«Подпольное» водяное отопление
Сегодня фирмы предлагают три типа обогреваемых полов в зависимости от вида подогрева: электричеством; горячей водой; горячим воздухом (гиперкаустовые системы). Растущая потребность в таких полах в нашей стране имеет свои побудительные причины. Во-первых, это уже упомянутая мировая тенденция к повышению комфортности жилья, подкрепленная в России ростом коттеджного строительства. Во-вторых, начатая жилищно-коммунальная реформа, нацеленная, в частности, и на энергосбережение. Специалисты подтвердили, что наиболее комфортно человек чувствует себя, когда температура воздуха у пола достигает значений +22-25°С, а на уровне головы +18-20°С, то есть когда ногам теплее, чем голове. Такое распределение температур лучше всего обеспечивает именно напольное отопление. Грамотно спроектированная система позволяет сэкономить до 20% энергоресурсов. Равномерный нагрев пола исключает образование концентрированных тепловых потоков, а значит, возникновение сквозняков и циркуляцию пыли. Поскольку радиаторы, стояки и трубы из комнаты убираются, у архитектора и дизайнера появляются возможности для новых планировочных решений. Немаловажно также и то, что существенно облегчается уборка помещений.
Но применение напольного отопления в России имеет свои особенности. Во-первых, у нас более суровый климат, чем в Европе, где такие полы успешно применяют десятилетиями. Во-вторых, негативную роль играет плохая теплосберегаюшая конструкция наших домов. Поэтому пока отапливать здания только через полы, как правило, недостаточно и в доме все равно приходится устанавливать какое-либо основное отопление, а напольное использовать лишь для повышения комфортности. В коттеджах, где автономная система используется как для горячего водоснабжения, так и для радиаторного отопления, естественнее всего оборудовать водообогреваемые полы.
Продажей оборудования для устройства водообогреваемых полов занимаются десятки фирм. Но только некоторые готовы предоставить все необходимое в полном комплекте, включая помощь в проектировании, монтаже и обслуживании систем. Мы постараемся познакомить вас с одной из технологий монтажа обогреваемых полов, чтобы те, кто уже привык к платным услугам, сумели отличить «примочки» от действительно необходимого (ведь лишних денег не бывает) или не прельщались дешевизной предлагаемого «кота в мешке», а те, кто больше полагается на свои руки не сделали бы грубых ошибок.
Устройство водообогреваемых полов. Устройство таких полов достаточно простое. По аналогии с теплыми полами с электрокабелем обогрева на ровное основание пола (черный пол) укладывают гидро- и теплоизолирующий слои, а сверху — трубы для подачи горячей воды. Их заливают бетонной стяжкой, поверх которой настилают покрытие чистого пола. Трубы укладывают в виде змеевика (специалисты говорят «контура») той или иной конфигурации так, чтобы покрыть ими нужную поверхность пола (не обязательно всю).
Виды греющих контуров: а — меандровый; б — спиральный; в — сдвоенный
Чем выше должна быть температура в помещении, тем меньше делают расстояние между трубами (шаг) греющего контура или увеличивают подачу тепла с водой (теплоносителем). Нужные параметры системы определяют на основании теплотехнических расчетов, а температуру регулируют с помощью автоматических термостатов, получающих команды от датчиков температуры пола или воздуха в помещении. Существуют и программируемые системы управления температурой всего дома. Подводящие и отводящие трубы контуров и вся арматура выводятся в распределительный шкаф, который располагается в укромном месте. Все выглядит очень изящно и монтируется просто и легко.
Особенности водяного отопления полов. Наш печальный опыт использования центрального отопления не позволяет легко уверовать в выгодность таких полов. А вдруг протечка или засор трубы? А если зимой отключится подача горячей воды? Что, взламывать все полы? Чего ради рисковать, если известны полы с электроподогревом — для них утечки и замораживание не страшны! Попытаемся прояснить ситуацию. Прежде всего отметим, что для этих полов используют прочные пластиковые (полимерные) или металлополимерные кислородонепроницаемые трубы, которые совершенно не подвержены коррозии. Такие трубы для каждого контура обогрева укладывают из бухты без промежуточных соединений, одним куском. Это исключает возможность протечек под полом. Автономную систему отопления, которая обогревает пол, делают с замкнутым циклом оборота теплоносителя. Поэтому ее можно заполнить антифризом или добавить в воду особые присадки, например этиленгликоль, которым не страшны морозы. Если систему заполняют простой водой, для ее аварийного слива предусматривают дополнительное устройство, например малый компрессор или баллон для продувки труб сжатым воздухом.
Для водообогреваемых полов, особенно при небольших площадях помещений, лучше всего подходят металлополимерные трубы. Среди них лучше те, металлическая сердцевина которых выполнена в виде бесшовной трубы или не имеет шва «внахлёст», так как их можно многократно сгибать на одном и том же участке с малым радиусом изгиба, равным трем значениям наружного диаметра трубы (у других типов труб — 5-8 диаметров).
Схема подачи теплоносителя к водообогреваемым полам: 1 — греющий контур; 2 — гребенка распределения; 3 — шаровой кран; 4 — шкаф распределителя; 5 — воздухоотводчик; 6 — циркуляционный насос; 7 — электрический терморегулятор насоса; 8 — термостат; 9 — накладной температурный датчик; 10 — капиллярная трубка; 11 — термостатический вентиль; 12 — вентиль байпасный
Однако при самостоятельном выборе и покупке труб нельзя руководствоваться только справочными данными и, тем более, принципами типа «дороже-дешевле» или «понравилось-не понравилось». Необходимо согласовывать температуру и давление теплоносителя с параметрами трубы так, чтобы обеспечить срок службы труб не менее 50 лет, а температуру теплоносителя — оптимальной. Если дом как решето, пол пришлось бы сильно нагревать. Поэтому медики ввели свои ограничения: ведь невозможно ходить по полу, как по раскаленной плите. Так, температура поверхности полов не должна превосходить определенные значения (стандарт 150 7730); в жилых комнатах +26 (29)°С, в ванной +30°С, у бассейна и в подвалах +32°С, а чтобы голая стопа не ощущала перепада температур, шаг размещения труб греющего контура не должен быть более 0,35 м. Обычно необходимая температура теплоносителя лежит в дипазоне от +35 до +55 °С. Для ее обеспечения приходится смешивать горячую воду, подводимую от котла, с выходящей из контура, уже слегка остывшей. Эта операция управляется автоматически с помощью клапанов-термостатов. Именно их работа предопределяет успех или неудачу в создании желаемого климата в помещении. Только несколько фирм выпускают такие клапаны, разработанные специально для систем напольного отопления: OVENTROP (Германия), HERZ (Австрия), ТА-HYDRONICS (Швеция). Использование универсальных термостатов, пригодных для любых систем отопления, зачастую тоже оправдано — все зависит от условий их применения.
Очень полезно заблаговременно подумать также о том, каким будет покрытие чистового пола и какая нагрузка будет на него приходиться. Так, желание сделать пол ковровым, а не плиточным, потребует повысить температуру теплоносителя на 4-5 °С, а значит, увеличит энергозатраты минимум на 15-25%. Каждые лишние 10 мм толщины стяжки увеличивают потребные энергозатраты на 5-8%. Капитальные затраты на устройство водообогреваемых полов составляют до 40-45 $ на 1 м 2 площади помещения. Это почти вдвое больше затрат на полы с электроподогревом. Что же заставляет людей идти на такие затраты? Во-первых, при водонагреваемых полах не приходится беспокоиться о защите от электромагнитных полей и о получении необходимой большой мощности электропитания (до 30-50 кВт на коттедж). Во-вторых, при сегодняшнем соотношении стоимости горячей воды и электроэнергии капитальные затраты на водообогреваемые полы окупятся через 7-12 лет, а далее (а пол рассчитан на 50 лет) отопление водообогреваемыми полами будет дешевле. Однако электрообогреваемые полы предпочтительнее в домах с центральным отоплением и там, где есть опасность промерзания трубопроводов: цокольные этажи, подвалы, гаражи и др. Напольное водяное отопление имеет свои особенности, мало известные службам РЭУ. Поэтому, чтобы затраты на него не были напрасными, проектирование и монтаж лучше доверить специалистам.
Греющие контуры. По виду раскладки трубы греющие контуры разделяют на два основных вида: а) меандровый или зигзагообразный; б) спиральный или центральный. В спиральном контуре возвратную трубу прокладывают между витками подающей трубы. В меандровом контуре распределение температуры неравномерное, направленное от первого витка к последнему, а в спиральном — равномерное. Виды контуров и шаг раскладки можно также комбинировать — вблизи окон шаг можно сделать поменьше, и побольше — под мебелью. По условию экономичности в контуре допускается потеря давления до 0,2 атм. Поэтому общую длину трубы контура не делают более 100 м, а одним контуром обогревают не более 15-20 м 2 площади пола. Для отопления больших помещений используют несколько контуров. Все контуры (неважно, комнаты или этажа) начинаются на особом устройстве-распределителе с регулирующей арматурой, а заканчиваются на коллекторе. Обычно распределитель и коллектор — это один узел (гребенка), снабженный воздухоотводчиками. Чтобы при изменении температуры в одной комнате она не менялась в других, проводят так называемое гидравлическое выравнивание контуров. Для этого в каждом контуре рекомендуется устанавливать регулятор давления или расхода воды. Их настраивают один раз, при запуске системы. Такую работу должен выполнять квалифицированный специалист.
Подготовка ложа. Поверхность основания пола должна быть чистой и ровной, допускаются неровности и выступы не более 10 мм. Если есть необходимость, ее выравнивают бетонной стяжкой. Теплоизоляцию выполняют с помощью плит или панелей из полистирола, базальтового волокна или вспененного; полиуретана толщиной от 30 до 50 мм, площадью до 0,7 м 2 . Эти плиты могут быть покрыты теплоотражающей фольгой с разметкой в виде сетки, или снабжены выступами-бобышками для укладки и закрепления труб. При необходимости, например в подвалах, на цокольном этаже и др., под плиты могут укладывать дополнительный слой теплоизоляции. Здесь правило такое: чем ближе помещение к грунту, тем тщательнее делают гидроизоляцию и толще слой теплоизоляции (30-120 мм). Чтобы расширяющийся при нагреве пол не давил на стены, между стенами и полом предусматривают зазор. Для чего перед монтажом пола вдоль стен раскладывают специальную изолирующую ленту (толщиной до 5 мм) с гидроизолирующей пленкой. Трубы крепят к теплоизолирующим плитам разными способами: U-образными пружинными скобами, на профилированных планках, на металлической сетке с пластмассовыми клипсами и на бобышках плит.
Устройство стяжки. Бетонное бесшовное покрытие (стяжка) наносится сверху греющих труб. Стяжка воспринимает нагрузку и распределяет ее на более мягкий нижележащий слой теплоизоляции. Поэтому она должна быть достаточно жесткой, но по возможности тонкой, чтобы истратить лишнее тепло. Обычно минимальная толщина слоя над трубами составляет 40-50 мм, этого достаточно, чтобы он выдерживал нагрузку до 2 кН/м 2 (200 кгс/м 2 ). Некоторые фирмы вносят в бетон специальные пластификаторы для повышения теплопроводности стяжки и выравнивания теплового расширения стяжки и труб. За один раз заливают до 40 м 2 поверхности. Если площадь больше, стяжку на соседних участках разделяют компенсационными швами шириной 3-6 мм. Шов заполняют эластичным материалом, например, полиуретаном. Если труба пересекает линию этого шва, то ее в этом месте прокладывают в защитной гофрированной трубе длиной до 0,5 м. До и в процессе заливки стяжки трубы держат при рабочем давлении и температуре. Сохнет бетонная стяжка не менее 3-4 недель.
Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:
Подпольное отопление как правильно сделать
Система напольного обогрева предоставляет массу преимуществ. И одно из них особенно ощущается в межсезонье, когда радиаторное отопление еще не включили, или уже выключили, а температура воздуха в доме далека от комфортной
Преимущества напольного отопления перед радиаторным
Распределение тепловой энергии:
В системах напольного обогрева источник тепла (электрокабель, заключенная в трубы жидкость-теплоноситель или нагревательная пленка) находится под отделочным слоем. Двигаясь снизу вверх, мягкое тепло наполняет все помещение, не образуя ни слишком «жарких», ни «холодных» зон, что характерно для радиаторного отопления. У поверхности пола будет примерно 25–26°C, а на уровне головы 20–22°C. При снижении температуры всего на 2°С, что никак не отражается на уровне комфорта, экономится 15–20% тепловой энергии.
Система позволяет создать свой режим обогрева в каждой комнате с настройкой на определенное время суток (например, «день-ночь»), притом заданные параметры будут поддерживаться датчиками.
Благодаря более низкой температуре нагрева и значительно большей площади теплоотдачи, чем при отоплении радиаторами, теплые полы нормализуют циркуляцию воздуха в помещении и не так сильно сушат его
Температурные диаграммы по высоте помещения
Поскольку система обогрева скрыта под облицовкой, ее не надо, как в случае с радиаторами, «вписывать» в стилистику интерьера. При этом она не накладывает никаких ограничений на расстановку мебели (правда, это касается только водяных полов, так как электрический кабель под массивным предметом может перегреться). Появляется возможность настилать плиточные покрытия в таких местах, как прихожая, балкон или лоджия, где при обычном отоплении полы, как правило, «отдают холодком».
С помощью теплого пола удобно обогревать маленькие помещения, а также детские игровые комнаты, спортзалы и предбанники в саунах, где радиаторы могут представлять опасность для людей. Кроме того, это оптимальный вариант отопления для светопрозрачных беседок и павильонов, помещений с французскими окнами и т. п.
Водяной или электрический?
В отличие от водяных систем, при электрообогреве в тепло преобразуется непосредственно электрическая энергия. Жила кабеля или пленочный нагревательный элемент сделаны из сплава высокого сопротивления, поэтому сильно нагреваются при прохождении по ним тока. Обычно кабельный теплый пол потребляет 0,12–0,15 кВт·ч/м² электроэнергии при отсутствии регулятора температуры и 0,06–0,08 кВт·ч/м² — при его наличии. Так, если кабелем с регулятором температуры в доме обогревается 210 м² пола, то суточный расход электроэнергии составит порядка 300–400 кВт·ч, что из расчета, допустим, 4 руб./кВт·ч обойдется в 1200–1600 руб. В той же ситуации стоимость отопления с помощью водяной системы будет гораздо ниже за счет более дешевого топлива (газа, угля и др.).
С экономической точки зрения для обогрева площади до 40–60 м² целесообразнее применять электрические системы теплого пола, а на больших площадях — водяные
В случае водяной системы потребуется установить циркуляционный насос для принудительной прокачки воды по трубам. Принцип работы автоматики для настройки температуры в отдельных помещениях таков: термостат посылает сигнал на включение и выключение сервопривода, который управляет потоком теплоносителя в трубах, регулируя количество выделяемого тепла. Подключаемый дополнительно погодозависимый контроллер корректирует степень нагрева теплоносителя и работу циркуляционного насоса в зависимости от температуры наружного воздуха, а также сам переводит оборудование с летнего режима на зимний и обратно. Оснащение системы такими автоматами дает до 17% экономии электроэнергии.
Для прокладки водяных теплых полов можно использовать трубы из нержавейки (в гофрированной оплетке), меди или пластика. Наиболее востребованными являются пропиленовые, полиэтиленовые и металлопластиковые изделия. В любом случае следует выбирать трубы, специально предназначенные для напольных систем обогрева, а не, например, для горячего водоснабжения. Они должны отличаться особой прочностью и долговечностью, выдерживать постоянную тепловую нагрузку и перепады температур, обладать высокой теплопроводностью, устойчивостью к коррозии и агрессивным воздействиям.
Сегодня выпускаются трубы из сшитого полиэтилена с антидиффузионным слоем, создающим барьер для кислорода. Это предохраняет систему от окисления, вызывающего коррозию, и продлевает срок ее службы.
Монтаж водяных систем
Структура водяного теплого пола с бетонной стяжкой
Чаше всего трубы укладывают под бетонную стяжку, но если по каким-либо причинам ее устройство нежелательно или невозможно (чрезмерная нагрузка на перекрытие, потеря в высоте помещения и пр.), то применяют «сухой», настильный способ монтажа.
При укладке системы под стяжку пол разбивают на участки размером до 40 м² при соотношении сторон не менее чем 1:2. Это нужно для того, чтобы компенсировать температурные деформации будущей бетонной основы. Поверхность утепляют плитами полистирола или пеноплекса плотностью минимум 35 кг/м² (толщину слоя — от 30 до 150 мм — определяют теплотехническим расчетом), прокладывают по периметру помещения демпферную ленту и настилают поверх теплоизоляции полиэтиленовую пленку.
Чтобы давление было одинаковым по всему контуру, он не должен быть длиннее 100 м. При шаге укладки труб 200 мм этого хватит на 20 м² поверхности. При использовании нескольких контуров каждый из них подключают к распределительному коллектору
Далее следует арматурная сетка, по которой с шагом 75–300 мм (его также рассчитывают при разработке проекта отопления) укладывают трубы теплового контура. Вместо широко распространенной змейки, не обеспечивающей оптимального распределения тепла, специалисты рекомендуют применять схему двойной змейки либо спирали (улитки). Ближе к наружным стенам, то есть в более холодной зоне, шаг укладки следует уменьшить.
Трубы фиксируют пластиковыми хомутами, а там, где предусмотрены компенсационные зазоры, их заключают в защитную гофрированную оболочку.
Если нужно дополнительно усилить конструкцию пола, поверх труб опять укладывают армирующую сетку, производят их опрессовку (обязательная проверка на герметичность) и заливают стяжку, используя раствор марки не ниже М300 (В22,5). При этом слой бетона должен возвышаться над трубой минимум на 30 мм, что обеспечит прочность основания и равномерное распределение тепла по поверхности. До запуска системы в отопительном контуре поддерживают давление 0,3–0,4 МПа. Когда стяжка полностью наберет прочность (28 дней), теплый пол можно постепенно (в течение трех дней) вводить в эксплуатационный режим.
Системы, сочетающие радиаторное и напольное отопление
Важнейшим элементом комбинированной системы, объединяющей два контура отопления, является насосно-смесительный блок, предназначенный для корректировки температуры и расхода теплоносителя в контуре теплого пола. Для реализации подобных проектов некоторые производители отопительного оборудования выпускают так называемые компоненты быстрого монтажа, включающие в себя и насосно-смесительные группы. Такие устройства позволяют в короткие сроки собрать систему с несколькими контурами и предусматривают регулирование степени нагрева теплоносителя в подающей линии без связи с температурой воздуха в помещении или на поверхности пола. В данном случае рекомендуется применять комнатные термостаты с установкой сервоприводов в коллекторе напольного отопления. Благодаря качественной сборке и проверке на герметичность в заводских условиях, монтажные компоненты очень надежны в эксплуатации.
«Сухой» способ монтажа предусматривает применение алюминиевых пластин, служащих для повышения теплоотдачи системы. В этом случае трубы водяного контура укладывают либо на подоснову из полистирола, либо в конструкцию деревянного пола.
При устройстве полистирольной системы хорошо выровненную базовую поверхность выстилают плитами из этого материала толщиной 15, 30, 50 или 70 мм, в которых имеются канавки для теплоотражающих пластин и водяных труб. Расположение пластин (ими должно быть покрыто как минимум 80% площади пола), шаг укладки труб — 150, 200 или 300 мм, а также общую толщину теплоизоляционного слоя (обычно это 40–80 мм) определяют при подготовке проекта отопления.
Данный способ монтажа позволяет смонтировать систему и на бетонной плите, и на дощатом черновом полу. Так как работы не связаны с «мокрыми» процессами, они займут гораздо меньше времени, чем в случае заливки стяжки
Поверх пластин с уложенными в них трубами создают подложку из вспененного полиэтилена или картона толщиной 2–3 мм, необходимую для сглаживания небольших перепадов высот; настилают листы влагостойкого гипсоволокна либо многослойной фанеры и укладывают чистовое покрытие. Если в этом качестве выступает паркет, под ним нужно предусмотреть влагопоглощающую прокладку из того же картона или вспененного полиэтилена, а под линолеум или плиточную облицовку понадобится еще один промежуточный слой из ГВЛВ толщиной не менее 20 мм.
При подготовке проекта водяного отопления должно быть учтено множество факторов, как, например, теплопроводность строительных материалов и конструкций, уровень теплопотерь в конкретных помещениях, нагрузка на систему отопления, гидравлическое сопротивление в трубопроводе и т.п. На основе всего комплекса данных и определяют толщину теплоизоляционного слоя, количество нагревательных контуров, схему и шаг укладки труб
Деревянные системы теплого пола, которые могут быть модульными и реечными, укладывают в конструкцию теплоизолированного деревянного перекрытия прямо на лаги или на черновой дощатый настил.
Схема устройства теплого пола на основе реечной системы
В случае модульной системы используют готовые стандартные планки из 22-миллиметровой ДСП, в которых проделаны пазы для фиксации труб и теплораспределительных пластин. Ширина планок зависит от шага укладки труб и выбирается согласно проектному расчету. Паркет и ламинат можно настилать непосредственно поверх теплого пола, а под другие покрытия поверхность выравнивают листами влагостойкого гипсоволокна.
Реечная система представляет собой конструкцию, создаваемую прямо по месту монтажа из планок ДСП или досок толщиной не менее 28 мм. Планки укладывают, оставляя между ними зазор в 20 мм, в который и помещают отражающие пластины и трубы водяного обогрева, располагая их с шагом 150, 200 или 300 мм. Обратите внимание: если планируется облицовка пола керамикой, шаг между лагами не должен превышать 300 мм.
Покрытия для теплого пола
Поверх нагревательной системы, в общем-то, можно уложить любое покрытие, но «переживать» такое соседство они будут по-разному. Особенно критично воздействие повышенной температуры и низкой влажности воздуха сказывается на деревянных материалах. В частности, для паркета предельно допустимыми считаются 27°С.
Покрытия из керамики и керамогранита не только хорошо переносят постоянный нагрев, но и за счет более высокой, чем у древесины, теплопроводности дольше сохраняют тепло.
В любом случае, выбирая материал для покрытия теплых полов, будь то ковролин или тот же паркет, нужно убедиться по маркировке товара, что он допускает подобное применение. Кстати, это правило распространяется и на другие материалы, укладываемые в конструкцию пола: ДСП, фанера, ГВЛВ и пр. должны иметь показатели, отвечающие данным условиям эксплуатации.
Сравнение основных характеристик различных типов водяного теплого пола
