Нужны ли радиаторы в дополнение к нагреваемым полам — проверка теории

Часто возникает вопрос, нужны ли радиаторы, если в доме имеются водяные теплые полы. Сможет ли водяной теплый пол самостоятельно отапливать дом или квартиру, чтобы в комнатах было комфортно?

Дополнительные траты на установку батарей нести никто не хочет. Но почему тогда их все равно устанавливают?

Далее подробней рассмотрим особенности современного отопления в частных домах и квартирах, и применение указанных систем совместно и раздельно.

Теплопотери дома вычисляют специалисты

Точные теплопотери дома или квартиры могут определить только специалисты, проведя расчеты. Такие услуги не дешевы, при частном строительстве, часто не проводятся вообще.

Для выбора отопительных приборов, в том числе и для принятия решения о конструкции теплых полов, руководствуются приблизительными «прикидками» по теплопотерям и опытом строительства в регионе. При этом, как правило, критической ошибки в выборе мощности отопительных приборов не возникает.

• Теплопотери в доме будут напрямую зависеть от климата региона.
• Также теплопотери будут зависеть от степени утепленности здания.

Определение мощности отопления для комнат

Для среднеутепленного дома в центральном регионе, где зимы довольно суровые, считается, что теплопотери составляют около 1 кВт на 10 м кв. площади. Но для каждой комнаты эти значения корректируются.

• Для комнат не имеющих наружных стен теплопотери принимаются равными нулю и отопительные приборы там не устанавливаются.
• Для комнаты с неширокой наружной стеной и одним окном значение умножают на 1,1.
• Если наружная стена называется «широкая» или окно побольше, — то 1,2.
• Если два окна — то 1.4.
• Для комнат с 2-мя наружными стенами с 2 — 3 окнами — 1,4 — 1,6.

Но угол – самая холодная часть комнаты. И оперировать площадью не совсем корректно. Для маленьких угловых комнат лучше принимать коэффициент 2,0, для больших уменьшать до 1,3.

Так, для комнаты 25 м кв. с двумя наружными стенами мощность отопления может быть принята приблизительно как 3,7 кВт.

Сравним значения с мощностью теплого пола.

Какая мощность у теплого пола

Теплоотдача теплого пола будет зависеть от его температуры. Наивысшей комфортной температурой считается +28 градусов, при которой покрытие не будет казаться слишком теплым.

С такой температурой отдача энергии теплого пола может составить 70 — 80 Вт с метра квадратного. Следовательно, для комнаты в примере, теплоотдача от пола, без его перегрева может составить 2,3 кВт. Что значительно меньше чем принятые нами теплопотери 3,7 кВт, для «не сильно утепленной» угловой комнаты средних размеров, находящейся в «прохладном регионе».

Чтобы несколько увеличить теплоотдачу, не допустить остывания пола в холодных зонах возле наружных стен, там уменьшают шаг укладки трубопровода до 10 см.

Какая теплоотдача полов на практике

При повышении температуры напольного покрытия до 32- 33 градусов можно получить теплоотдачу в 100 Вт и больше. Но при этом покрытие будет казаться «горячим», длительно находится на нем не комфортно. Подобная температура полов считается приемлемой в комнатах где бывают редко — в прихожей и в санузле.

На практике в жилых комнатах, после того как «наиграются с горячими полами», устанавливают комфортную температуру — +20 — +28 градусов, — для длительного пользования.

Также в реальности часть поверхности обогреваемого пола закрывается низкой мебелью — шкафами, стенками, тумбочками, диванами, кроватями. И эта площадь в нагреве не участвует и не учитывается. Имеются комнаты, где не загроможденное пространство составляет менее половины от общей площади. А это значит, что в нашем примере от полученной мощности можно отнять еще процентов 25 и в результате для комнаты 25 м кв. – только 1,8 кВт, — недостаточно для холодного периода года.

Восполнение недостающей мощности радиаторами

Мощность одной секции радиатора указывается производителем. Отдаваемая мощность несколько ниже, так как температура радиаторов будет меньше от паспортной (90 град).

Обычно мощность одной секции алюминиевого (биметаллического) радиатора с расстоянием межу патрубками в 500 мм принимают как 160 Вт. Для нашего примера, чтобы компенсировать 3,7 кВт, нужно установить 3 радиатора по 8 секций под каждое окно.

Чаще устанавливают с запасом для возможности быстрого нагрева комнаты и более выгодного низкотемпературного отопления, — 3 радиатора по 10 – 12 секций.

Мощности теплых полов недостаточно

Мощности теплых полов при их реальной максимальной комфортной температуре, как правило, не хватает по теплопотерям имеющихся домов для большинства наших регионов. Этот недостаток должен восполнятся радиаторной системой отопления.

Из практики известно, что отопление только лишь теплыми полами возможно в регионах (в странах) с теплым мягким климатом, — в Европе, а ближе к нам — в Молдове, на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии…При этом дома должны быть утеплены в соответствии с нормативами.

Все что севернее, а тем более плохо утеплено, нуждается в дополнительной радиаторной системе.
Дополнительно по теме — выбор мощности радиаторов для дома

Нагреваемый пол — для комфорта

Из опыта эксплуатации теплых полов известно, что большинству жильцов ощущение теплого пола нравится лишь только в первоначальный период эксплуатации этого отопительного прибора. На первых порах на обогреваемых полах скорее интересно, чем удобно, посидеть, полежать, устроить игру с детьми… В дальнейшем же ощущение тепла под ногами становится помехой, раздражающим фактором. Особенно может мешать разогревание кровати.

Большинство жильцов со временем уменьшают температуру теплого пола, чтобы он стал незаметным, не привлекал бы к себе внимание. Поэтому комфортной эксплуатируемой температурой является индивидуальный выбор, — кому-то нравится некоторое ощущение прохлады и настраивается на +22 градуса, кто-то предпочтет более теплые +26 градусов, — чтобы дети ощущали тепло….

При этом теплоотдача от теплого пола уменьшается до 30 – 50 Вт с метра квадратного.
Это означает, что в комнатах с внутрипольным обогревом нужна радиаторная система отопления номинальной мощности.

Нагреваемые полы выполняют роль скорее комфортообразующую, а не отопительную. Радиаторы как были, так и остаются главными отопительными приборами.

Влияние теплоемкости массивной стяжки

Масса стяжки водяного теплого пола толщиной 8 см на 100 м квадратных достигает 20 тонн и больше. Это весьма теплоемкий отопительный прибор. На его разогрев и остывание нужно значительное время – сутки и больше.
Бетонная стяжка для водяных полов

Если на улице быстро похолодало, то протопить теплым полом не получится, и некоторое время будет ощущаться недостаток тепла. Тоже самое если нужно разогреть остывший дом по приезду. Или когда открывали окна для проветривания, или двери для переноски…

Быстро разогреть воздух в помещении можно только радиаторами. С одним водяным теплым полом с массивной стяжкой оперативно реагировать на изменения погоды не получится, будет возникать дискомфорт.

В комнатах с нагреваемыми полами подбирать мощность радиаторов рекомендуется по имеющимся теплопотерям, без учета влияния этой системы Это даст возможность прогревать воздух в помещениях максимально быстро в случае необходимости.
Внутрипольный обогрев с облегченной стяжкой по лагам, как делается

Водяные теплые полы заменит радиаторы

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