instalovaný výkon (W), pokud se jako hlavní zdroj vytápění používá elektrické podlahové vytápění, musí zcela pokrýt množství tepelných ztrát v místnosti. Kromě toho se doporučuje vyvinout TP s rezervou alespoň 25-30 % (v závislosti na kvalitě izolace místnosti);
• měrný výkon (W/m2) se vypočítá jako poměr instalovaného výkonu k ploše vytápěné místnosti – P_UD=P_UST/S_BOHOVÉ.

Tabulka 5. Normy pro poměr měrného výkonu elektrického podlahového vytápění pro místnosti určitého účelu a lineárního výkonu topného kabelu.

Teplá podlaha: výpočet odporového topného kabelu

Běžný nezónový odporový topný kabel nelze řezat na kusy. Proto je nutné pro každou konkrétní místnost vybrat hotový model. Například kuchyň má plochu 12 m 2, ale s přihlédnutím k nábytku se užitečná podlahová plocha, kterou lze využít k vytápění, snižuje na 9 m 2. Vezmeme si data z tabulky 5 a vidíme, že měrný výkon elektrické podlahové vytápění pro místnost tohoto typu je 100-150 W/m 2. Proto akceptujeme průměrnou hodnotu 130 W/m 2.

Výkon vytápěné podlahy vypočítáme pomocí vzorce P_ústa=130*9=1170 W. Získanou hodnotu je nutné porovnat s tepelnou ztrátou místnosti (Q), jejíž výpočet byl vysvětlen v části „Návrh podlahového vytápění vodou“. Instalovaný výkon musí být alespoň o 30 % vyšší než tepelná ztráta. Proto P_ústa = 1521 W.

Dále se podíváme na tabulku lineárního výkonu odporového kabelu vybraného výrobce, například DEVI (tabulka 6).

Tabulka 6. Modelová řada odporových kabelů DEVITLEX.

Z tabulky vybereme model produktu, který nám vyhovuje – DSIG 20, délka 91 m.

Krok pokládky kabelu vypočítáme pomocí vzorce:

• H – krok pokládky, cm;
• S – plocha místnosti, m2;
• L – délka kabelu, m.

Dosadíme data a dostaneme: V=9×100/91=9,89 cm. Zaokrouhlíme na 10 cm.

Pro zjednodušení instalace kabelu se zpravidla používá speciální montážní páska s roztečí upevňovacích prvků 2,5 cm. Je ideální pro naše účetní údaje.

Důležité! „Špičkoví“ výrobci sad elektrického podlahového vytápění mají na svých oficiálních webových stránkách uživatelské online kalkulačky. S jejich pomocí můžete provést rychlý a zjednodušený výpočet elektrické podlahové vytápění, čímž si usnadníte nalezení potřebného množství kabelu.

Topná rohož

Topné rohože jsou typem odporového kabelového systému. Pro snadnou instalaci jsou již připevněny k výztužné síti. Rohože se často používají jako doplňkový zdroj topného „komfortu“, například ve stejné kuchyni. Proto lze takový systém vypočítat se sníženým měrným výkonem P_UD=100 W/m2, pak P_UST=900 W (bez bezpečnostního faktoru přijatého pro plnohodnotné pracovní vytápění). Z tabulky 7 modelů produktů stejného výrobce vybíráme model topné rohože – DTVF 20, délky 20 m, který se doporučuje pokládat na plochu do 10 m 2, což nám zcela vyhovuje.

Tabulka 7. Topné rohože DEVI.

Existuje mnoho způsobů, jak položit topné rohože, a jejich kabely nevyžadují výpočty kroků, protože odporový prvek je již upevněn k výztužné síti. Pokud má místnost složitou konfiguraci nebo uspořádání nábytku vyžaduje umístění topných těles pod úhlem nebo radiálně, nevznikají s instalací žádné zvláštní problémy. Některé z jejích možností jsou znázorněny na obrázku níže.

IR fóliová teplá podlaha

Teplou podlahu s infračerveným (IR) filmem si můžete vypočítat na základě plochy vytápěné místnosti. Zohledňují se všechny výše popsané principy týkající se tepelných ztrát a účelu instalovaného vytápění – pracovního nebo komfortního. Pak už jen zbývá vybrat produkt s požadovaným tepelným výkonem na základě jeho technického popisu.

Při výpočtu výkonu podlahového vytápění typu IR je však třeba dodržovat následující pravidla:

1. Topná fólie by měla být instalována pouze v prostorách bez nábytku.
2. Minimální požadovaná vzdálenost od topného tělesa k vnějším a vnitřním stěnám je 200 m.
3. Většinu modelů fóliových podlahových krytin lze instalovat pouze nasucho pod laminát, koberec nebo linoleum (podlahové krytiny musí být označeny jako vhodné pro použití s podlahovým vytápěním).
4. Pro betonový potěr nebo lepidlo na dlaždice se doporučuje použít speciální IR fólie s perforací a vylepšenými elektrickými bezpečnostními vlastnostmi.
5. Topnou fólii je povoleno řezat pouze s určitým krokem. Při výpočtech je třeba také vzít v úvahu, že ji nelze umístit pod úhlem, jako topnou rohož.

Důležité! Je nutné vytvořit rozvržení podlahového vytápění s ohledem na plán instalace stacionárního nábytku a umístění topných těles. Systémy IR fólií jsou obzvláště citlivé na lokální přehřátí v místech s obtížným odvodem tepla.

Výpočet podlahového vytápění tyčí

Tyčová infračervená teplá podlaha je samoregulačního typu, takže její výpočet i instalace jsou ve srovnání s infračervenou fólií výrazně zjednodušeny. Koneckonců, lze ji instalovat po celé ploše místnosti a odřezávat kusy topné rohože v souladu s geometrickými parametry místnosti.

Volba drahých tyčových systémů je opodstatněná, pokud se v budoucnu očekává časté přeskupování nábytku nebo jiných masivních předmětů. V případě zvýšení teploty podlahové krytiny se spotřeba energie samostatného topného tělesa v této lokální oblasti sníží až na 1,5krát.

Výpočet výkonu tyčového infračerveného systému se provádí s ohledem na to, že vytápěná plocha odpovídá celkové ploše místnosti. V důsledku toho je tepelný výkon podlahového vytápění orientován výhradně na tepelné ztráty místnosti. Po výběru seznamu modelů s odpovídajícím specifickým výkonem od výrobce je nutné vypočítat rohože podle délky. Šířka rohože má standardní hodnotu pro celou modelovou řadu. Po určení plochy místnosti a také po znalosti potřebných tolerancí pro umístění topných těles – 15 cm od stěny, 10 cm mezi rohožemi (tyto parametry se mohou mírně lišit v závislosti na doporučení výrobce) můžete vypočítat délku rohože a vybrat její model.

Závěr

Výrobci nabízejí mnoho online kalkulaček a programů pro výpočet podlahového vytápění, které jeho návrh značně usnadňují. Topné systémy sestavené na základě jejich doporučení jistě zajistí požadovanou úroveň vytápění, ale budou tak činit s velkou rezervou. Naopak ruční výpočet, zohledňující mnoho individuálních vlastností navrhované topné instalace a zároveň s přiměřenými rezervami pro produktivitu, vám umožní ušetřit na nákupu zařízení pro instalaci podlahového vytápění.