L’amélioration de l’habitat devrait commencer par un calcul approprié. Il donnera une idée approximative de toutes les caractéristiques des travaux prévus et dévoilera la question de la rentabilité de l’idée dans son ensemble. Le calcul est particulièrement important dans le cas de l’installation d’un chauffage par le sol dans une maison privée..
Particularités
Le chauffage par le sol est un équipement de chauffage et son fonctionnement stable est extrêmement important. Cela dépend non seulement de la qualité de l’installation, mais aussi des matériaux utilisés. L’élément le plus important de l’efficacité du sol est le calcul fiable de tous les paramètres de fonctionnement. Il ressort également des tâches scolaires qu’il est difficile de calculer quelque chose sans en comprendre le sens, vous devez donc comprendre les principes du système de chauffage et les particularités de son placement.. Il existe deux types de chauffage au sol :
- planchers chauds avec caloporteur d’eau;
- chauffage au sol électrique.
La construction des planchers chauffants à eau est conçue de manière à ce que le chauffage se produise en raison de la chaleur dégagée par les circuits de chauffage, constitués de conduites d’eau de petit diamètre. Ces tuyaux sont posés sous la surface du sol et enroulés autour de l’unité de chauffage – la chaudière, qui est responsable du chauffage. Dans la plupart des cas, le système est complété par des appareils qui fournissent un chauffage confortable, ainsi que des commandes.
Le chauffage au sol, alimenté par l’électricité, chauffe la surface du sol en utilisant une technologie similaire. Au lieu de tubes, un câble spécial à deux conducteurs est posé dans la structure du sol, qui est un conducteur émetteur de chaleur. L’intensité du rayonnement est régulée par un thermostat spécial.
Vous devez avoir une idée de la façon dont ce système est situé dans une pièce chauffée. Pour faciliter la compréhension, vous devez considérer le sol comme un gâteau en couches. La première couche de cadre est généralement une dalle de béton sur laquelle est posé un rouleau de matériau d’étanchéité. Ensuite, un matériau à faible résistance au transfert de chaleur est appliqué, par exemple du polystyrène expansé, qui est isolé avec du papier d’aluminium. Enfin, tout cela est recouvert d’une chape dans laquelle sont montés les tuyaux de chauffage du sol chaud..
Le calcul du chauffage par le sol est une tâche assez sérieuse. Vous devez le réaliser le plus soigneusement possible. En conséquence, cela vous permettra d’obtenir une image complète des caractéristiques requises pour la pompe, la longueur des tuyaux de chauffage, la quantité de rayonnement thermique pour des cas spécifiques, et bien plus encore. Bien sûr, si vous avez de l’argent, vous pouvez payer une gamme de services à des spécialistes, mais il vaut mieux garder tout sous contrôle..
Malgré le fait que le calcul ne soit pas facile, en suivant les instructions étape par étape, il ne sera pas difficile d’y faire face.
Table de calcul dans une maison privée
Le chauffage par le sol peut servir de source principale de chauffage dans une pièce ou de moyen de chauffer uniquement la surface du sol. En fonction des fonctions spécifiques qu’il est prévu d’attribuer au système de chauffage par le sol, son transfert de chaleur est calculé. De plus, les caractéristiques géométriques et structurelles de la pièce sont également des données d’entrée. Tout d’abord, vous devez déterminer la quantité de chaleur perdue en raison des caractéristiques de conception de la pièce. Sans connaître ce paramètre, il est impossible de comprendre la quantité de chaleur que le circuit de chauffage doit dégager, ce qui est en général l’objet du calcul.
Ce n’est qu’après cette étape que vous pouvez sélectionner le reste des paramètres système, tels que :
- puissance de pompage requise;
- puissance d’une chaudière électrique ou d’une chaudière à gaz ;
- matériau et épaisseur des tubes de liquide de refroidissement ;
- longueur des contours.
Dans le cas où le système de chauffage de la maison fonctionne parfaitement et que seule l’isolation de la surface du sol est requise du système de chauffage au sol, la principale valeur calculée sera la longueur de la pièce chauffée. Les pertes de chaleur et la longueur des canalisations à poser pour un plancher d’eau chaude dépendront principalement de la géométrie de la surface chauffée. Pour que le calcul soit absolument précis, vous devez prendre en compte le climat, les caractéristiques de construction, le nombre d’étages et bien plus encore. Le résultat est un calcul thermique assez complexe..
Il se peut que le consommateur ne soit pas un professionnel, mais qu’il souhaite tout de même économiser de l’argent sur la rénovation de son logement. Dans ce cas, il est possible d’utiliser les indicateurs de consommation moyenne de chaleur des maisons individuelles. Le chauffage d’une maison avec un sol chaud est utilisé depuis longtemps et une table spéciale a été formée par des spécialistes expérimentés. Il indique la quantité de chaleur requise pour la pièce prévue dans laquelle les circuits de chauffage du plancher d’eau seront placés..
Formule de puissance
Dans la plupart des cas, le chauffage par le sol est utilisé comme système de remplacement des radiateurs de chauffage. Ensuite, le calcul, bien sûr, deviendra plus compliqué, car vous devez prendre en compte tous les facteurs. Afin de pouvoir chauffer tout le volume interne de la pièce, vous devez disposer d’informations sur les déperditions thermiques de la pièce. Alors seulement, connaissant la capacité du circuit de chauffage, vous pourrez commencer à le concevoir. Ainsi, le calcul lui-même ressemble à ceci :
Mk = 1,2 x Q, où Mk est la puissance de transfert de chaleur requise du circuit de chauffage, Q est la même perte de chaleur et 1.2 est le coefficient d’erreur.
Il ressort de la formule que le paramètre cible est la température du liquide de refroidissement dans le circuit, pour déterminer laquelle il est nécessaire de calculer la perte de chaleur. Pour les déterminer, vous devrez vous promener dans la maison avec un ruban à mesurer. Il est nécessaire de mesurer la surface et l’épaisseur de tous les objets qui l’entourent : murs, sols, fenêtres, portes, etc. Pour prendre en compte la structure du matériau de tous les objets, vous avez besoin d’un coefficient caractérisant la conductivité thermique des matériaux individuels (λ). Par conséquent, vous devez savoir de quoi est fait ce qui doit être calculé, que ce soit un mur, une porte ou un plafond. Tous les matériaux de construction courants et leurs coefficients sont indiqués dans le tableau suivant :
Perte de chaleur sont calculés séparément pour chaque élément de protection de la pièce, car chaque objet a des propriétés différentes. Le calcul est effectué selon la formule suivante :
Q = (1 / R) x (tvn-tn) x (1 + ) x S, où R est la résistance à la température de la matière première à partir de laquelle la structure enveloppante est fabriquée, t est la température de la structure, les indices, respectivement, signifient les températures externe et interne, S – la zone géométrique de l’élément, β – les déperditions thermiques climatiques en fonction de la direction cardinale, dont il faut tenir compte.
Les pertes de chaleur calculées pour les éléments individuels sont ainsi additionnées. Ainsi, la perte de chaleur totale résultante de la pièce est remplacée dans la formule de calcul de Mk – la puissance de transfert de chaleur du circuit.
Par exemple, nous calculerons le transfert de chaleur requis du circuit pour une pièce en bloc de 20×20 m, dont la largeur des murs est de 2,5 mm. Sur la base du fait que la résistance thermique des blocs de béton mousse est de 0,29 (W/m x K), nous obtenons la valeur calculée Rpb = 0,25 / 0,29 = 0,862 (W / m x K). Les murs sont enduits d’une couche de 3 mm, ce qui signifie que Rpc = 0,03 / 0,29 = 0,1 (W / m x K) doit être ajouté à la résistance résultante. Cela signifie que la résistance thermique totale du mur est Rst = 0,1 + 0,862 = 0,962 (W / m x K). Ensuite, nous calculons la perte de chaleur en utilisant la formule ci-dessus :
Q = (1 / 0,962) x (20 – (-10)) x (1 + 0,05) x 40 = 1309 W.
Nous calculons la perte de chaleur par le plafond, la porte et les fenêtres exactement de la même manière. Nous résumons tout ce qui est obtenu et le substituons dans la formule pour déterminer la puissance du circuit de chauffage. À la valeur résultante, ajoutez 10 %, ce qui corrigera les infiltrations d’air. N’importe quelle calculatrice peut gérer cela..
Comment calculer correctement le style?
Après avoir découvert la puissance requise pour un sol chaud, vous pouvez vous familiariser avec les subtilités de l’emplacement de son contour. De plus, il ne reste plus qu’à calculer la longueur requise du contour, ce qui aidera à se faire une idée des coûts à venir.Pour plus de clarté, vous devez faire un croquis sur du papier quadrillé. Le dessin doit être effectué en tenant compte de l’espacement des tuyaux et des facteurs d’échelle.
Un échelon est un intervalle mesuré de vides entre les tuyaux, il doit être sélectionné selon plusieurs conditions :
- lors du déplacement sur le sol, le pied humain ne doit pas ressentir la différence de température, donc, si la marche est trop grande, la surface sera chauffée par des rayures.
- L’étape doit être choisie de manière à ce que le tuyau remplisse sa fonction de manière aussi économique et efficace que possible..
Pour une installation de pipeline sans erreur, vous devez comprendre les avantages et les inconvénients des types d’installation utilisés. Actuellement, 4 schémas sont utilisés pour l’installation d’une canalisation de chauffage:
- “Escargot (spirale)” – l’option la plus demandée, car une telle pose assure une répartition uniforme de l’énergie thermique. La localisation se fait de la périphérie au centre avec une diminution constante du rayon, puis de l’autre côté. Lors de l’utilisation de cette méthode, la longueur de pas peut être de n’importe quelle valeur, à partir de 10 mm.
De plus, cette méthode est la plus simple en termes d’installation, il n’y a aucune restriction due à la forme de la pièce..
- “Serpent” Est une méthode de contourage plutôt impopulaire. Un énorme inconvénient est que la connexion à l’unité d’alimentation se fait d’un côté, il y a donc une différence de température significative. La surface du sol sera d’autant plus froide que vous vous éloignerez de la chaudière. Le deuxième inconvénient important du “serpent” est la complexité de l’installation. Cette disposition prévoit des coudes à 180 degrés dans le tuyau. En conséquence, l’espacement annulaire devrait être augmenté à 200 mm, tandis que la valeur universelle est considérée comme étant de 150 mm..
- “Serpent du coin”. Le flux chaud se propage à partir du coin où se trouve la chaudière. La méthode n’est pas populaire car la température s’étale en gradient, ce qui, en fait, crée l’effet du « soleil ». Plus tu es proche, plus il fait chaud.
- “Double serpent” est une modification du “serpent” habituel. La différence est que les pertes de chaleur sont compensées. Il le fait en faisant circuler le flux dans les deux sens. La pose de cette manière est tout aussi difficile. “Snake” est utilisé pour les petits espaces, comme une salle de bain.
Toutes les méthodes ci-dessus peuvent être combinées entre elles. De petites zones sont parfois recouvertes d’un “serpent”, et les éléments qui n’ont pas besoin d’être chauffés sont entourés d’une “spirale”. Parfois, les méthodes de pose de tuyaux combinées offrent le coût des matériaux le plus bas et un investissement minimal. Maintenant, en ayant les informations nécessaires, vous pouvez commencer à calculer la longueur requise du pipeline. Le calcul est effectué selon une formule simple :
L = 1,1 x S \ N. La formule ci-dessus reflète la dépendance de la longueur du tuyau de chauffage (L) sur la surface du circuit (S), en tenant compte du pas (N). Un facteur de 1,1 est nécessaire pour prendre en compte le stock du tuyau pour les coudes. A la fin, vous devez également prendre en compte les segments qui seront à courant et à contre-courant pour relier la cheminée à la chaudière..
Pour éviter les malentendus, nous calculerons la longueur du circuit de chauffage pour un séjour de 25 m². m. Afin de supprimer la limitation de la dimension de la marche, nous privilégierons la méthode de pose en spirale et choisirons une marche de 0,15 mètre. Dans ce cas, il s’avère que la longueur du pipeline en cours de pose est L = 1,1 x 25 / 0,15 = 183,4 m.
Disons que le système de chauffage au sol est alimenté par un peigne, qui est situé à 5 m du circuit. Lors du calcul, il est nécessaire de doubler cette distance, car le collecteur a un contre-courant. Par conséquent, la longueur résultante du contour sera L = 183,4 + 5 + 5 = 193,4 m.
Conseils professionnels
Une fois le calcul terminé, vous pouvez confier les résultats à des spécialistes et concrétiser leur tâche. Inutile de se précipiter, il ne sera pas superflu de se familiariser avec certaines nuances. Ils ne peuvent être rencontrés que lors de l’installation d’un sol chaud, pas pour la première fois. Ceux qui connaissent bien ce métier recommandent :
- lorsque vous dessinez un contour, essayez de comprendre comment utiliser le moins de tuyaux possible. Avec une courte longueur de canalisation, il n’y aura pas de résistance tangible, et donc pas de chute de pression, c’est-à-dire qu’il n’y aura pas besoin de dépenser de l’argent pour une pompe puissante.
En général, un tuyau court est moins coûteux.
- Lorsque le calcul de la longueur du pipeline est terminé, la valeur obtenue doit être comparée à la longueur admissible du circuit. Cela dépend du diamètre du tuyau à poser. Si le diamètre est de 16 mm, la valeur admissible pour la longueur du contour est de 100 m et si le diamètre est de 20 mm, la limitation sera de 120 m..
- L’espacement annulaire est pris dans la plage optimale, mais dépend du diamètre du tuyau de chauffage.
- Lors de la conception de l’installation, il ne faut pas oublier que toutes les zones de la pièce n’ont pas le même besoin de chauffage. Par conséquent, planifiez l’emplacement du tuyau plus étroitement près des fenêtres et des structures de porte. Cela fournira un chauffage intense là-bas..
- Dans les cas où la superficie projetée dépasse 40 m². m, vous devez connecter le deuxième circuit, car le fonctionnement d’un chauffage au sol à circuit unique dans les grandes pièces est inefficace.
Ainsi, le calcul du plancher chaud peut être fait indépendamment..
Il est recommandé d’effectuer le calcul à la fois manuellement à l’aide des formules et sur une calculatrice spéciale, puis de comparer les valeurs résultantes.
Pour plus d’informations sur ce problème, vous pouvez le découvrir en regardant la vidéo ci-dessous.