Конструкция и материалы теплого пола

Конструкторские решения водяных теплых полов

При устройстве водяных тёплых полов применяются два варианта конструкторских решений:
• «мокрый» способ, при котором нагревательным элементом становится монолитная плита из бетона или цементно-песчаного раствора с встроенными греющими трубопроводами (рис. 1);
• «сухой» способ. В этом случае монолитная плита отсутствует, а равномерное распределение тепла от трубопроводов обеспечивается алюминиевыми или стальными оцинкованными теплораспределяющими пластинами (рис. 2). Такая конструкция, как правило, используется при деревянных перекрытиях для облегчения общей нагрузки на балки перекрытия.

Рис. 1. Конструкция «мокрого» тёплого пола (пример): 1 – основание (плита перекрытия); 2 – пароизоляция; 3 – слой утеплителя (пенополистирол); 4 – цементно-песчаная или бетонная стяжка; 5 – клеевой слой; 6 – чистовое напольное покрытие: 7 – демпферная лента; 8 – арматурная сетка; 9 – трубы тёплого пола.

Рис. 2. Конструкция «сухого» тёплого пола (пример): 1 – подшивка по лагам; 2 – пароизоляция; 3 – слой утеплителя (пенополистирол); 4 – лаги; 5 – чёрный пол; 6 – опорные бруски; 7 – теплораспределительная пластина; 8 – трубы тёплого пола; 9 – слой ГВЛ; 10 – дощатый пол; 11 – плинтус.

Трубы для устройства тёплого пола

Для устройства водяного тёплого пола в квартирах и коттеджах наиболее распространёнными являются трубы на основе структурированного (сшитого) полиэтилена РЕХ. В этом материале длинные цепочки макромолекул обычного полиэтилена «сшиты» между собой поперечными связями, что придаёт пластику повышенную прочность и термостойкость. В зависимости от метода сшивки трубы подразделяются на РЕХа (пероксидный метод), РЕХb (органосиланидный метод) и РЕХс (радиационный метод).

Наиболее удобны в монтаже металлополимерные трубы композиции PEX-AL-PEX, в которых между слоями сшитого полиэтилена заключён слой алюминиевой фольги. Благодаря алюминию труба сохраняет приданную ей форму, меньше подвержена температурным деформациям и на 100 % защищена от диффузии кислорода в теплоноситель. Напомним, что наличие кислорода в теплоносителе приводит к коррозии металлических деталей системы.

Не меньшей популярностью при устройстве тёплых полов пользуются также трубы PEX-EVOH, в которых роль барьерного слоя от проникновения кислорода выполняет тонкий слой этиленвинилгликоля (EVOH). Трубы из полиэтилена повышенной термостойкости PE-RT дешевле труб PEX-AL-PEX и PEX-EVOH, однако термостойкость таких труб ниже, так как этот материал занимает промежуточное положение между обычным и сшитым полиэтиленом.

Физических поперечных связей между макромолекулами полимера в нём нет, а их взаимное сцепление обеспечивается наличием боковых октеновых ветвей (эффект липучки). Трубы из PEX-EVOH и PE-RT не сохраняют приданную им форму, поэтому при раскладке петель тёплого пола их надо немедленно надёжно фиксировать. В номенклатуре VALTEC присутствуют трубы для теплого пола всех перечисленных типов (табл. 1).

Таблица 1. Труба VALTEC для устройства тёплых полов

Различные схемы теплого пола — стяжки, труб, оборудования, подключений

Теплый пол создается по определенным схемам, которые имеются в проектной документации, или же разработанными самостоятельно в соответствии с опытом строительства в сходных условиях.

В частных домах условия мало чем различаются. Важно, что сходны общая обогреваемая площадь пола — (в основном 80 — 250 м кв.) и площадь отдельных комнат 10 — 40 м кв.

Оборудование, применяемое в частных домах однотипное, а нередко одинаковое — от одного производителя. Это дает возможность применять сходные конструктивные, монтажные схемы теплых полов.

Далее рассмотрим наработанные схемы монтажа, в т.ч. и гидравлическую разводку и подбор оборудования.

Пирог теплого пола

Основная конструктивная схема – «пирог» теплого пола. Имеется определенная последовательность слоев. Здесь основная сложность в недопущении брака и отступлений от принятой схемы.

• 7. Основание горизонтальное, и сухое. перепад высот в комнате — не более 5 мм.
• 5. Выравнивающая подсыпка из песка (непрочная стяжка) под утеплитель.
• 4. Утеплитель — плотный крепкий и водоустойчивый экструдированный пенополистирол. Толщина — не менее рекомендаций СНиП по утеплению (100 — 220 мм), для межэтажных перекрытий — 35 мм.
• Гидроизоляция отделяет стяжку от утеплителя, препятствует быстрому уходу воды из стяжки.
• 3. Армирование — металлическая сетка 50 — 150 мм, из прута 4 — 5 мм, приподнятая, так, чтобы находится в толще стяжки.
• 1. Трубопровод — металлопластиковый, PERT и РЕХ, чаще 16 мм в диаметре.
• 2. Стяжка бетонная толщиной от 8 см, поделенная на фрагменты со стороной 4 — 5 м (один контур трубопровода в фрагменте стяжке).
• 8. Деформационные швы, заполненные демпферной лентой шириной 5 — 15 мм, — делят стяжку на фрагменты и отделяют от стен
• 6. Напольное покрытие пригодное для теплого пола.
• 9. Плинтус закрывает деформационный шов.

Более подробную информацию по каждому слою можно узнать на данном ресурсе.

Визуальная схема размещения элементов, — конструкция, последовательность укладки:

Укладка трубопровода

Трубопровод должен быть уложен так, чтобы не возникало температурной зебры на поверхности стяжки. Также плотность укладки определяется требуемой теплоотдачей в соответствии с теплотехническим расчетом (если такой проводился). Максимальное расстоянием между трубами — 250мм. Минимальное — 100 мм.

Главная схема укладки — улиткой (спиральная), при которой чередуются трубы подачи и обратки. Укладка змейкой лучше подходит в помещениях, вытянутых вдоль холодных зон (угловых), узких и длинных.

Более плотная укладка (100 — 150 мм) в холодных (краевых) зонах, которые тянутся вдоль наружных стен. Ширина краевой зоны обычно 0,4 — 0,8 метра. Меньше плотность (150 – 250 мм) ближе к центру здания.

Длину одного контура не рекомендуется делать больше 80 метров, чтобы не превысить потерю напора возникающего при расходе теплоносителя, который покрывает «средние» теплопотери здания.

Иными словами, чтобы не выйти за технические возможности насосов 25-40 , 25-60, при покрытии теплопотерь «обычного дома».

Трубопровод привязывается к сетке пластиковыми застежками, — какие трубы применить

Схема водяного пола для дома

Размещение контуров водяного пола в доме должно выполнятся в соответствии с проектом. Учитываются теплопотери всего здания и каждой комнаты, исходя из которых выбирается плотность укладки трубопровода, скорость движения теплоносителя, насос и др.

Но часто все сводится к однотипным схемам, с длиной контуров 60 — 80 метров, которые применимы для хорошо утепленных домов.

Или же к применению контуров длиной 40 — 45 метров, для которых применяется упрощенная гидравлика с ограничителями потока — РТЛ регулировка температуры

Типичная схема размещения контуров. Согласно расчета не во всех комнатах делается плотная укладка в холодных зонах.

Примерно одинаковая плотность размещения контуров по площади дома, — шаг укладки 100 мм в краевых зона и 200 мм в остальной части нормально утепленных домов

Участки пола, заставленные оборудованием, низкой мебелью остаются без трубопровода, например, размещение трубопровода в санузле с ванной и душевой кабинкой.

Подключение водяного пола, устройство гидравлики

Водяной пол подключается к общей отопительной сети, точно также, как ветвь радиаторов, — параллельно, через тройники.

Монтажная схема водяного теплого пола выглядит следующим образом:

Необходимо уделить внимание средствам защиты. На схеме указаны:

• Защитное термореле которое отключает насос, и которое установлено на подающем коллекторе.
• Байпас с дифференциальным клапаном между подачей и обраткой, перепускающий жидкость при повышении разности давления из-за прикрытия контуров.
• Контроллер насоса, выключающий его при закрытии сервоприводов на коллекторе.

Также на схеме приведены средства автоматики — термостаты в комнатах сблокированные с сервоприводами регулировочных кранов на коллекторе.

Работу смесительного узла и коллектора разберем отдельно.

Как работает смесительный узел с коллектором

Приведена схема работы трехходового клапана. в котором смешивается подача с котла и обратка с теплого пола.

Работа клапана возможна только под воздействием насоса теплого пола установленного в контуре коллектора (в любом месте).

На практике может устанавливаться и двухходовой клапан перекрывающий подачу на смесительный узел.

Клапан управляется средствами автоматики — термоголовкой, датчик которой устанавливается на трубопроводе подачи и регулирует температуру обычно в пределах 30 — 50 градусов.

Коллектор водяного пола распределяет теплоноситель по контурам. Обычно на гребенке обратки коллектора устанавливаются балансировочные краны, возможно с сервоприводами. На подаче — указатели потока с возможностью перекрытия. Но это дорогая комплектация.

Наиболее дешевый вариант гидравлики теплого пола для небольшого дома — коллектор с закрывающими шаровыми кранами (с дополнительно установленным балансировочным на наиболее коротких петлях), с термоголовкой смесительного узла, которая регулируется вручную.

Теплый пол: как выбрать

Среднегодовые температуры в России ниже нуля, поэтому обогрев жилья — вопрос не только комфорта, но и выживания. Раньше интерьер городских зданий традиционно включал массивные чугунные батареи центрального водяного отопления, а жизнь за городом не представлялась без печки.

Сейчас рынок предложил альтернативу — отопление дома теплыми полами. Многие задаются вопросом: а будет ли оно эффективнее? А если его делать, то какой теплый пол лучше? Статья поможет ответить на самые частые вопросы о напольном отоплении.

1. Плюсы и минусы напольного отопления, мифы и опасения

Здоровье: полезен теплый пол для здоровья или вреден?

Не утихают споры относительно пользы и вреда напольного отопления. Противники подогрева снизу утверждают, что ступни следует держать в холоде, так «предусмотрено природой». Сторонники – вспоминают совет Александра Суворова из «Науки побеждать»: «Ноги держи в тепле, живот в голоде, а голову в холоде». Многие замечали: стоит только задержаться на холодной улице в мокрой или легкой обуви, и простуда обеспечена.

Физиологам удалось выяснить механизмы реакции организма на охлаждение ног. Оказывается, через несколько часов холодового воздействия рефлекторно сужаются сосуды носоглотки, сокращается образование слизи — первого барьера на пути микробов. Вдобавок такое локальное охлаждение блокирует работу антител иммунной системы. Итог — простудное заболевание. Поэтому держать ноги на холодном полу не стоит. Одевайте теплые тапочки либо оборудуйте теплый пол и ходите босиком.

Кратковременное охлаждение может быть полезно, если вы занимаетесь закаливанием. Но при правильном процессе закаливания важна не столько температура, сколько регулярность процедур для адаптации к резким скачкам температуры. Теплый пол эффект ваших закаливающих мероприятий не снизит.

Другие опасения (вредные излучения, развитие варикоза ног и т.п.) не получили медицинского подтверждения и относятся к области интернет-мифологии.

Однако проблемы могут возникнуть: из-за неправильной установки и эксплуатации оборудования. Впрочем, это относится и к другим вариантам отопления. Частая ошибка — слишком высокая температура. Привыкшие к горячему радиаторному отоплению настраивают чрезмерный нагрев и для теплого пола. В итоге в комнате устанавливается «жара», градусов в 30-35. Тогда как рекомендуемая для здоровья температура почти на 10 градусов меньше.

Еще одну проблему — сухой воздух и пыль — нельзя назвать характерной для помещений с напольным отоплением. На снижение качества воздуха влияет плохая вентиляция (особенно, в зимний период), редкие влажные уборки. Разложение пыли на горячих элементах отопительных приборов, снижение объема кислорода и воды в воздухе — причина головных болей, обострений заболеваний органов дыхания.
Физиологи советуют поддерживать влажность воздуха в квартире в диапазоне 40-60% вне зависимости от способа отопления. Если воздух кажется сухим, стоит не демонтировать теплый пол, а установить увлажнитель.

В конструкции теплого пола нет открытых раскаленных нагревательных элементов, на которых могла бы разлагаться пыль с выделением вредных частиц, угарного и углекислого газа. Поэтому он не ухудшает качество воздуха, как это делают многие отопительные приборы (тепловентиляторы, масляные радиаторы и др.).

Вывод: теплый пол положительно скажется на здоровье. Если ваш регион не может похвастаться близостью моря, то приблизиться к идеалу комфортного микроклимата дополнительно поможет увлажнитель воздуха.

Экономичность: окупит ли теплый пол вложения?

К «минусам» напольного отопления относят необходимость начальных вложений в оборудование. Объем вложения зависит в основном от вида теплого пола, объема помещения. Но практика показывает, что потраченные средства окупятся в течение первых лет эксплуатации.

Подсчеты экономичности теплого пола

За счет чего происходит экономия:

1. Теплый пол не требуется разогревать так сильно, как радиаторы. Например, температура в водяном напольном отоплении на входе всего около 300С, а для обычных батарей пришлось бы нагревать воду до 75-950С. В среднем для сбережения 12% энергии температуру в отопительной системе достаточно снизить всего на 2%. Тепло не скапливается у батарей и не поднимается к потолку, а рационально распределяется у поверхности, на уровне человеческого роста. Поэтому комфортная температура поддерживается при меньших затратах на топливо, что выгодно владельцам домов с автономными системами отопления. Для жителей городских квартир начисления за отопление тоже снижаются на 15-25%.
2. Точное регулирование под потребности. Возможность автоматической и ручной индивидуальной настройки температуры в каждом помещении включена в современные системы отопления. Но на этапе проектирования можно предусмотреть варианты для создания разных температурных условий.

Водяные полы под стяжкой эффективнее в долгосрочной перспективе. Если вложения на стадии монтажа кажутся большими, а систему обогрева надо оборудовать в кратчайшие сроки, можно выбрать электрические полы.

Везде ли можно ставить теплый пол?

Ответ: не везде. Основные ограничения:

1. Многоквартирные помещения в городе, где не предусмотрены специальные отдельные стояки для подключения контуров водяного напольного отопления. Теплый пол в доме такого типа вызовет гидравлическую разбалансировку. К тому же температура в «обратке» будет недостаточной для радиаторного отопления, которым пользуются соседи. Подключать какие-либо устройства к централизованной системе не следует без согласования с организацией, которая обслуживает здание. В противном случае грозит штраф. Это ограничение касается водяного отопления. Электрические системы устанавливать можно.
2. Мебель (деревянная в особенности). Нагревательные элементы электрического пола не рекомендуется располагать под мебелью, чтобы избежать их перегрева и выхода из строя. Если перестановки мебели в интерьере в будущем не планируются, то некоторые мастера полагают, что не обязательно размещать любой напольный источник тепла в месте ее установки.
3. Паркет. Не каждое финишное покрытие хорошо сочетается с теплыми полами. Среди самых «капризных» — натуральное дерево (клен, бук), из которого делают паркет. Другие сорта древесины более устойчивы к действию тепла и иногда монтируются поверх водяных теплых полов. Более равномерный нагрев воды (по сравнению с электрическими кабелями) предотвращает преждевременное старение дорогого покрытия. Еще одна опасность подстерегает при укладке паркета: есть риск повредить кабель или трубу теплого пола, монтируя покрытие саморезами. Наиболее безопасное в этом случае отопление — теплый пол с инфракрасным излучением. Для других видов напольных покрытий «противопоказаний» нет.

Ограничения из серии «теплый пол нельзя делать в спальне и детской» — распространенные, но необоснованные слухи.

Типичные объекты для установки напольного отопления — загородные дома, коттеджи, новостройки. Но ими можно оборудовать и торговые залы, офисы, бизнес-центры, учреждения культуры, спортивные площадки, ангары и даже взлетно-посадочные полосы.

2. Виды теплого пола: какой выбрать

Электрический теплый пол

Типичные места монтажа этой системы — городские ванные комнаты и кухни с плиткой в качестве финишного покрытия.

В зависимости от того, есть ли возможность выполнить стяжку пола, можно выбрать один из двух вариантов:

1) Кабельные системы

Самый распространенный вариант электрического обогрева — система кабелей, с экранированием или без. Толстые кабели (6-8 мм) обычно применяют для обогрева технических помещений (склады, ангары), уличных объектов (взлетно-посадочные полосы, фрагменты дорожного полотна, стадионы).
Тонкие кабели (2,5-5 мм) еще называют нагревательными матами.

Монтировать их стоит на теплоизоляционной подложке. Поверх кабеля делают стяжку (например, заливают пол бетоном). То есть этот способ требует капитального ремонта либо применения еще на этапе строительства нового объекта.

1) Кабельные системы

Самый распространенный вариант электрического обогрева — система кабелей, с экранированием или без. Толстые кабели (6-8 мм) обычно применяют для обогрева технических помещений (склады, ангары), уличных объектов (взлетно-посадочные полосы, фрагменты дорожного полотна, стадионы).
Тонкие кабели (2,5-5 мм) еще называют нагревательными матами.

Монтировать их стоит на теплоизоляционной подложке. Поверх кабеля делают стяжку (например, заливают пол бетоном). То есть этот способ требует капитального ремонта либо применения еще на этапе строительства нового объекта.

2) Пленочные/инфракрасные системы

Инфракрасный вариант хорош в качестве дополнения к основному (радиаторному) обогреву. Незаменим, если капитальный ремонт с новой стяжкой пола сделать нельзя. Нагревательный элемент выполнен на основе углеродного материала. К нему по медным шинам подводится напряжение. Сверху эта система защищена полимерным покрытием.

Под инфракрасный пол желательно монтировать теплоизолирующий материал. Легкую тонкую пленку можно расположить и под ковролином, и под паркетом. Заливать бетоном ее не нужно, поэтому время монтажа сокращается до нескольких часов.

Этот пол потребляет до 30% меньше энергии, чем кабельный. Но при сильных морозах и плохой теплоизоляции дома инфракрасного излучения пленки будет недостаточно для поддержания комфортной температуры.

2) Пленочные/инфракрасные системы

Инфракрасный вариант хорош в качестве дополнения к основному (радиаторному) обогреву. Незаменим, если капитальный ремонт с новой стяжкой пола сделать нельзя. Нагревательный элемент выполнен на основе углеродного материала. К нему по медным шинам подводится напряжение. Сверху эта система защищена полимерным покрытием.

Под инфракрасный пол желательно монтировать теплоизолирующий материал. Легкую тонкую пленку можно расположить и под ковролином, и под паркетом. Заливать бетоном ее не нужно, поэтому время монтажа сокращается до нескольких часов.

Этот пол потребляет до 30% меньше энергии, чем кабельный. Но при сильных морозах и плохой теплоизоляции дома инфракрасного излучения пленки будет недостаточно для поддержания комфортной температуры.

Водяной теплый пол

В городском строительстве водяные полы не очень распространены. А вот в загородных коттеджах они зарекомендовали себя как самый экономичный вариант отопления.

Есть у таких решений и минусы:

• Длительное время монтажа. Укладка труб, установка систем распределения и управления тока теплоносителя в контурах — это еще не самые длительные этапы. В традиционной технологии без стяжки пола не обойтись, а для застывания раствора требуется почти месяц. Плюс к этому нужно время на гидравлические и тепловые испытания. Температуру придется доводить до рабочей в течение нескольких дней.
• Большие вложения на этапе закупки материалов и оборудования, затратный монтаж с привлечением мастеров высокой квалификации.

Несмотря на эти недостатки, гидравлический пол показывает высокую эффективность в регионах, где отопительный сезон длится около полугода и больше. Эта низкотемпературная система поможет кардинально снизить затраты на топливо. Первоначальные вложения обычно окупаются в течение первых двух лет.

К достоинствам водяного отопления относят и отсутствие электромагнитных полей, которые характерны для электрических систем.

Теплые полы рассчитаны на срок службы около 50 лет. Конечно, при соблюдении правил монтажа и эксплуатации.

3. Устройство водяного теплого пола

В классическом варианте послойная структура теплого пола включает:

• подложку (пенополистирольные плиты);
• гидроизоляцию;
• арматурную сетку;
• трубы из сшитого полиэтилена, уложенные «улиткой» или «змейкой»;
• цементно-песчаную стяжку с фиброволокном и пластификаторами (толщиной 50-70 мм);
• финишное напольное покрытие.

Перед укладыванием раствора для стяжки по периметру помещения обязательно разворачивают упругую демпферную ленту. Она снизит риск растрескиваний, а вдобавок снизит теплопотери через стены. Технология со стяжкой называется «мокрой».

стяжка пола

В домах, где слабые перекрытия, допускается прокладка труб без тяжелой стяжки. Этот вариант понравится тем, кто не хочет иметь дело с большими объемами «грязных» стройматериалов (цемент, песок, бетон). «Сухая» технология сокращает общее время монтажа: не придется ждать 20-28 дней, пока застынет раствор.

Структура такого пола включает слои:

• пенополистирольные маты;
• теплораспределительные пластины из оцинкованной стали, в пазах которых крепят трубы;
• гидроизоляция;
• гипсоволокнистые листы;
• финишное покрытие.

Конструкция получается на порядок легче, чем бетонная стяжка. Но проигрывает по теплоотдаче на 10-15%. Существенный минус — более высокая цена из-за дорогих материалов.

Для обустройства напольного отопления важно подобрать сертифицированные материалы и оборудование. И прежде всего — трубы. Без упоминания металлических труб для теплого пола обзор был бы неполным. Однако металлические, а именно — медные трубы — скорее экзотика, чем правило. Они долговечны, хорошо проводят тепло, но отпугивают ценами. Поэтому в практике обустройства систем отопления встречаются крайне редко. Зато получили распространение современные пластиковые материалы: металлополимеры, сшитый полиэтилен.

укладка труб водяного пола «улиткой»

Трубы укладывают «змейкой» или «улиткой». Первый вариант проще. Однако «улитке» отдается предпочтение, поскольку такая укладка петель снижает гидравлическое сопротивление, а тепло распределяется более равномерно.

«Сердце» системы комбинированного отопления — насосно-смесительный узел. Он «стоит на пути» нагретой воды от котла.

В этом месте в автоматическом режиме подбираются пропорции нагретого и остывшего теплоносителя. Отсюда вода заданной температуры направляется в теплый пол.

Еще один обязательный элемент системы — коллекторный блок. С его помощью настраивается ток теплоносителя в отдельных ветвях теплого пола. Блок оснащен системой клапанов и запорно-регулирующей арматуры. Некоторые модели включают расходомеры для точной настройки расхода теплоносителя в контурах разной длины.

схема водяного теплого пола

Расходомеры, клапаны, ниппели, термометры, термоголовки, сервоприводы, термостаты — будут ли они доступны, если понадобится ремонт или обновление системы? Выбирая оборудование, стоит поинтересоваться наличием в продаже совместимых комплектующих. А если обилие деталей пугает, то можно приобрести готовый комплект теплого пола.