Проектирование металлических ферм

Как строить металлические фермы: расчет и сварка ферм из профильной трубы

Это одна из разновидностей строительной продукции, получаемой путем прокатки металла на специальных станках. Профильными называются трубы с некруглым сечением. Сечение может быть овальным, квадратным или прямоугольным.

Виды металлических ферм.

Трубы производят из стали (Ст3СП, 09Г2С), в том числе из нержавеющей. Изначально форма у них получается круглой. Затем круглая труба деформируется горячим или холодным методами. Также осуществляется контроль надежности сварного шва (этого требует ГОСТ).

Минимальные размеры профильных труб российского производства . 15×15 миллиметров. Максимальные размеры . 450×350 миллиметров. Стенка трубы . 1.12 мм, длина – 6.12 м. Эти параметры зависят от ГОСТа, а также от ТУ, согласно которым идет производство трубы.

В чем заключается роль лежня.

Какие стропила для крыши выбрать – подробнее>>

Преимущества фермы из металлической трубы

1. Устойчивость к деформациям даже при больших нагрузках.
2. Маленькая масса, так как внутри полость.
3. Невысокая стоимость, так как для изготовления полых элементов металла требуется немного.
4. Возможность строить сложные конструкции при минимуме усилий.
5. Долговечность и прочность.

Где применяются профильные трубы?

Схема производства профильных труб.

Основные сферы их применения: строительство, с/x машиностроение, производство мебели. Из них делаются разные металлоконструкции, каркасы для будущих построек, разнообразные перекрытия, опоры и пролеты. Также трубы используют в конструкциях рекламных постеров.

Из этого материала строятся павильоны для выставок, торговые комплексы, сооружения для спорта, складские помещения, промышленные конструкции и здания, мосты, эстакады, подъемники и др.

Область применения труб зависит от их формы. Плоскоовальные трубы гибкие, их используют для изготовления мебели, а также элементов декора. Из труб прямоугольной и квадратной форм делают конструкции, которые кладутся на плоскую поверхность (строительные арматуры, рамные распорные конструкции).

Трубы профильные нужны в строительных конструкциях как опоры и крепежи, например, в строительных фермах, о которых речь пойдет ниже.

Ферма из профильной трубы

Ферма – это система, являющаяся стержнем строительной конструкции. Она не меняется геометрически, когда ее жесткие узлы заменяются на шарнирные. Если стержни не расцентрованы и нет внеузловой нагрузки, в составляющих частях фермы появляется лишь растяжение/сжатие. Фермы создаются из прямых стержней, которые соединяются в узлах. Таким образом, это висячая конструкция, состоящая из двух поясов: верхнего и нижнего, а также раскосов и стоек.

Элементы, составляющие ферму: опорный раскос (шпренгель), раскос, пояс и стойка.

Схема устройства фермы из профильной трубы.

Без ферм сложно представить себе современное строительство. Применяются они, как правило, для того, чтобы перекрывать большие пролеты. Так сооружают мосты, заводы, спортивные комплексы, павильоны, сцены, подиумы и т.д.

Металлические фермы можно купить в уже готовом виде. Очень сложно самостоятельно сделать правильный расчет нагрузки на каждую часть системы, при этом не сделав ошибки, выбирая материал для конструкции. Далее нужен будет еще корректный монтаж системы, иначе долго стропильная ферма из профильной трубы вам не прослужит.

Какую конструкцию фермы необходимо выбрать, подскажет расположение чердачного перекрытия, угол уклона крыши и нужная длина пролета.

Ниже мы расскажем о видах стропильных ферм. Все они могут быть выполнены из профильной трубы.

Угол уклона кровли 22 – 30 градусов

Если в проекте дома, который вы строите, указан угол уклона кровли 22.30 градусов и вы хотите покрыть крышу шифером, сделать железное или этернитовое кровельное покрытие, выбирать лучше ферму треугольной формы, высота которой составит одну пятую часть длины пролета. Весит такая ферма немного.

Схема стропильных ферм для угла наклона крыши 22-30 градусов.

Если длина пролета 14.20 метров, выбирайте конструкцию с идущими вниз раскосами, так как здесь тоже большую роль играет небольшой вес. Верхняя часть фермы должна иметь панель длиной 1,5. 2,5 метра. Оба пояса конструкции составляет четное количество панелей. Если принять во внимание размеры, написанные выше, для такой фермы количество панелей должно составлять восемь.

Если сооружается промышленная постройка, фермы монтируются на подстропильные металлические конструкции. Эти конструкции являются связующими элементами для опорных колонн. Длина пролетов в данном случае . 20.35 метров. Необходим монтаж фермы Полонсо. Это структура из 2 ферм треугольной формы, они соединены между собой при помощи затяжки. Такое сооружение дает возможность избежать длинных раскосов в панелях в середине, ведь, чтобы сопротивляться продольному изгибу, они должны иметь очень большое сечение, что сделает всю конструкцию тяжелее во много раз. Верхняя часть фермы разбита на двенадцать или шестнадцать панелей. Панели в длину составляют 2.2,75 метра. Если потолок прикрепляется к фермам, затяжка крепится в узлах пояса сверху.

Угол уклона кровли 15 – 22 градуса

Как показывает расчет, в данном случае нужна высота фермы в одну седьмую часть длины пролета. Пролет . до 20 метров (если больше, лучше делать Полонсо). Для увеличения высоты конструкции до 0,23 длины пролета пояс, расположенный внизу, делается ломаным.

Так, металлические фермы весят примерно на 30 процентов меньше, по сравнению с треугольными конструкциями. Чтобы использовать такие фермы с восемью панелями, нужно увеличить чердачные стены.

Угол уклона кровли 6 – 15 градусов

Угол уклона крыши небольшой – ставятся трапециевидные фермы. Меньше всего ферма будет весить, если ее высота будет равна одной седьмой или одной девятой части длины пролета.

Если не подразумевается подвешивание к конструкции потолка, нужна треугольная решетка в качестве раскосов. Расчет количества панелей проводится по аналогии с расчетом панелей для треугольной конструкции. Если длина чердачных стен недостаточна, у опор делаются переломы крыши. Когда необходимо подвешивание потолка, все панели фермы должны иметь одинаковую длину (в обоих поясах) 1,5.2,5 метра, а к раскосам прибавляются стойки. Чтобы металлические конструкции не были тяжелыми, используется решетка, в которой усилие по сжатию принимается коротенькими стойками.

Схема стропильной фермы для угла наклона 6 – 15 градусов.

В том случае когда предполагается геометрически сложный потолок и его среднюю часть нужно приподнять над опорами фермы, более подходящий вариант . ферма Полонсо.

Если же нужна еще большая высота потолка от опор, выбор стоит остановить на многоугольной ферме из стропил. У таких конструкций нижний пояс поднят.

Когда крыша односкатная и угол ее уклона 6 . 10 градусов, делается ферма асимметричной формы.

Помимо профильной трубы, в качестве материала для стропильных ферм могут быть использованы швеллер (балки из металла, в сечении . буква П), тавр (металлический профиль с сечением в виде буквы Т), уголок (металлический профиль с сечением в виде буквы Г).

Преимущество конструкции из профильной трубы в том, что она легче, по сравнению с конструкциями из материалов, обозначенных выше. Также сварка позволяет собрать конструкцию прямо на месте.

Есть два вида профильных труб: гнутые и горячекатаные. Последние делаются из ленты толщиной 1,5.5 миллиметров, сечение у них в форме квадрата или прямоугольника.

Опыт показывает, что профильные трубы чаще всего становятся основой ферм для крыш с более легкими кровельными материалами, такими как поликарбонат, битумный гонт, ондулин. Деревянные стропила . для более тяжелых кровельных материалов, типа шифера, металлической черепицы, железа.

Как рассчитать ферму (пошаговая инструкция)

Для этого необходимо:

1. Калькулятор.
2. СНиП, П-23-81, стальные конструкции.
3. СНиП, 2.01.07-85, нагрузки и воздействия.

Технологические требования СНиП

Схема зависимости длины стропил от угла наклона кровли.

1. Выбор схемы. Определяем контуры поясов фермы. Очертания конструкции выбираются в связи с функциями сооружения, типом покрытия крыши, углом уклона.
2. Выбор размеров конструкции. Если ТТ не предусматривают другого, длина фермы определяется по принципу экономии. Высота конструкции зависит от типа кровельного материала, возможности перемещения фермы, минимально возможного ее веса и возможности обеспечения установленного угла уклона поясов.
3. Расчет строительного подъема (погашаемый обратный выгиб конструкции от нагрузок), если пролет превышает тридцать шесть метров.
4. Определение панельных размеров. Эти размеры должны быть в соответствии с расстоянием между частями, передающими нагрузку на металлоконструкцию. Не забывайте: угол раскоса у разных ферм разный, а размеры панели должны ему отвечать. При решетке треугольной формы этот угол составляет 45 градусов. Если форма решетки раскосная, 35 градусов.
5. Указываем расстояние между узлами фермы. Обычно оно равно ширине панели.

1. Будьте аккуратны! Малейшая погрешность в расчетах может привести к ошибкам во время строительства. Лучше проконсультироваться с опытным мастером по поводу схемы, прежде чем переходить к ее реализации.
2. Во избежание долгих и тяжелых расчетов ферм можно взять готовые типовые проекты, которые используют при постройке производственных сооружений и общественных зданий.

Итак, металлические фермы . это конструкции, связывающие лаги и столбы опоры и определяющие ширину и генеральные размеры навеса.

Ферма-классика – в виде арки. Она состоит из верхнего и нижнего профиля. Нижний пояс имеет вид дуги и является направляющим. Пояса соединяются друг с другом ребрами жесткости.

Возможны разные размеры радиуса арки конструкции. Обычно он определяется внешними ограничителями (где будет расположено здание, насколько высоким оно может быть и др.), размерами навеса, требованиями клиента. От размеров радиуса зависит цена фермы и сложность ее конструкции (чем больше, тем выше).

Однако надо помнить, что чем выше ферма, тем больше несущая способность навеса. Зимой снега на такой кровле задерживаться будет мало. Несущая способность крыши также связана с количеством ребер жесткости (чем ребер больше, тем ферма крепче). Сварка частей ферм должна осуществляться механизированно. Для обеспечения безопасности сооружения важна точность изготовления конструкций.

Среди типов ферм различают арочные, 2-скатные, 1-скатные и прямые.

Такие навесы, как металлические фермы, строить сложно, по сравнению с другими видами навесов. Но это очень надежная конструкция, если она правильно смонтирована. Зимой на крыше оказывается не одна тонна снега, может быть и несколько десятков тонн (это зависит от площади крыши). Прежде всего, на фермах лежит задача по удержанию этой массы. Конструкция распределяет нагрузку по столбам опоры и лагам, успешно справляясь с задачей. Значит, строительная ферма . очень важный элемент крыши.

Профильная труба . отличный материал для изготовления стропильных ферм. Недорогой, нетяжелый, экономичный и прочный.

Размеры трубы для навесов выбирайте, руководствуясь этими данными:

• 40x20x2 миллиметра . маленькие навесы, ширина до 4,5 метра;
• 40x40x2 миллиметра . навесы, ширина которых до 5,5 метра;
• Для навесов более 5 метров возможны такие размеры материала;
• 40x40x3 миллиметра или 60x30x2 миллиметра.

Фермы не должны находиться на большем расстоянии друг от друга, чем 1,75 метра.

Строительная отрасль быстро развивается. Еще недавно здания возводились из камня. Сейчас большой популярностью пользуются сооружения, которые возводятся намного быстрее, благодаря использованию легкого, но надежного материала . стали.

Металлические фермы обеспечивают безопасность, потому должны соответствовать определенным государственным стандартам:

1. ГОСТ 23118-99 (об общих ТУ для конструкций из стали).
2. ГОСТ 23119-78 (о требованиях к производству ферм, когда нужна сварка уголков).
3. ГОСТ 23119-78 (о ТУ на производство металлических ферм, сварка профильных труб).

Расчёт и изготовление металлической фермы для навеса

Расчёт металлоконструкций стал камнем преткновения для многих строителей. На примере простейших ферм для уличного навеса мы расскажем, как правильно рассчитать нагрузки, а также поделимся простыми способами самостоятельной сборки без использования дорогостоящего оборудования.

Общая методология расчёта

Фермы применяют там, где использовать цельную несущую балку нецелесообразно. Эти конструкции отличаются меньшей пространственной плотностью, при этом сохраняют устойчивость воспринимать воздействия без деформаций благодаря правильному расположению деталей.

Конструкционно ферма состоит из внешнего пояса и заполняющих элементов. Суть работы такой решётки довольно проста: поскольку каждый горизонтальный (условно) элемент не может выдержать полную нагрузку ввиду недостаточно большого сечения, два элемента располагаются на оси главного воздействия (силы тяжести) таким образом, чтобы расстояние между ними обеспечивало достаточно большое сечение поперечного среза всей конструкции. Ещё проще можно объяснить так: с точки зрения восприятия нагрузок ферму рассматривают так, будто она выполнена из цельного материала, при этом заполнение обеспечивает достаточную прочность, исходя лишь из расчётного приложенного веса.

Конструкция фермы из профильной трубы: 1 — нижний пояс; 2 — раскосы; 3 — стойки; 4 — боковой пояс; 5 — верхний пояс

Такой подход крайне прост и зачастую его с лихвой хватает для сооружения простых металлоконструкций, однако материалоёмкость при грубом расчёте получается крайне высокой. Более подробное рассмотрение действующих воздействий помогает снизить расход металла в 2 и более раз, такой подход и будет наиболее полезным для нашей задачи — сконструировать лёгкую и достаточно жёсткую ферму, а потом собрать её.

Основные профили ферм для навеса: 1 — трапециевидный; 2 — с параллельными поясами; 3 — треугольный; 4 — арочный

Начать следует с определения общей конфигурации фермы. Обычно она имеет треугольный или трапециевидный профиль. Нижний элемент пояса располагают преимущественно горизонтально, верхний — под наклоном, обеспечивающим правильный уклон кровельной системы. Сечение и прочность элементов пояса при этом следует выбирать близкими к таким, чтобы конструкция могла поддерживать свой собственный вес при имеющейся системе опоры. Далее производится добавление вертикальных перемычек и косых связей в произвольном количестве. Конструкцию нужно отобразить на эскизе для визуализации механики взаимодействия, указав реальные размеры всех элементов. Далее в дело вступает её величество Физика.

Определение сочетанных воздействий и реакции опоры

Из раздела статики школьного курса механики мы возьмём два ключевых уравнения: равновесия сил и моментов. Их мы будем применять, чтобы вычислить реакцию опор, на которые положена балка. Для простоты вычислений опоры будем считать шарнирными, то есть не имеющими жёстких связей (заделки) в точке касания с балкой.

Пример металлической фермы: 1 — ферма; 2 — балки обрешётки; 3 — кровельное покрытие

На эскизе нужно предварительно отметить шаг обрешётки системы кровли, ведь именно в этих местах должны находиться точки сосредоточения приложенной нагрузки. Обычно именно в точках приложения нагрузки и размещаются узлы схождения раскосов, так проще выполнить расчёт нагрузки. Зная общий вес кровли и число ферм в навесе, нетрудно вычислить нагрузку на одну ферму, а фактор равномерности покрытия определит, равны ли будут приложенные силы в точках сосредоточения, или же они будут отличаться. Последнее, к слову, возможно, если в определённой части навеса один материал покрытия сменяется другим, имеется проходной трап или, например, зона с неравномерно распределённой снеговой нагрузкой. Также воздействие на разные точки фермы будет неравномерным, если её верхняя балка имеет скругление, в этом случае точки приложения силы нужно соединить отрезками и рассматривать дугу как ломанную линию.

Когда все действующие усилия проставлены на эскизе фермы, приступаем к вычислению реакции опоры. Относительно каждой из них ферму можно представить не иначе как рычаг с соответствующей суммой воздействий на него. Чтобы вычислить момент силы в точке опоры, нужно умножить нагрузку на каждую точку в килограммах на длину плеча приложения этой нагрузки в метрах. Первое уравнение гласит, что сумма воздействий в каждой точке и равняется реакции опоры:

• 200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6 = R₂ · 6 — уравнение равновесия моментов относительно узла а, где 6 м — длина плеча)
• R₂ = (200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6) / 6 = 400 кг

Второе уравнение определяет равновесность: сумма реакций двух опор будет в точности равна приложенному весу, то есть зная реакцию одной опоры, можно легко найти значение для другой:

• R₁ + R₂ = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
• R1 = 800 – 400 = 400 кг

Но не ошибитесь: здесь также действует правило рычага, поэтому если ферма имеет существенный вынос за одну из опор, то и нагрузка в этом месте будет выше пропорционально разнице расстояний от центра масс до опор.

Дифференциальный расчёт усилий

Переходим от общего к частному: теперь необходимо установить количественное значение усилий, действующих на каждый элемент фермы. Для этого перечисляем каждый отрезок пояса и заполняющие вставки списком, затем каждый из них рассматриваем как сбалансированную плоскую систему.

Для удобства вычислений каждый соединительный узел фермы можно представить в виде векторной диаграммы, где векторы воздействий пролегают по продольным осям элементов. Всё, что нужно для вычислений — знать длину сходящихся в узле отрезков и углы между ними.

Начинать нужно с того узла, для которого в ходе вычисления реакции опоры было установлено максимально возможное число известных величин. Начнём с крайнего вертикального элемента: уравнение равновесия для него гласит, что сумма векторов сходящихся нагрузок равна нулю, соответственно, противодействие силе тяжести, действующей по вертикальной оси, эквивалентно реакции опоры, равной по величине, но противоположной по знаку. Отметим, что полученное значение — лишь часть общей реакции опоры, действующая для данного узла, остальная нагрузка придётся на горизонтальные части пояса.

Узел b

Далее перейдём к крайнему нижнему угловому узлу, в котором сходятся вертикальный и горизонтальный сегменты пояса, а также наклонный раскос. Сила, действующая на вертикальный отрезок, вычислена в предыдущем пункте — это давящий вес и реакция опоры. Сила, действующая на наклонный элемент, вычисляется по проекции оси этого элемента на вертикальную ось: из реакции опоры вычитаем действие силы тяжести, затем «чистый» результат делим на sin угла, под которым раскос наклонён к горизонтали. Нагрузка на горизонтальный элемент находится также путём проекции, но уже на горизонтальную ось. Только что полученную нагрузку на наклонный элемент мы умножаем на cos угла наклона раскоса и получаем значение воздействия на крайний горизонтальный сегмент пояса.

Узел a

• -100 + 400 – sin(33,69) · S₃ = 0 — уравнение равновесия на ось у
• S₃ = 300 / sin(33,69) = 540,83 кг — стержень 3 сжат
• -S₃ · cos(33,69) + S₄ = 0 — уравнение равновесия на ось х
• S₄ = 540,83 · cos(33,69) = 450 кг — стержень 4 растянут

Таким образом, последовательно переходя от узла к узлу, необходимо вычислить действующие в каждом из них силы. Обратите внимание, что встречно направленные векторы воздействий сжимают стержень и наоборот — растягивают его, если направлены противоположно друг от друга.

Определение сечения элементов

Когда для фермы известны все действующие нагрузки, пора определяться с сечением элементов. Оно не обязательно должно быть равным для всех деталей: пояс традиционно выполняют из проката более крупного сечения, чем детали заполнения. Так обеспечивается запас надёжности конструкции.

где: F_тр — площадь поперечного сечения растянутой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; R_y — расчётное сопротивление материала; γ_с — коэффициент условий работы.

Если с разрывающими нагрузками для стальных деталей всё относительно просто, то расчёт сжатых стержней производится не на прочность, а на устойчивость, так как итоговый результат количественно меньше и, соответственно, считается критическим значением. Рассчитать можно на онлайн-калькуляторе, а можно и вручную, предварительно определив коэффициент приведения длины, определяющий, на какой части общей протяжённости стержень способен изгибаться. Этот коэффициент зависит от метода крепления краёв стержня: для торцевой сварки это единица, а при наличии «идеально» жёстких косынок может приближаться к 0,5.

где: F_тр — площадь поперечного сечения сжатой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; φ — коэффициент продольного изгиба сжатых элементов (определяется по таблице); R_y — расчётное сопротивление материала; γ_с — коэффициент условий работы.

Также нужно знать минимальный радиус инерции, определяемый как квадратный корень из частного от деления осевого момента инерции на площадь сечения. Осевой момент определяется формой и симметрией сечения, лучше взять это значение из таблицы.

где: i_x — радиус инерции сечения; J_x — осевой момент инерции; F_тр — площадь сечения.

Таким образом, если разделить длину (с учётом коэффициента приведения) на минимальный радиус инерции, можно получить количественное значение гибкости. Для устойчивого стержня соблюдается условие, что частное от деления нагрузки на площадь поперечного сечения не должно быть меньше произведения допустимой сжимающей нагрузки на коэффициент продольного изгиба, который определяется значением гибкости конкретного стержня и материалом его изготовления.

где: l_x — расчётная длина в плоскости фермы; i_x — минимальный радиус инерции сечения по оси x; l_y — расчётная длина из плоскости фермы; i_y — минимальный радиус инерции сечения по оси y.

Обратите внимание, что именно в расчёте сжатого стержня на устойчивость отображена вся суть работы фермы. При недостаточном сечении элемента, не позволяющем обеспечить его устойчивость, мы вправе добавить более тонкие связи, изменив систему крепления. Это усложняет конфигурацию фермы, но позволяет добиться большей устойчивости при меньшем весе.

Изготовление деталей для фермы

Точность сборки фермы крайне важна, ведь все расчёты мы проводили методом векторных диаграмм, а вектор, как известно, может быть только абсолютно прямым. Поэтому малейшие напряжения, возникающие вследствие искривлений из-за неправильной подгонки элементов, сделают ферму крайне неустойчивой.

Сначала нужно определиться с размерами деталей внешнего пояса. Если с нижней балкой всё достаточно просто, то для нахождения длины верхней можно воспользоваться либо теоремой Пифагора, либо тригонометрическим соотношением сторон и углов. Последнее предпочтительно при работе с такими материалами, как угловая сталь и профильная труба. Если угол ската фермы известен, его можно вносить как поправку при подрезке краёв деталей. Прямые углы пояса соединяются подрезкой под 45°, наклонные — путём добавления к 45° угла наклона с одной стороны стыка и вычитанием его же с другой.

Детали заполнения вырезают по аналогии с элементами пояса. Основная загвоздка в том, что ферма — изделие строго унифицированное, а потому для её изготовления потребуется точная деталировка. Как и при расчёте воздействий, каждый элемент нужно рассматривать индивидуально, определяя углы схождения и, соответственно, углы подреза краёв.

Довольно часто фермы изготавливают радиусными. Такие конструкции имеют более сложную методику расчёта, но большую конструкционную прочность, обусловленную более равномерным восприятием нагрузок. Изготавливать скругленными элементы заполнения смысла нет, а вот для деталей пояса это вполне применимо. Обычно арочные фермы состоят из нескольких сегментов, которые соединяются в местах схождения заполняющих раскосов, что нужно учитывать при проектировании.

Сборка на метизах или сваривание?

В заключение было бы неплохо обозначить практическую разницу между способами сборки фермы свариванием и с помощью разъёмных соединений. Начать следует с того, что сверление в теле элемента отверстий под болты или заклёпки практически не влияет на его гибкость, а потому на практике не учитывается.

Когда речь зашла о способе скрепления элементов фермы, мы установили, что при наличии косынок длина участка стержня, способного изгибаться, существенно сокращается, за счёт чего можно уменьшить его сечение. В этом преимущество сборки фермы на косынках, которые крепятся сбоку к элементам фермы. В таком случае особой разницы в методе сборки нет: длины сварочных швов будет с гарантией достаточно, чтобы выдержать сосредоточенные напряжения в узлах.

Если же сборка фермы производится стыкованием элементов без косынок, здесь нужны особые навыки. Прочность всей фермы определяется наименее прочным её узлом, а потому брак в сваривании хотя бы одного из элементов может привести к разрушению всей конструкции. При недостаточном навыке ведения сварочных работ рекомендуется провести сборку на болтах или заклёпках с использованием хомутов, угловых кронштейнов или накладных пластин. При этом крепление каждого элемента к узлу должно осуществляться не менее чем в двух точках.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Труба для тёплого пола: какие виды труб для тёплых напольных систем лучше, правила выбора

О достоинствах водяных систем можно говорить долго, однако в этой публикации будет обсуждаться вопрос другого плана. Мы хотим обратить ваше внимание на то, что именно труба для тёплого пола, правильно подобранная и надёжно смонтированная, является залогом получения работоспособной, эффективной – а главное, безаварийной системы. Какие из них идеально подходят для этой цели и в чём состоят особенности применения того или иного варианта – об этом читайте далее.

Труба для тёплого пола

Правильный выбор труб – залог надёжности системы

Подогреваемые водяные полы сегодня стали практически обязательным элементом отопительной системы в частных домах и коттеджах, и устраиваются ещё на стадии их строительства. И действительно, это очень удобно: тепло равномерно распределяется по всему помещению, а в некоторых комнатах его вполне хватает даже без радиаторного обогрева; при выключении напольной системы пол, особенно когда он облицован керамикой, достаточно долго удерживает тепло, что тоже очень важно. Но, прежде всего, такие системы снижают расходы на теплоноситель, а этот критерий сильнее всего влияет на выбор большинства домовладельцев.

Теплый водяной пол под плитку

1. Однако с уже готовой системой напольного обогрева вам достанется только новостройка. При самостоятельном строительстве (дома, пристройки к нему или бани) либо реконструкции старого здания тоже может быть принято решение о создании тёплого пола. Задача вполне выполнимая, тем более что подключить контур можно и к отдельному котлу, и через существующее отопление.
2. Важно только понимать, что экономия тут неуместна, и монтировать систему из завалявшихся в хозяйстве труб, для этой цели не предназначенных, никак нельзя — так вы только обретёте вечную головную боль. Все элементы системы должны быть «правильные», и обязательно качественные.
3. В первую очередь, в закрытых напольных контурах нельзя применять стальные трубы, особенно сварные. Да и зачем, когда есть более современные и удобные решения? Можно, конечно, водяной контур монтировать и в сборную стяжку, и в таком случае можно было бы использовать цельнотянутые стальные трубы. Но…

Водяная система под ламинат

Трубы для водяного теплого пола

Общие требования к трубам водяного пола

При монтаже водяного контура нужно исключать сращивания отрезков труб, так как любое соединение рано или поздно может дать течь. Поэтому труба на всём протяжении контура должна быть целой и обязательно гибкой, чтобы можно было придать ей радиусную форму, избегая заломов. Поэтому трубы, предназначенные для монтажа в подогреваемые полы, реализуются в бухтах, а не в погонаже. Но это не значит, что длина тубы должна составлять километр, если вам нужно сделать пол в большом помещении.

Трубы для теплого пола продаются в бухтах

При слишком большой длине возрастает гидравлическое сопротивление и теплоноситель перестаёт двигаться, поэтому определённые величины превышать нежелательно. Рекомендуемые пределы длины труб такие:

• при диаметре 16 мм – 70 м;
• при диаметре 20 мм – 90 м;
• при диаметре 25 мм – 120 м.

Если по расчётам длина получается больше норматива, площадь помещения нужно поделить на два или более контура с примерно одинаковой протяжённостью, и подключить их к распределительному коллектору. Соответственно, чем больше размер контура, тем больший радиус труб может быть применён.

Схема системы водяных теплых полов

На заметку! При выборе диаметра труб нужно учитывать, что при его увеличении пропорционально возрастает и толщина стяжки.

Трубы для теплого пола

И ещё одно, очень важное требование к трубам подогреваемых систем: их внутренние стенки должны быть гладкими, что важно для гидростатического давления, невозможности образования налёта и акустического комфорта работы трубопровода.

Трубы различного диаметра для изготовления пола

Калькулятор длины контура труб теплого пола

Рейтинг материалов для изготовления труб

Медные трубы

Металлы бывают разные, и если стальные трубы при монтаже тёплых полов не используют, то медные вполне для этого годятся.

Медные трубы для теплого пола

1. Медь отлично проводит тепло.
2. Материал совершенно не боится коррозии – а значит, будет служить вечно.
3. Вопрос с пластичностью тоже не возникает, так как этот материал может изгибаться даже в малом радиусе.
4. От случайного повреждения медные трубы, предназначенные для тёплого пола, защищены полимерной оболочкой.

1. Однако монтировать их своими руками не получится, так как тут нужно специальное оборудование.
2. Это самый дорогой вариант, что не прибавляет ему популярности.

Гофра из нержавейки

Другое дело — гофра из нержавейки, которая отвечает всем требованиям, предъявляемым к трубам данного назначения.

Гофра из нержавейки

1. Так как это сталь нержавеющая, вопрос коррозии отпадает сразу. Кроме того, металл может быть ещё покрыт полимерной плёнкой.
2. Гофрированные трубы обладают высокой гибкостью, при этом удерживая заданное им положение.
3. Они очень прочны механически.
4. Не боятся высоких температур.
5. И это единственный вид труб, которые можно стыковать внутри контура фитингами, так как стыковочные узлы в этом случае невероятно надёжны и исключают всякую возможность протечки.

Недостаток у этого варианта – высокая цена, которая, впрочем, пугает далеко не всех.

Полимерные трубы

К разряду полимерных трубных изделий можно отнести несколько вариантов. Представим их в виде информативной таблицы.

Труба для теплого пола из сшитого полиэтилен Royal Thermo pex-b evoh 16х2,0

Таблица. Основные виды полимерных труб.

Полиэтилен сшитый – РЕХ

Полиэтилен + металл – PERT/AL/PERT

Монтаж теплых полов

Как посчитать, сколько нужно труб?

Формулы, с помощью которой можно однозначно рассчитать необходимое количество труб, не существует. Тут всё делается индивидуально и зависит от тех задач, которые должна решить система обогрева. Имеет значение, будет ли это основной источник тепла в доме или он обустраивается только в качестве вспомогательного отопления в отдельно взятых помещениях. В любом случае, многое зависит от способа укладки трубы и шага её укладки, который варьируется в пределах 100…300 мм.

Виды укладки теплого пола

Делать шаг меньше нельзя, да и трубу уже будет сложно изогнуть в слишком маленьком радиусе. При слишком большом шаге тепло и вовсе будет распределяться неравномерно. Расстояние между витками можно просто варьировать в указанных пределах, слегка уменьшая его в зоне интенсивного нагрева.

Лекало для укладки труб возле стены

Расчёт длины можно произвести только в пределах одного контура – то есть на каждый контур отдельно. Выглядеть он будет так:

L = (S : H) * k, где:

L – длина контура;

S – обогреваемая площадь;

H – шаг между трубами;

K — коэффициент изгиба труб (в среднем равен 1,2).

Расчёт можно произвести на каждый участок комнаты отдельно, а потом суммировать результаты, прибавив расстояние до коллектора, плюс метр-другой запаса. Итог нужно обязательно сравнить с допустимой протяжённостью контура. Если всё в пределах нормы – можно идти покупать материал.

Водяной теплый пол своими руками: выбор материалов и правила монтажа

Водяной теплый пол – популярный способ организации обогрева помещений. Его выбирают из соображений экономичности, сочетающейся с высокой эффективностью. Установка такого отопительного оборудования позволяет снизить затраты на оплату энергии в среднем на 25 – 30 %. Дополнительно сэкономить денежные средства можно, если произвести монтаж теплого водяного пола своими руками.

Особенности конструкции системы

Водяной теплый пол — сложная конструкция, состоящая из следующих слоев:

1. основание;
2. гидро и тепло прослойки;
3. армирующие элементы;
4. трубы;
5. бетонная стяжка.

На верхнюю бетонную стяжку, укладывается финишное напольное покрытие.

Теплоноситель в трубы подается из газового котла. Допустимо также подключение труб к твердотопливному котлу, но экономически такой вариант будет менее выгодным. В качестве теплоносителя используется очищенная вода или антифриз. В дополнение к трубам в полу в помещении устанавливают радиаторы. Но в большинстве случаев, при качественной теплоизоляции дома, они используются редко.

Общая схема водяного теплого пола

К котлу подключается распределительный узел, который состоит из циркуляционного насоса, смесительного узла и коллекторной группы. Она осуществляет «разводку» различных контуров отопления и позволяет регулировать их нагрев.

Преимущества и недостатки системы

Водяной теплый пол в частных домовладениях стремительно набирает популярность. Это объясняется преимуществами данной системы:

• высокая энергетическая эффективность;
• надежность;
• длительный, не менее 50 лет, срок службы.

ВТП может быть единственным источником отопления в помещении. Это позволяет отказаться от радиаторов и более эффективно использовать пространство комнаты. Особенно важен этот момент в помещениях небольшого размера.

Наряду с преимуществами, у системы есть ряд недостатков. Самый значительный – невозможность его использования в многоквартирных домах с центральным отоплением.

Теоретически можно подать заявку в обслуживающую МКД организацию, пройти бесконечный цикл проверок и согласований и получить добро на монтаж системы. Практически – положительное решение этого вопроса скорее исключение из общей практики.

Нелегальная врезка в отопительную систему – это административное правонарушение, за которое будет выписан штраф и получено предписание вернуть все в исходное положение.

Отказ УК на установку теплого пола в МКД вполне обоснован. Давление и температура в централизованной отопительной системе высокое, поэтому даже малейшая ошибка при монтаже может обернуться самыми неприятными последствиями для владельцев квартиры и соседей снизу. При аварии и соседи сверху надолго останутся без отопления. В связи с этим в многоквартирных домах стоит останавливать выбор на установке электрического теплого пола.

При выборе телого пола важно, чтобы у дома была хорошая теплоизоляция

К минусам также можно отнести высокую стоимость оборудования и длительность процесса монтажа. На укладку всех слоев пирога необходимо не менее 30 дней.

Укладка водяного теплого пола: пошаговая инструкция

Процесс обустройства водяного теплого пола одновременно сложен и прост. Важное условие – соблюдение технологии на всех этапах монтажа, начиная с подготовки основания и заканчивая выбором материала для финишного покрытия.

Разработка проекта

Этап проектирования ВТП начинают с решения вопроса, будет ли система единственным источником тепла или в помещениях дополнительно будут установлены радиаторы. Если монтаж батарей не предполагается, все контуры подключаются непосредственно к котлу, без установки распределительного узла. При такой схеме на котле устанавливают температуру до 45 градусов, и теплоноситель напрямую течет в трубы.

При сочетании труб в полу и радиаторов установка смесительного узла обязательна. Для работы батарей теплоноситель нужно нагревать до 70 градусов, а для теплого пола это слишком высокая температура. В смесительном узле теплоноситель будет остывать перед подачей в трубы.

Перед началом монтажа составляется подробный проект размещения коллекторных узлов, смесителей. Мастера рекомендуют располагать их в центре всей системы, чтобы длина труб во всех комнатах была одинаковой. Это поможет точно произвести настройку.

Следующий этап проектирования – зарисовка схемы укладки труб. Существует 2 варианта:

1. Для небольших помещений (менее 10 кв/м) – параллельная укладка «змейкой» с шагом в 20 – 30 см.
2. В помещениях большой площади (от 15 кв/м) – спиралью. Этот метод более трудоемкий, но обеспечивает равномерный прогрев труб по всей площади. Укладка змейкой в больших помещениях может привести к излому труб из-за чрезмерного изгиба и неравномерному прогреву в разных углах комнаты.

Вариант укладки спиралью

Для помещений от 10 до 15 квадратных метров подходят обе схемы укладки. Шаг между трубами можно увеличивать до 35 см, если предполагается установка дополнительных радиаторов.

Если помещение большой площади, поделите его на несколько контуров. Они должны иметь одинаковый размер, разница допускается в приделах 15 метров. При наличии хорошей теплоизоляции, стандартный шаг — 15 см.

Стандартная формула определения размера контура:

• обогреваемую площадь в квадратах делят на шаг укладки в метрах.

• к результату добавляют размер завитков и расстояние до коллектора.

Как выбрать коллектор и трубы

Чаще пользователи выбирают недорогие модели коллекторов. Но если нет потребности в экономии, то лучше купить модель с сервоприводами и смесительными узлами. Такие прибор позволяют автоматически регулировать степень нагрева воды, поступающей в трубы

Обязательный атрибут коллектора — воздухоотводящий клапан и сливной кран, для аварийных ситуаций. Чтобы устройство работала нормально, можно произвести настройку всех клапанов один раз по требуемым параметрам.

Для установки коллектора также потребуется шкаф. Наилучшим вариантом является использование уже готовых шкафов, которые собраны и проверены в заводских условиях.

В этом случае нужно только выбрать необходимое количество коллекторных групп, мощность циркуляционного насоса и смесительный узел, если он необходим. Шкаф монтируется в стену и к нему подключается отопительный контур из общего стояка и циркуляционные контуры теплого пола.

Стандартным вариантом является установка шкафа в стену

Единственным недостатком применения готового коллекторного шкафа является его сравнительно высокая цена, но когда речь идет о повышенной надежности и безопасности, экономить не имеет смысла.

Для грубой оценки необходимого количества труб можно исходить из расчета 5 погонных метров трубы на 1 квадратный метр пола. Оптимальными по соотношению цены и качества являются полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Они легкие, неприхотливы в монтаже и имеют срок службы не менее 50 лет. Металлические служат дольше, но стоят они дороже и сложнее в монтаже.

Подготовка основания

Площадка под укладку труб должна быть идеально ровной, с перепадом высот в месте расположения одного контура не более 6 мм. В качестве основания используют бетонную стяжку. На нее укладывают слой утеплителя.

Для основания часто испльзуют экструдированный пенополистирол

Специалисты советуют использовать экструдированный пенополистирол — степень теплопроводности низкая и высокая механическая прочность. Этот материал не подвергается воздействию влаги и не поглощает ее. Производится данный вид прокладки в плитах размером 50 на 1000 мм или 600 на 1250 мм, и толщиной 20, 30, 50, 80 и 100 мм. Изделие оснащено защелкивающимися пазами, это позволит сделать прочную стыковку.

Профильные полистирольные маты — высокопластичны, оснащены специальными бобышками, между ними прокладываются трубы. Также, бобышки служат фиксатором для нагревательных элементов. В них, контур крепится с шагом 50 мм. Использование матов значительно упрощает процесс монтажа, но по стоимости они выше пенополистирольного утеплителя. Толщина плит от 1 до 3 мм, а по размеру бывают 500 на 1000 или 600 на 1200 мм.

Если под полом отапливаемое помещение, достаточно слоя толщиной 3-5 мм. Если снизу холодное помещение, слой увеличивают минимум до 20 мм. Если это первый этаж и ниже пола находится грунт, слой утеплителя должен составлять 70-80 мм.

По периметру помещения стены проклеивают демпферной лентой. Она служит для компенсации теплового расширения стяжки. Если расширение не учесть, стяжка может потрескаться или вздуться. Высота ленты обычно не превышает 10 см. Ее нужно приклеить к стене. После залива стяжки лишнее отрезают.

После укладки теплоизоляции начертите на поверхности контуры укладки труб. Это облегчит процесс монтажа и поможет выявить ошибки в проектировании заранее.

Монтаж труб

Наиболее приемлемое основание под укладку труб – специальная монтажная сетка из металла или пластика с ячейками 100 мм. Ее расстилают на теплоизоляцию, сверху, по заранее намеченным контурам, протягивают трубы и фиксируют их проволокой или пластиковыми хомутами.

Преимущество использования сетки – дополнительное армирование основания под укладку труб. К минусам можно отнести усложнение процесса монтажа. Но конечный результат нивелирует этот недостаток.

Трубы также можно уложить на полистирольные маты. Они специально разработаны для водяного теплого пола. Маты представляют собой своеобразные коврики с выступами на лицевой стороне, в которых закрепляются трубы. Экономически это более дорогой способ, но монтаж на коврики гораздо проще и быстрее. К тому же, полистирол выполняет функцию дополнительного утеплителя.

Во время монтажа старайтесь не наступать на трубы и не ронять на них тяжелые предметы. Даже микроскопическое повреждение может привести к протечке при подаче давления. Отрезайте трубу только после того, как она полностью легла на пол и вернулась к коллектору. Не экономьте, натягивая материал. Экономия в дальнейшем приведет к образованию протечек.

Подключение

Самый распространённый способ подключения водяного теплого пола — распределительный узел. Его цель — повышение давления, осуществление температурной регулировки и равномерной подачи теплоносителя в несколько контуров. Есть разные приборы — с ручной или автоматической регулировкой.

Подключение системы заключается в подсоединение обоих концов трубы к разводке коллектора зажимными фитингами. При помощи коллектора теплый пол подключается к основной отопительной системе или к специально оборудованному котлу.

Выбирая нагревательный котел, важно учитывать его мощность, она должна ровнять мощности всех участков пола с небольшим запасом. Котлы имеют вход и выход для воды, которые оснащены запорными клапанами.

Также, для циркуляции теплоносителя требуется обустроить насос. Чаще всего он входит в комплект с котлом. Но если предполагается отапливать большую площадь потребуется установка дополнительного насоса.

После присоединения труб можно производить заполнение системы теплоносителем. Коллектор, отвечающий за подачу теплоносителя, оснащен шаровым краном, к нему производится подключение воды. А к одному из выходов, соединенных с контуром теплого пола подсоединяется опрессовочный насос.

Процесс заполнения системы выглядит следующим образом:

1. Закройте все каналы, за исключением одного. Одновременно откройте все воздухоотводчики.
2. Производите подачу воды. По сливному шлангу отслеживайте степень ее чистоты и выход воздуха из системы.
3. Когда весь воздух выйдет, и вода пойдет полностью чистая, закройте сливной кран.
4. После этого перекройте заполненную систему. При наличии нескольких контуров, действия проделайте с каждым.
5. После промывки и заполнения всех контуров, закройте кран.

Гидравлические испытания

Заливать бетон можно только после проведения пробного запуска системы. Заполните трубы теплоносителем на повышенном давлении и максимальной температуре. Убедитесь, что все трубы заполнились и прогрелись равномерно.

Следующий этап – опрессовка. Для ее проведения понадобится специальный насос.

Порядок действий:

1. Доведите давление до 5 бар и дождитесь снижения до 3 бар.
2. Затем вновь доведите до 5 бар. Повторите цикл 4 – 5 раз. При этом осматривайте контуры на предмет протечек.
3. При давлении в 2 бара оставьте систему работать на 12 часов. Если давление не упадет, приступайте к финишным испытаниям:
4. Выставьте максимальную температуру и включите циркуляционные насосы для достижения максимального давления. Если в системе есть радиаторы, выставьте регуляторы смесительных узлов на рабочие отметки.
5. Дождитесь полного прогревания всей системы, включая батареи (при их наличии).
6. Убедитесь в равномерном прогреве всех контуров и радиаторов.
7. Оставьте работающее отопление на сутки. Если состояние не изменится, можно выключать котел и приступать к бетонированию труб.

Когда в трубах поднимается давление, они пытаются выпрямиться. Если их фиксация сделана не прочно, то при испытании возникнут неприятные сюрпризы. После залива труб бетоном, этого можно не опасаться.

Залив стяжки

Бетонировать можно трубы, остывшие до 25 градусов. Используйте для приготовления раствора специальную смесь. Она обладает лучшим коэффициентом теплопроводности и обеспечит равномерное прогревание. Толщина слоя бетона для жилых комнат 20 мм, в подсобных помещениях – 40 мм.

К раствору для стяжки предъявляются особенные требования. Поверхность будет подвергаться механическому и температурному воздействию, что может привести к деформации. Поэтому в цементно-песчаную смесь добавляют пластификаторы и фибру.

Пластификаторы придадут раствору эластичность и увеличат подвижность. Это важно для свободного проникновения бетона между трубами. Фибра увеличит прочность основания и вдобавок исключит образование в стяжке трещин. Для тёплых водяных полов предназначена фибра из полипропилена и базальтовая. Стандартная норма фибры на квадратный метр — 500 граммов.

Раствор замешивают механизированным способом. Перед заливкой труб поверхность очищают от пыли. Заливку бетонной стяжки нужно провести в один прием, без перерывов в работе. Через 4 часа после бетонирования накройте пол пленкой для равномерного набора раствором прочности и предупреждения преждевременного испарения влаги.

Финишное покрытие

В качестве отделочного материала водяного теплого пола рекомендуется использовать керамогранит или плитку. Ламинат, линолеум или ковролин допустим только при наличии на упаковке соответствующей маркировки.

Ошибки монтажа и их последствия

Строгое соблюдение рекомендаций специалистов при самостоятельной укладке теплого пола – важное условие успешного функционирования системы.

Чаще всего новички допускают следующие ошибки:

1. Перепад высот между началом и концом трубы. Если он будет превышать половину диаметра труб, внутри будут образовываться воздушные пробки. Вследствие этого циркуляция теплоносителя будет затруднена и качество отопления снизится. Чтобы этого не случилось, важно располагать трубы строго параллельно полу.
2. Соединение труб в пределах одного контура. Монтировать контур из 2 отрезков трубы и заливать его бетоном не стоит. Это может привести к протечке. Каждый контур должен состоять из целого куска трубы. Соединения должны быть только с коллекторной группой.
3. Пренебрежение гидравлическим испытанием. Контрольный запуск системы на максимальном давлении нужно провести до заливки труб бетоном. В противном случае найти утечку, если таковая случиться, будет практически невозможно.
4. Заливка стяжки на пустые трубы. Бетон продавливает материал труб и циркуляция теплоносителя впоследствии будет затруднена.
5. Преждевременный запуск отопления. Нагрев труб до набора бетоном крепости приведет к растрескиванию стяжки.

Вопросы по монтажу и функционированию теплого пола

Если речь идет о VT.COMBI (COMBIMIX), то такое расположение смесительного узла допустимо.

Нет. Раствор замешивают только из песка, цемента и пластификатора.

Ваши сомнения справедливы. Гофрированный кожух должен быть только в местах, где трубы подключаются к коллектору и на пересечениях демпферного шва в стяжке.

В насосно-смесительном узле VT.COMBI (COMBIMIX) смешиваются два потока – подача из котла и «обратка» из теплого пола. Для настройки правильного соотношения используйте балансировочный клапан. Скорее всего подается слишком большое количество остывшего теплоносителя.

При соблюдении всех рекомендаций по монтажу и правильном выборе материалов водяной теплый пол будет отлично функционировать длительный срок и сделает помещение уютным и комфортным.

Видео-советы по монтажу теплого водяного пола

7 советов по выбору труб для теплого водяного пола

Водяной теплый пол – решение проблемы обустройства максимально комфортного жилища. Он позволяет эффективно распределять тепло в доме, а, в отличие от электрического аналога, требует небольших затрат на эксплуатацию. Неудивительно, что системы водяных теплых полов пользуются все большей популярностью и нередко становятся самостоятельным источником тепла в доме. Качество такой системы и ее долговечность в равной степени зависят от выбранных материалов и профессионализма монтажа. С особенностями выбора труб для теплого водяного пола разберемся подробнее, а их установку для своего же спокойствия лучше доверить специалистам. По ссылке представлена исчерпывающая информация и примеры работ ведущей компании, занимающейся монтажом водяного теплого пола в Москве и области. Остается только обзавестись подходящими трубами.

№1. Требования к трубам

Преимуществ у водяной системы теплых полов хоть отбавляй. Это и экономичность, и равномерный прогрев, и долговечность, и возможность регулировать температуру, и отсутствие радиаторов отопления, которые часто только мешают организовать интерьер мечты. Проще всего организовать отопление водяным теплым полом в частном доме – в многоэтажке задача значительно усложняется. Потребуется проводить реконструкцию существующей системы отопления либо устанавливать собственный электрический котел, чтобы не нарушать систему отопления всего дома и не отнимать тепло у соседей.

Надежность и долговечность теплого пола зависят во многом именно от труб, которые должны будут десятки лет находиться под стяжкой, сохраняя целостность и герметичность. К ним выдвигаются такие требования:

• долговечность и способность выдерживать перепады давления и температуры. Трубы, предназначенные для горячего водоснабжения не подходят. Обращайте внимание на продукцию известных и зарекомендовавших себя производителей, которые дают гарантию на трубы 50 лет и более;
• надежная изоляция и герметичность, ведь отопительная система должна быть защищена от окисления;
• эластичность и устойчивость на изгиб. В процессе монтажа трубы сгибаются для достижения равномерного прогрева пола, поэтому при их установке и дальнейшей эксплуатации они не должны ломаться и трескаться, нарушая тем самым герметичность системы;
• оптимальный диаметр труб – 16 или 18 мм, при этом высота пола увеличивается незначительно, а необходимость в дополнительном оборудовании, обеспечивающим нормальную гидравлику системы, отпадает;
• коэффициент расширения должен составлять 0,25 мм/мК, теплопроводность – 0,43 Вт/мК.

В системах теплого пола используются преимущественно металлопластиковые и полиэтиленовые трубы, реже – медные, полипропиленовые и гофрированные стальные трубы. Нормами запрещено использовать чугунные трубы.

№2. Металлопластиковые трубы для теплого пола

Металлопластиковые трубы получили едва ли не самое широкое распространение. Долговечность и отличные эксплуатационные качества объясняются многослойной структурой материала. Внутренний слой – это сшитый методом экструзии полиэтилен, который отвечает за рабочие характеристики трубы. Далее идет слой алюминия, который прикреплен к полиэтилену специальным клеящим составом. Алюминиевая фольга защищает от проникновения внутрь трубы кислорода и сдерживает линейные расширения и сужения. Толщина этого слоя – 0,2-0,25 мм в зависимости от диаметра. Сваривается фольга встык или внахлест, получается герметичный слой. Поверх фольги расположен еще один клеевой слой, который скрепляет ее с внешним защитным слоем полиэтилена.

Подобное строение позволяет говорить о многочисленных преимуществах металлопластиковых труб:

• отличная гибкость и способность хорошо держать форму после сгибания;
• теплопроводность, которая обеспечивается прослойкой из алюминия, и устойчивость к повреждениям и зарастанию благодаря использованию полимера;
• монтаж таких труб не требует применения специфического оборудования, поэтому обойдется недорого;
• высокая долговечность;
• способность выдерживать температуры до 110 0 С без изменения основных эксплуатационных качеств;
• устойчивость к коррозии и агрессивным средам;
• небольшой вес;
• хорошая звукоизоляция. Звук движения теплоносителя по системе будет неслышен.

Среди недостатков недопустимость скручивания труб и изгибание касательно оси, что обязательно необходимо помнить во время монтажа. Также учитывать важно и свойство алюминиевого слоя повреждаться при неоднократном изгибании.

№3. Трубы из сшитого полиэтилена

Главный конкурент металлопластиковых труб – трубы из сшитого полиэтилена. Основной показатель качества изделия – качество сварного шва, о котором можно судить по плотности сшивки. Рекомендуемое значение – 60-85%, обработка может происходить разными способами:

• при сшивке пероксидом достигается плотность 75%, это наиболее предпочтительный метод. Такие трубы маркируются как PE-Xa;
• при сшивке силаном получают плотность 65%;
• при облучении потоком электронов в магнитном поле плотность сшивки достигает 60%.

В маркировке аббревиатурой может быть указан диапазон плотности сшивки: HDPE – это трубы с самой высокой плотностью, MDPE – со средней плотностью, LDPE – низкой.

Преимущества:

• способность выдерживать температуру теплоносителя до 120 0 С;
• стойкость к перепадам температур и давления;
• небольшой вес, достаточное внутреннее сечение при относительно небольшом диаметре;
• прочность;
• достаточная гибкость. Минимальный радиус изгиба для таких труб – 5 диаметров, а этого вполне достаточно для монтажа эффективной системы теплых полов;
• относительная простота монтажа;
• невысокая цена.

Недостатки:

• необходимость жестко фиксировать трубу при укладке, иначе она может разогнуться. Для фиксации используют арматуру или специальную подложку, необходимо большое количество крепежа, чтобы зафиксировать трубы в требуемой форме;
• при монтаже несложно повредить трубу, поэтому работать необходимо с определенной долей осторожности.

Трубы из сшитого полиэтилена выпускают диаметром от 10 до 110 мм, длина достигает 200 м.

№4. Медные трубы для теплого пола

По эксплуатационным качествам медь – идеальный материал для обустройства водяных теплых полов. Не зря в ряде европейских стран сегодня используется преимущественно именно этот материал.

Плюсы:

• высокая прочность, не сравнивая с полимерными аналогами. Прочность медных труб можно назвать даже излишней в контексте теплых полов;
• долговечность. Минимальный срок службы – 50 лет;
• отличные показатели теплоотдачи, ведь это металл;
• минимальный радиус изгиба среди всех труб, поэтому достигается равномерность прогрева;
• способность выдерживать температуры до 300 0 С и давление в системе до 400 атм;
• полная непроницаемость труб для газов, устойчивость к коррозии, известкованию и грызунам.

Широкое применение медных труб на отечественных просторах сдерживается некоторыми их минусами:

• высокая цена;
• необходимость применять специальное оборудование при монтаже, с которым нужно уметь обращаться. Соединение осуществляется только латунной фурнитурой, что также поднимает стоимость монтажа.

№5. Гофрированные нержавеющие трубы

Нержавеющие трубы используются еще реже медных, даже несмотря на весомые преимущества. Такие изделия имеют высокий срок эксплуатации, обладают высокой теплопроводностью, хорошо гнуться, прочны и не поддаются коррозии, но не могут похвастаться низкой стоимостью. Самый большой недостаток – ограниченный срок службы уплотнительных резинок (всего 30 лет), что сводит на нет долговечность труб.

№6. Полипропиленовые трубы

Полипропиленовые трубы обойдутся в разы дешевле медных, стальных и даже металлопластиковых, но широкого распространения все равно не приобрели. Для системы теплых полов используют изделия с маркировкой PN25, которые армированы перфорированной алюминиевой фольгой. Наружный диаметр от 21 до 78 мм, толщина стенок 4-13 мм.

Преимущества:

• низкая цена;
• способность выдерживать температуру теплоносителя до 95 0 С при оптимальных 55 0 С в системе водяного теплого пола;
• высокая прочность, срок службы не менее 25 лет.

Недостатки:

• малый радиус изгиба, из-за чего часто невозможно обустроить систему отопления необходимой эффективности. Минимальный радиус изгиба полипропиленовой трубы – 8 диаметров, это означает, что трубы диаметром, например, 23 мм можно будет расположить на расстоянии друг от друга 368 мм, чего может быть недостаточно для равномерного прогрева. Если теплый пол будет использоваться как дополнительный источник тепла, то применение полипропиленовых труб оправдано;
• условия монтажа полипропиленовых труб. Установку проводят при температуре выше +10…+15 0 С, что не всегда возможно.

№7. Какое количество труб необходимо?

Чтобы более-менее точно рассчитать необходимое количество труб, можно воспользоваться программными средствами или вооружиться миллиметровой бумагой, на которой в масштабе чертится план помещения. На схеме обязательно указывают все крупные предметы мебели, которые будут стоять неподвижно, – под ними трубы прокладывать не нужно: это невыгодно и вредно для самой мебели.

На план наносят схему расположения труб. Укладку обычно проводят одним из следующих способов:

• «змейка». Это более простой в исполнении вариант монтажа, но имеет значительный недостаток – неравномерный прогрев помещения, что хорошо понятно из рисунка. В первом случае одна часть комнаты будет прогреваться значительно меньше, так как теплоноситель в нее поступает уже остывшим, во втором – расстояние между участками с еще не остывшей водой слишком большое, поэтому пол будет прогреваться неравномерно, что будет ощущаться при перемещении;
• «спираль» обустраивается сложнее, требует более профессионального подхода к расчету и монтажу, но тепло по полу будет распределяться равномерно, так как зоны с теплой и холодной водой чередуются. К тому же, углов поворотов тут меньше, что влияет на скорость перемещения теплоносителя в трубах;
• комбинированная система.

При создании плана учитывайте, что трубы укладывают на расстоянии 15-20 см от стен, шаг между ними должен быть 20 см, в крайнем случае, не более 35 см. Если теплый пол – единственный источник теплоэнергии, то шаг должен быть минимальным, вот почему в домах, где теплый пол играет лишь вспомогательную роль, допускается использование полипропиленовых труб с большим радиусом изгиба.

Труба диаметром 16 мм способна нагреть 10-15 см поверхности в обе стороны от себя. У наружных стен желательно делать шаг меньше, чтобы обеспечить надежный барьер холоду. Приблизительное количество труб можно посчитать с помощью созданной схемы, но лучше взять материал с запасом или попросить рассчитать специалистов, которые будут осуществлять монтаж.

Рекомендованная длина одного контура теплоносителя – не более 60 м, иначе вода будет слишком остывать, и эффективную систему отопления не построишь. Если этого мало для обогрева одной комнаты, то лучше обустроить несколько контуров отопления. Данные приведены, чтобы можно было посчитать примерное количество необходимых материалов и затраты на них – проектирование системы теплых полов, как и их монтаж, лучше доверить профессионалам.

Трубы для теплого пола

Ассортимент трубных изделий огромен. Однако для напольных водяных систем отопления большинство из них не подходит. На трубы теплого пола изнутри оказывает воздействие горячая вода под давлением, а снаружи давит бетонная стяжка. Условия их эксплуатации довольно специфичны. Делать выбор этого расходного материала, глядя только на цены, нельзя. Здесь больше необходимо ориентироваться на иные критерии.

Содержание

1. Требования
2. Виды
   • Металлические
   • Полимерные
   • Металлопластик
3. Как рассчитать количество
4. Как выбрать трубы
5. Заключение

Требования к трубам для теплых полов

Обычно водяной теплый пол (ТП) устраивается в стяжке из бетона. Существует также сухая технология с использованием вместо цементно-песчаной смеси настила из древесных и гипсоволокнистых плит. Но в большинстве случаев мастера и хозяева частных домов выбирают мокрый бетонный вариант. Трубы в стяжке более эффективны и лучше защищены от механических повреждений, нежели те, что закрыты слоем ДВП или ГВЛ.

Конструкция водяных полов

Трубопровод для водяного теплого пола должен собраться из изделий с:

• высокой теплопроводностью;
• низким гидравлическим сопротивлением;
• малым коэффициентом теплового расширения;
• повышенной коррозионной стойкостью;
• хорошей гибкостью для укладки «змейкой» или «спиралью».

Водяные полы относятся к низкотемпературным системам обогрева. Температура теплоносителя в них редко превышает +50 0С, обычно это +30–40 0С. Тепло от воды в бетон стяжки должно передаваться максимально быстро. Если теплопроводность труб будет низкой, то отопительная системы окажется низкоэффективной.

Плюсы водяных полов

Немаловажен и фактор гидравлического сопротивления. Длина трубопровода в одном контуре водяного ТП может достигать 100 метров. Если трубы для обогрева пола взять «шершавые» внутри, то насос потребуется устанавливать более мощный и дорогой. С тепловым расширением еще все проще – расширяться от нагрева трубным изделиям в бетонной стяжке просто некуда.

Согласно СНиПам и инструкциям производителей, трубы теплого пола должны укладываться без сварных швов и фитинговых соединений в бетоне. Любая подобная состыковка – это потенциальная точка порыва и протечки воды. Стяжка после этого придет в негодность. А ремонт ее не просто сложен, но сильно проблематичен.

В итоге для теплых полов подходят только трубы:

• медные;
• из гофрированной нержавейки;
• из сшитого полиэтилена (PEX);
• металлопластиковые (PEX-AL-PEX).

Металлические

Из металлических труб использовать в теплых полах разрешается лишь два варианта – медные и гофры из нержавеющей стали. Применять стальные аналоги (даже в виде нержавейки) нельзя. Они слишком подвержены коррозии и соединяются сваркой, что недопустимо для рассматриваемых систем обогрева.

Стальные трубы служат 10-15 лет

Медь по всем показателям является самым лучшим выбором для устройства водяных ТП. Единственный и существенный ее недостаток – высокая стоимость за метр. Гофра из нержавейки дешевле медного изделия в 2–3 раза, но не столь долговечна и не отличается в силу своей конструкции гладкостью внутри.

Медные трубы обладают лучшей теплопроводимостью

Полимерные

Из пластиковых труб для напольных систем подходит только сшитый полиэтилен (PEX) и металлопластик (PEX-AL-PEX). Обычные полиэтиленовые изделия (PE), а также их поливинилхлоридные (PVC) и полипропиленовые (PP) аналоги брать нельзя. Они либо плохо гнутся, либо не рассчитаны на высокие температуры, либо сильно расширяются при нагреве.

Сшитый полиэтилен отличается пластичностью, устойчивостью к перепадам давления, а также высокой прочностью на разрыв и сжатие. Трубы из него спокойно переносят нагрев до +90–95 0С. При нагреве они достаточно сильно расширяются, но в стяжке это не столь страшно. Теплые полы из таких трубных изделий служат по 40–50 лет.

Полимерные трубы служат примерно 40-50 лет

Металлопластик

Металлопластиковый аналог состоит двух слоев PEX, между которых заложена прослойка из алюминия. Этот вид труб менее подвержен расширению, обладая при этом всеми достоинствами сшитого полиэтилена. Именно данный вариант чаще всего используют при устройстве теплых водяных полов.

Продаются трубы металлопластиковые и из сшитого полиэтилена в бухтах с метражом до 200 м. Они легко гнутся при укладке на утеплителе и просты в монтаже. Теплые полы с их помощью самостоятельно в комнатах на 15–20 м2 можно собрать за день. Потом еще масса времени уйдет на застывание стяжки, но сам трубопровод и смесительно-коллекторный узел собираются в этом случае в кратчайшие сроки.

Трубы из металлопластика очень просто монтировать

Как рассчитать необходимое количество для теплого пола?

Протяженность трубопровода в контуре водяного пола зависит от:

• способа укладки труб и шага между их витками;
• площади активной зоны (где нужен нагрев напольного покрытия);
• удаленности смесительно-коллекторного шкафа.

Теплый пол устраивается только на открытом пространстве помещения. Под мебелью и бытовой техникой класть трубы напольного водяного отопления нельзя из-за риска локального перегрева стяжки в этом месте. Плюс от стены они должны быть отведены на 30–50 см.

Виды укладки труб

Самый оптимальный вариант расчета ТП – на миллиметровой бумаге нарисовать схему с раскладкой трубы и формированием одного или нескольких контуров. Это позволит точно подсчитать требуемый метраж и необходимое количество бухт. Только не забываем добавить несколько метров на каждый змеевик про запас.

Чтобы зафиксировать трубы на положенных местах, используется сетка для стяжки пола либо они укладываются на плитный ЭППС со специальными выступами сверху. Влияния на метраж способ монтажа не оказывает.

Особое внимание надо уделить конфигурации трубопровода с теплоносителем. Превышать его длину в отдельном контуре выше 100 м не рекомендуется из-за излишнего роста гидравлического сопротивления. Каждый такой напольный змеевик должен закрывать 15–30 м2 пола, максимум допустимы – 40 м2. Если помещение больше, то контуров придется делать несколько, что также повлияет на метраж требуемого трубного материала.

Шаг между витками труб теплого пола варьируется в пределах 100–300 мм. Чем ближе их расположить, тем теплее будет на этом участке комнаты. Однако делать шаг менее 100 мм нельзя из-за ограничений, связанных с допустимым радиусом изгиба конкретного трубного изделия. А увеличивать его не стоит из-за риска появления на полу холодных и горячих полос под ногами.

Расчет необходимого количества труб

Как выбрать трубы?

По эксплуатационным характеристикам самая лучшая труба теплого пола – медная. Однако она стоит дорого и сложна в монтаже. Чаще всего для подобных систем отопления берут металлопластик. Цена его за метр в 5–6 раз меньше, чем у меди. Металлопластиковые изделия уступают медным в плане теплового расширения и долговечности, но более просты в укладке и сборке.

Контуры протяженностью до 80 м делаются из труб диаметром 16 мм. Если трубопровод в длину будет 80–100 м, то лучше выбрать вариант на 20 мм. Большее сечение здесь практически не используется.

Конструкция водяного пола с полистирольной основой

Брать для водяного ТП трубы из стали, ПВХ, PP или обычного PE нельзя. Они не предназначены для рассматриваемых отопительных систем и долго в их составе не прослужат, вызвав рано или поздно протечку воды.

Для самостоятельного устройства теплого пола стоит приобретать гибкий и относительно недорогой металлопластик. С его укладкой справиться не сложно. Это, конечно, не монтаж и регулировка пластиковых окон в доме. Но особых сложностей и водяная напольная система вызвать при сборке даже у малоопытного мастера не должна. Достаточно уметь резать трубы и подсоединять их с помощью фитингов к коллектору. Грамотно рассчитать и собрать смесительно-коллекторный узел и то будет сложнее.

Укладка водяного пола

Заключение

Для теплого водяного пола лучше всего подбирать металлопластиковые трубы. По совокупности стоимости за метр и характеристикам это наиболее оптимальный выбор. Но если во главу угла ставится долговечность системы обогрева, то больше подойдет медный аналог.

Сшитый полиэтилен приблизительно на треть дешевле металлопластика, но немного уступает ему по ряду технических параметров. Его также можно использовать при устройстве ТП. Гофрированная нержавейка – это скорее исключение из правил. Такие трубы подвержены засорению, гораздо хуже по гидравлике и обойдутся дороже металлопластикового аналога.

Смотрите также видео о

Трубы для теплого водяного пола: виды, особенности выбора и монтажа

На чтение: 5 минут Нет времени?

Система теплый пол позволяет создать комфортные условия в частном доме. Ее можно использовать как дополнительный или основной источник тепла. Выбирая трубы для теплого водяного пола, следует учесть ряд особенностей и нюансов. Также стоит заранее ознакомиться с порядком выполнения монтажных работ. Предлагаем узнать особенности выбора и изучить этапы монтажа.

Читайте в статье

Какие трубы для теплого пола лучше: основы правильного выбора

Приступая к выбору, следует обязательно учитывать особенности эксплуатации будущей системы. Как правило, теплый водяной пол работает в следующих условиях:

• Давление до 6 атм.;
• Температура до +55°С;
• Окружающая среда — бетонная стяжка;
• Эксплуатационная нагрузка около 150 кг/кв.м.

Условия эксплуатации сложно назвать достаточно суровыми. Решая, какую выбрать трубу для теплого пола, стоит обязательно ознакомиться с доступными вариантами. Приобретаемой изделие должно иметь достаточные характеристики, чтобы сопротивляясь внешнему механическому воздействию, не коррозировать под воздействием воды, протекающей внутри.

Основные требования к трубам для теплого пола

Прежде чем решить, какие трубы для теплого пола лучше, стоит ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к элементам отопительного контура. Использование некачественных материалов с низкими физико-механическими характеристиками либо неподходящими размерами приведет к неэффективной работе системы либо значительному сокращению ее срока службы.

Трубы для водяного пола должны отвечать ряду требований

Материалы

Для изготовления элементов отопительного контура следует выбирать материал, способный выдержать температурные колебания и скачки давления. Использовать для этой цели трубы, предназначенные для монтажа системы горячего водоснабжения, не допустимо.

Материал должен обладать достаточной стойкостью к внешнему воздействию. От этого напрямую зависит срок службы контура, который в процессе монтажа будет заливаться бетоном. Сухая стяжка не столь хорошо накапливает и распределяет тепло, хотя более удобна с точки зрения ремонта. Материал труб должен быть химически инертным, термо- и коррозионностойким.

Материал должен быть достаточно гибким и прочным

Геометрические размеры

Оптимальный диаметр монтируемого контура составляет 16÷18 мм. Такого поперечного размера достаточно, чтобы прогреть пол. При этом высота пола повышается незначительно.

Максимальная длина трубы может составлять 60 метров, если диаметр труб 16 мм, и 120 метров, если – 25 мм. Превышения указанного параметра приведет к преждевременному остыванию теплоносителя и снижению КПД системы. В комнатах большой площади предусматривают несколько контуров.

Диаметр трубы выбирается индивидуально

Физико-механические характеристики

Характеристики приобретаемых изделий имеют важное значение. От этого зависит их назначение и возможная область использования. Для Теплого водяного пола следует приобретать трубы, у которых линейное расширение не превышает 0,025 мм/(м×К), а теплопроводность минимум 0,43 Вт/(м×К).

Классификация труб для теплого пола по материалу

Прежде чем решить, какую трубу использовать для водяного теплого пола, стоит ознакомиться с существующими вариантами. Характеристики материала, используемого для изготовления элементов системы, способны оказать существенное влияние на ее срок службы и длительности эксплуатации. Предлагаем ознакомиться с наиболее популярными вариантами и их отличительными особенностями.

Полипропиленовые трубы

Полипропилен востребован при создании водяной системы. Отличается хорошей теплопроводностью, долговечностью, доступностью. К недостаткам следует отнести низкую пластичность материала. Его невозможно свернуть спиралью, а потому при устройстве теплого пола приходится дополнительно использовать специальные тройники и уголки, которые соединяются между собой при помощи специального паяльника. При правильном выполнении монтажных работ удается сформировать надежную систему нужного типоразмера.

Для пропилена потребуются фитинги

Нержавеющая сталь

Гофрированные изделия демонстрируют оптимальное сочетание пластичности и прочности. Они обладают большим сроком службы, продолжительность которого ограниченно исключительно сроком эксплуатации уплотнительных резинок, составляющим всего 20÷30 лет. Дополнительная оплетка позволят повысить механическую прочность изделия.

Нержавеющая сталь прослужит долго

Сшитый полиэтилен

В процессе производства полиэтилен подвергается специальной обработке под высоким давлением с пероксидами, помещают под жесткие рентгеновские лучи или обрабатывают силаном. В результате получаются PEX-трубы, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к воздействию повышенной температуры.Этому способствует образование трехмерных молекулярных углеродных связей.

Внимание! Для теплого пола следует выбирать трубы из полимера со степенью сшивания 75÷85% (PEX-a,b,c).

При выборе подходящего варианта, стоит обратить внимание на трубы для теплого водяного пола REHAU, цена которых зависит от типоразмера изделия. Такой контур достаточно популярен, так как:

• отличается малым весом, что облегчает процесс монтажа и транспортировки;
• гасит незначительные колебания давления в системе;
• способен восстановить форму после снятия напряжения;
• не коррозирует;
• прочен;
• морозостоек;
• доступен.

К недостаткам следует отнести невысокую стойкость к воздействию ультрафиолета, а также повышенные требования к выполнению монтажных работ. В процессе монтажа недопустимо повреждение внешней антидиффузной оболочки.

Сшитый пропилен должен иметь достаточные характеристики

Медные трубы

Среди материалов для теплого водяного пола медь занимает особое положение. Такие трубы, демонстрируя высокие уровень теплопроводности, отличаются длительным периодом эксплуатации (превышающим полвека). Они имеют биологическую и коррозионную стойкость, однако предъявляют повышенные требования к жесткости и кислотности используемого теплоносителя. Не боятся внешнего механического и температурного воздействия. При значительном разогреве теплоносителя медные трубопроводы не оплавляются и не растрескиваются.

Медные изделия легко принимают нужную форму. С их помощью можно сформировать систему любой протяженности и конфигурации. При монтаже следует использовать специальное оборудование. Медные элементы недопустимо соединять со стальными.

Медные трубы – надежная система на длительное время

Металлопластиковые трубы для теплого пола

Изделия из металлопластика – самый популярный вариант, позволяющий сформировать высокоэффективную систему отопления, отличающуюся высоким КПД. Алюминиевая прослойка, входящая в состав материала, обеспечивает достаточную теплопроводность. Благодаря многослойной структуре металлопластиковых труб для теплого пола предотвращается образование отложений на внутренней поверхности.

Для устройства теплого водяного пола следует использовать цельное изделие. К формируемым соединениям следует предусмотреть допуск в процессе эксплуатации. Заливка стыка бетоном не допустима из-за большой вероятности появления течи в будущем.

Металлопластик – самое популярное решение

Расчет количества труб в системе и шага их укладки

Расчет необходимого количества труб начинается с разработки подробной схемы укладки. Чертеж разрабатывается в удобном масштабе. Определяются не только размеры самого помещения, но крупногабаритной мебели, которая будет установлена в комнате.

Располагать водяной контур под тяжелыми мебельными гарнитурами не рекомендуется. Из площади, которую будет занимать будущий трубопровод, следует исключить площадь, занимаемую бытовой техникой, под которой монтаж водяного контура запрещен. Система должна располагаться на расстоянии 10÷20 см от стен.

Расчет начинается с разработки схемы

Расчет шага укладки труб водяного теплого пола

Между соседними элементами предусматривается расстояние 35÷40 см. Увеличивать шаг укладки труб водяного теплого пола не рекомендуется. Это приведет к неравномерному прогреву поверхности пола. Для более точных расчетом стоит принять во внимание, что труба диаметром 16 мм способна прогреть по обеим сторонам от себя до 15 см. Если шаг между трубами будет 20 см, то на каждый квадрат потребуется 5 погонных метров.

После того как схема укладки будет тщательно продумана, следует измерить длину контура и умножить полученное значение на масштаб.

Шаг между трубами должен быть оптимальным

Основные нюансы монтажа

Решив, какая труба для теплого водяного пола лучше, стоит разобраться с особенностями выполнения монтажных работ. Необязательно приглашать профессионалов. Весь объем работ при желании можно выполнить самостоятельно.

Монтаж можно выполнить самостоятельно

Укладка труб для теплого водяного пола

К началу работ должна быть составлена и тщательно проработана с учетом всех нюансов схема монтажа. Укладка труб для теплого водяного пола выполняется в строгом соответствии с разработанными чертежами.

Соединения труб

Соединению отдельных элементов между собой должно уделяться особой внимание. От этого напрямую зависит срок службы монтируемой системы. Порядок соединения зависит от материала, из которого изготовлены элементы системы.