Теплопроводность полусухой машинной стяжки при устройстве водяного тёплого пола

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
Фактические данные по теплопроводности традиционных бетонных, цементно-песчаных и полусухих стяжек для пола
Что дают нам эти цифры?
На сколько потребуется увеличить температуру воды в трубах тёплого пола при применении различных видов стяжек?
Что это значит?
Выводы

Введение наверх

Полусухая машинная стяжка пола прочно заняла свои позиции в индивидуальном (коттеджи) и массовом (многоэтажные здания) строительстве. У неё есть масса достоинств: скорость монтажа, практически идеально ровная поверхность, минимальный риск образования трещин и т.п. Но, как и у всего в этом мире, у неё есть и недостатки по сравнению с традиционной бетонной или мокрой стяжкой пола: пониженная плотность и прочность. Пониженная по сравнению с тяжёлым бетоном и традиционным цементно-песчаным раствором плотность означает и пониженную теплопроводность. Думающие и глубоко копающие человеки вполне логично поднимают вопросы, связанные именно с теплопроводностью стяжки, в которой будут расположены трубы тёплого пола:

• Подходит ли полусухая стяжка для водяного тёплого пола?
• Какова точная величина теплопроводности полусухой машинной стяжки пола?
• На сколько она отличается от теплопроводности традиционной стяжки?
• Не скажется ли это негативно на работе отопления тёплым полом?
• Не приведет ли это к увеличению затрат на эксплуатацию здания? и т.п.

На эти и некоторые другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Фактические данные по теплопроводности традиционных бетонных, цементно-песчаных и полусухих стяжек для пола наверх

Давайте начнем с точных цифр. Согласно данным из Строительная теплотехника:

• Коэффициент теплопроводности бетона плотностью на гравии или щебне из природного камня составляет около ;
• Коэффициент Теплопроводности цементно-песчаного раствора плотностью составляет около .

Конечно, нужно понимать, что эти цифры очень сильно зависят от качества приготовления и укладки смеси, ее влажности и т.п., но дают нам вполне хороший ориентир.

Что касается теплопроводности полусухого раствора, то таких данных в этом СНБ нет, ибо военная тайна никто не знает и никому не нужно. Однако, существует интересный документ: „Исследование теплопроводности полусухой несвязанной цементно-песчаной стяжки. Техническое заключение“. Данное исследование было выполнено аж в Институте и имеет много подписей, и даже печать с кочаном капусты орлом. Согласно результатам данного исследования, теплопроводность коэффициент теплопроводности) образцов полусухой стяжки плотностью около составляет около

Таблица с результатами испытаний образцов полусухой стяжки.

Т.о., используя методы манипулирования массовым сознанием округления, для удобства будем считать, что:

• Теплопроводность (коэффициент) стяжки из бетона составляет
• Теплопроводность стяжки из цементно-песчаного раствора составляет
• Теплопроводность полусухой стяжки составляет

Что дают нам эти цифры? наверх

Немного начитанный и подозрительный человек тут же скажет: «ВОТ! Вот тут нас и нахлобучивают! Это ж какие потери и убытки…». И будет прав лишь в том, что действительно, теплопроводность полусухой машинной стяжки пола в 2 раза меньше теплопроводности обычной стяжки и в целых 4 раза меньше бетонной. Но что это означает на практике? А с этим уже немного сложнее, чем просто разделить 8 или даже 16 на 4.

Из данного примера следует, что коэффициент теплопроводности фрагмента кладки стены из керамического пустотелого кирпича составляет

Коэффициент теплопроводности материала численно равен величине теплового потока в ваттах, который, проходя через слой данного материала толщиной в 1 метр, вызывает падение температуры на этом расстоянии в 1 градус Кельвина. Т.е., чем больше теплопроводность материала, тем больший тепловой поток способен пропустить через себя слой данного материала при заданном на его границах перепаде температур.

Теперь вернемся к нашему конкретному случаю со стяжкой. Чем меньше коэффициент теплопроводности стяжки, тем больший перепад температур необходим между греющими трубами (средней температурой в подаче и обратке тёплого пола) и температурой поверхности пола для передачи одинакового количества тепловой энергии в данное помещение. Больший перепад температур в этом случае не означает автоматически увеличения требуемой энергии, мощности или денег на содержание дома. Путать температуру и энергию = путать мокрое с синим.

На сколько потребуется увеличить температуру воды в трубах тёплого пола при применении различных видов стяжек? наверх

Давайте возьмем конкретный типичный пример из жизни и рассчитаем все интересующие нас величины. Предположим, что у нас есть помещение с температурой воздуха в и удельными теплопотерями в . Для данных параметров температура поверхности стяжки будет составлять 26°С (помним заветную цифру в 11 Вт/°С). Сделаем три разных варианта стяжки одинаковой толщины над трубами тёплого пола, но выполненных из различных материалов: бетона, цементно-песочного раствора (ЦПР ) и полусухого раствора (ПСР ). Толщину утепления под трубами тёплого пола примем одинаковой для всех трех вариантов Температура воздуха в помещении этажом ниже также одинакова для всех вариантов и составляет +10°С. Вариант со стяжкой толщиной 50 мм над трубами тёплого пола примерно соответствует случаю с чистовым напольным покрытием в виде керамической плитки, уложенной на клей по стяжке общей толщиной

Имея требуемую величину теплового потока вверх, толщину материалов и их коэффициенты теплопроводности, вычислим падение температуры на стенке трубы тёплого пола и в толще стяжки при прохождении через них потока тепла. Падение температуры составит: 3,3K для бетонной стяжки, 5,0K для стяжки из ЦПР и 8,0K для полусухой машинной стяжки пола (для всех трёх случаев падение температуры собственно на стенке самой трубы тёплого пола составит порядка 1,5K). Разные падения температуры в толще стяжек приводят к тому, что для поддержания заданного теплового потока от труб тёплого пола необходимо соответственно изменять температуру подачи в тёплые полы. Так, для случая с бетонной стяжкой температура подачи составит около 35°С (на 5°С выше средней температуры теплоносителя), для стяжки из ЦПР — 36°С, а для полусухой машинной стяжки пола — 39°С. Т.е. для компенсации повышенного сопротивления теплопередачи стяжки потребуется поднять температуру подачи в тёплый пол на

Что это значит? наверх

Увеличение температуры подачи на несколько градусов при применении полусухой машинной стяжки для водяного тёплого пола не представляет в большинстве случаев никакой проблемы до тех пор, пока расчетная температура подачи в тёплый пол не приближается к верхнему допустимому пределу в . Но такие высокие температуры подачи могут требоваться лишь в следующих случаях:

1. Помещение имеет высокие удельные теплопотери — порядка и выше.
2. Используется большой шаг укладки трубы тёплого пола — порядка и более.
3. Чистовые покрытия полов имеют высокое сопротивление теплопередаче (ламинат на подложке, толстый ковролин и т.п.), а стяжка имеет толщину больше обычных значений в 40 мм над трубой.

Рассчитаем для примера падение температуры для подобного случая. Стяжка над трубой тёплого пола имеет толщину (общая толщина тепловой поток вверх — температура воздуха в помещении 20°С, температура поверхности пола 27°С, чистовое покрытие пола — ламинат на подложке

До тех пор, пока температура подачи теплоносителя в тёплый пол не превышает никаких особых проблем для систем отопления на основе газовых настенных и напольных котлов, твердотопливных и электрических котлов не возникает. Даже при использовании газовых конденсационных котлов достаточно трудно оценить реальное снижение КПД котла от температуры подачи в 50°С по сравнению с 40°С (ведь все равно обратка тёплых полов будет иметь температуру порядка 45°С, что ниже точки росы продуктов сгорания природного газа).

Согласно некоторым источникам (см. рис. ниже), падение КПД конденсационного котла при повышении температуры обратного трубопровода с 35°С до 40°С (подача соответственно 45°С и 50°С) составит около Следует, однако, учитывать, что максимальная расчетная температура в подаче отопления будет необходима всего на несколько суток за весь период отопительного сезона.

Увеличение температуры подачи в тёплый пол приводит к увеличению потерь тепла вниз через строительные конструкции перекрытий и полов. Но в случае тёплого пола над эксплуатируемыми помещениями этажом ниже, эти потери тепла не будут бесполезными. В нашем первом расчете выше видно, что увеличение температуры подачи на 4K привело к росту удельных теплопотерь вниз с для бетона до для полусухой стяжки пола. Использование полусухой машинной стяжки для устройства водяного тёплого пола на площади приведет к увеличению теплопотерь вниз для всего дома на что является несущественным.

Увеличение требуемой температуры подачи в тёплый пол может представлять определенные неудобства при использовании отопления дома от твёрдотопливных котлов с буферными ёмкостями. При этом рабочий диапазон температур между полной зарядкой и разрядкой теплоаккумулятора будет снижаться при повышении температуры подачи в теплый пол. Например, при необходимости повышения температуры подачи в тёплый пол с 45°С до 50°С полезная ёмкость теплоаккумулятора с максимальной температурой загрузки в 85°С снизится на 15%. Это немного, но требует учета при планировании работы систем отопления от твердотопливных котлов.

Выводы наверх

Машинная полусухая стяжка пола — интересная технология, имеющая свои достоинства. Применение её при устройстве водяных тёплых полов, в целом, оправдано. Увеличение эксплуатационных затрат на отопление дома при должном подходе и правильном расчете тёплого пола даже за десяток отопительных сезонов может быть незначительным. Особенно аккуратно к планированию устройства отопления дома водяным теплым полом следует подходить в следующих случаях:

1. Здания с высокими теплопотерями и большой толщиной стяжки пола, в которых, тем не менее, будут использованы финишные напольные покрытия с высоким сопротивлением теплопередаче типа ламината, ковролина, инженерной доски….
2. Плохое утепление пола, особенно над проветриваемыми подпольями, проездами и т.п. (Но зачем же вообще строить такие дома?)
3. Отопление дома тёплым полом от теплового насоса.
4. Отопление дома тёплыми полами от твердотопливного котла с буферной емкостью.
5. Заказчик-перфекционист.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.

Полусухая стяжка под водяной пол: максимум тепла при минимуме усилий

Из этой статьи вы узнаете:

• Почему полусухая стяжка для водяного пола лучше аккумулирует тепло
• Какие виды напольных покрытий можно укладывать на полусухую стяжку под водяной пол
• В чем плюсы и минусы полусухой стяжки под водяной пол
• Какой вид подстилающего утеплителя лучше использовать для полусухой стяжки под водяной пол
• Как укладывается полусухая стяжка под водяной пол

Конструкция стяжки, ее слои, а также состав используемых смесей во многом определяется тем, какую систему теплого пола вы выбрали. Чтобы тепло равномерно исходило от источника (а именно контура обогрева пола), требуется вещество, которое будет выполнять функции проводника. При передаче, распределении и накоплении тепла его потери должны быть сведены к минимуму, что напрямую зависит от используемого материала. С этой точки зрения полусухая стяжка под водяной пол будет лучшим решением.

Что собой представляет полусухая стяжка под теплый водяной пол

При монтаже систем теплого пола рабочими используется одна из трех разновидностей стяжки:

1. Сухая – для нее применяют сыпучие материалы. После укладки поверхность выравнивают и сверху настилают фанеру, ДВП или гипсоволоконные листы, которые становятся основой для финишного напольного покрытия.
2. Полусухая стяжка получила свое название из-за того, что третью часть раствора составляет вода. Помимо нее среди компонентов следует назвать карьерный песок, фиброволокно, цемент и пластификаторы (их добавляют в ту часть смеси, которую укладывают в труднодоступных местах).
3. Мокрая – основу составляет песчано-цементная жидкая смесь.

После того как были разработаны по-настоящему действенные пластификаторы и армирующее фиброволокно, специалисты стали гораздо чаще применять именно полусухую стяжку, нежели другие названные виды. Полусухая стяжка используется для ликвидации изъянов основания пола и сокрытия систем коммуникации. Данная технология позволяет обеспечить тепло-, звуко- и гидроизоляцию в помещении. Фактически смесь для полусухой стяжки пола – это средняя стадия между сухой и мокрой.

Как уже говорилось, основу полусухой стяжки под водяной пол составляет цементная смесь. Застывая, она приобретает качества, схожие со свойствами песчано-цементной стяжки. При этом показатель теплопроводности полусухой цементно-песчаной несвязанной стяжки меньше, чем у обычной, и равняется примерно 0,37–0,46 (для сравнения: у мокрой стяжки эта характеристика равна 0,58–0,76).

Согласно законам физики материал с более низкой теплопроводностью будет хуже проводить тепло. Применительно к системе «теплый пол» это значит, что при использовании полусухой стяжки для нагрева пола понадобится немного больше времени. При этом сохраняться тепло будет дольше, а его передача в квартиру станет более равномерной.

Обратите внимание, что для монтажа системы «теплый пол» следует использовать только изолированную полусухую стяжку, слой которой не должен иметь химического соединения со стенами или основанием пола. Также в полусухой стяжке под водяной пол должны быть нарезаны температурные швы. В частности, если речь идет о квартире, то швы должны быть размещены под межкомнатной дверью.

Поверх полусухой стяжки под водяной пол разрешается монтировать такие виды покрытий, как:

Полусухая стяжка под водяной пол бывает плотно уложенной, а также плавающей. В этом случае между смесью и основанием пола размещают наполнитель, состоящий из минеральной ваты и разновидности пенополистирола, играющего роль утеплителя.

Достоинства и недостатки полусухой стяжки под водяной теплый пол

У полусухой стяжки под водяной пол имеется большое количество положительных сторон, которые условно можно разделить на основные и дополнительные.

К основным достоинствам полусухой стяжки под водяной пол следует отнести следующие нюансы:

1. Стяжка образует гладкую поверхность, благодаря чему для монтажа финишного покрытия не требуется проведения дополнительных работ.
2. Подходит для установки систем теплого водяного или электрического пола.
3. Обладает высокой прочностью, которая обеспечивается:

— процессом гидрации, благодаря которому цементная поверхность не имеет трещин или каверн (полых выемок);

— наличием в составе раствора армирующего фиброволокна из базальта, стали либо полимеров.

Приемлемая цена, на формирование которой влияет стоимость расходников и расходы на оплату труда рабочих (операция выполняется оперативно, но для этого требуется бригада специалистов). Таким образом, вы получаете возможность нанять строителей и при этом уложиться в бюджет, равный затратам при укладке обычной стяжки, которую вы производите самостоятельно.

Можно монтировать стяжку без настилов.

Можно проводить другие отделочные работы в данном помещении спустя 12 часов после затирки поверхности.

Погодные условия не влияют на возможность проведения данной операции: температурные скачки от -5 до +40 градусов, а также изменение влажности от 60 до 90 % никак не скажется на качестве.

Имейте в виду, что набор прочности происходит в течение 28 дней, из-за чего в этот период нельзя располагать на полусухой стяжке предметы, которые будут оказывать большое давление на единицу площади. Если этого невозможно избежать, под тяжести следует подложить лист фанеры, ДСП, ДВП либо обычные широкие доски.

Также стоит перечислить достоинства полусухой стяжки для водяного пола, которые не бросаются в глаза рядовому обывателю:

• Стяжка выступает в роли еще одного слоя звуко- и теплоизоляции благодаря пористой структуре цементного камня.
• Отсутствует необходимость в гидроизоляции (кроме случаев с теплым водяным полом), поскольку после застывания стяжка предотвращает протечку влаги.
• Поверх данного вида стяжки можно монтировать любое покрытие (в том числе бетон, черновой пол из дерева и грунт).
• Обладает устойчивостью к высоким механическим и динамическим (например, ударам) нагрузкам.
• В отличие от применения обычной стяжки в данном случае исключены риски затопления соседей снизу.
• Внутри стяжки можно скрыть коммуникационные сети.
• Подходит для укладки на наклонной поверхности и в местах, до которых сложно добраться.
• Компоненты раствора исключительно экологичны, благодаря чему материал не может вызвать аллергических реакций у жильцов.
• После проведения работ по укладке стяжки на стенах помещения не остается следов смеси.
• Монтаж керамического или керамогранитного напольного покрытия можно производить через трое суток – этого времени достаточно для схватывания, в случае с линолеумом – примерно через 7-8 дней.
• Процесс занимает очень мало времени, что во многом объясняется использованием механизмов. Благодаря этому стоимость работ также уменьшается.

Важно: монтировать другие виды напольного покрытия поверх полусухой стяжки можно только по истечении 28 дней, необходимых для набора прочности, в идеале этот период должен составлять 40 суток.

На сегодняшний день при производстве полусухой стяжки для водяного пола используют самые современные материалы (например, армирующие волокна). Благодаря этому прочность полусухой стяжки возросла в разы, а толщина слоя сократилась всего до 4 см. Также значительно уменьшилась масса используемой смеси. Все вышеперечисленные нюансы повлекли за собой сокращение нагрузки на перекрытия, что, безусловно, следует отнести к достоинствам этой технологии.

Рекомендуемые статьи по данной теме:

Минусы полусухой стяжки под водяной пол, как правило, дают о себе знать, если вы решили произвести работы своими силами. Так, к недостаткам следует отнести:

• необходимость размешивать и утрамбовывать уже размещенную на полу смесь исключительно с помощью специального оборудования, в частности затирочной машины;
• довольно непросто правильно вычислить нужное количество воды и сухой смеси;
• необходимость привлечь к работе одновременно не менее трех человек.

Следует обратить внимание и на такие особенности полусухой стяжки под водяной пол:

• уложенный слой уменьшает высоту стен в квартире;
• возникают сложности при укладывании раствора в труднодоступных местах, например в углах, под радиаторами, за трубами.

Большая часть недостатков способна проявиться непосредственно при исполнении. Однако если вы привлекли к укладке полусухой стяжки для водяного пола профессионалов, минусы никак себя не обнаружат. Не стоит волноваться и относительно оплаты труда нанятых рабочих: эти издержки будут покрыты благодаря тому, что расходники для укладки полусухой смеси стоят меньше, чем в случае использования других ее видов.

Технология укладки полусухой стяжки под водяной пол

Очень важно правильно определить толщину полусухой стяжки для водяного теплого пола. Эта величина может варьироваться в районе 3–5 см, что определяется состоянием основания, особенностями несущих конструкций и системы подогрева. Созданная поверхность будет достаточно прочной, если толщина стяжки составит 3 см. Если же этот параметр будет равен 5 см, получить необходимые прочностные и качественные характеристики уже сложнее. Чтобы повысить уровень прочности полусухой стяжки для водяного пола, в смесь добавляют керамзит. Этот прием позволяет увеличить твердость слоя и одновременно снизить его вес.

Обратите внимание, что эффективность полусухой стяжки для водяного пола зависит от того, правильно ли установлена отопительная система. Укладка стяжки должна начинаться с подготовки основания. В частности, его следует очистить и ликвидировать дефекты (убрать трещины и выемки).

Далее поверх бетонного перекрытия кладут теплоизоляцию, которая нужна, чтобы тепло не уходило из помещения вниз. Также такая прослойка значительно снижает риски, связанные с возможными разрывами стяжки при застывании.

Под стяжку для водяного пола можно класть в качестве подстилающего изоляционного слоя следующие материалы:

• гладкие полистирольные плиты;
• полистирольные плиты с форматированными столбцами крепления;
• крытый полиэтиленом пенопласт.

Если используется полусухая стяжка для водяного пола, то в качестве утеплителя следует выбирать плотные и толстые материалы, как, например, полистирольные плиты с бобышками для фиксации труб. Такая необходимость возникает в связи с тем, что коммуникации системы «теплый пол» придется закреплять на самом утеплителе, поскольку полусухая стяжка не нуждается в армировании.

Полистирольные плиты с бобышками для труб выполняют еще одну функцию: они уменьшают нагрузку на коммуникации в момент уплотнения смеси и ее механической шлифовки.

Закончив подготовку основания и разместив теплоизоляционный слой, рабочие начинают обустраивать теплый водяной пол. Этот процесс очень трудоемкий и длительный. Осуществлять его должны профессионалы, обладающие достаточными знаниями и навыками.

Укладывать стяжку на водяной пол можно только тогда, когда отопительная система будет протестирована под давлением. Имейте в виду, что использование полусухой смеси не исключает монтаж изоляции стяжки от стен квартиры. С этой целью используют готовую демпферную ленту промышленного производства либо полоски утеплителя. Задача этого вида изоляции состоит в том, чтобы предотвратить потери тепла, аккумулируемого в стяжке, а также избежать разрыва стяжки при застывании и последующей эксплуатации.

Еще одним значимым параметром при укладывании полусухой стяжки является уровень ее высоты над трубами системы «теплый пол». Толщина полусухой стяжки для водяного пола должна быть не менее 3 см поверх греющих элементов (труб или кабеля). Общая толщина такой стяжки, исключая утеплитель, должна составлять порядка 6-7 см.

Если задать верную толщину и шаг укладки проводника, то на поверхности (не внутри и не в воздухе) стяжки образуется пересечение конусов тепловых потоков от труб. Это позволит обеспечить лучшую теплоотдачу и максимальную эффективность системы «теплый пол».

Мы уже говорили, что полусухая стяжка для теплого водяного пола нуждается в нарезке температурных швов. Швы следует нарезать в помещениях спустя сутки (но не более 3 дней) после укладки. Нарезают швы на ⅓ толщины и на ширину 0,3–0,4 см.

Внимание: коммуникационные трубы системы «теплый пол» не должны пересекать линию температурных швов, если этого не избежать, то греющие элементы защищают втулками и т. д. Чтобы добиться соблюдения этого правила, при проектировании контура системы «теплый пол» учитывают температурные швы стяжки либо задействуют пластиковые переходники.

Для изготовления смеси для полусухой стяжки для водяного пола используют механизированные технологии. Укладка раствора на основание пола производится посредством пневмонагнетателя. Современные технологии предоставили возможность изготавливать смесь для полусухой стяжки в непосредственной близости от места укладки. Для подачи смеси используются пластичные резиновые трубы.

Уложив полусухую стяжку на водяной пол, ее поверхность шлифуют, благодаря чему она становится ровной и монолитной. Однако монтировать окончательное покрытие можно только по истечении еще 3 недель.

Чтобы обеспечить оптимальную гидратацию цемента, в процессе застывания стяжку следует смачивать водой. Монтаж финишного покрытия возможен только после того, как стяжка пройдет испытание и докажет свою функциональность в течение нескольких дней. При этом температура каждый день должна повышаться на 4-5 °С, пока не достигнет отметки 20 °С.

Принимая решение о монтаже системы «теплый водяной пол», вам необходимо проанализировать, насколько хорошо то или иное финишное покрытие будет пропускать тепло:

1. Паркет и прочие виды покрытия из древесины характеризуются плохой пропускной способностью. Вследствие этого монтируемая система «теплый пол» должна обладать высоким уровнем нагрева, что, в свою очередь, влияет на выбор соответствующих расходных материалов.
2. Ламинат и кафель являются хорошими проводниками, благодаря чему быстро нагреваются и держат тепло довольно долго.
3. Достоинством кафеля в качестве покрытия для системы «теплый водяной пол» является его высокий уровень прочности, благодаря чему отопительная система получает еще один защитный слой, повышающий устойчивость к механическим воздействиям.

Использование полусухой стяжки для водяного пола позволяет минимизировать не только объем работ, но и связанные с ними издержки, что объясняется быстротой приготовления смеси и небольшой стоимостью расходных материалов. Очень важно, чтобы отопительная система водяного пола была установлена по всем правилам. Это позволит жильцам впоследствии оплачивать только центральное горячее водоснабжение, и, что немаловажно, размер помещения никак не будет влиять на расходы, связанные с содержанием системы «теплый водяной пол».