"Теплый пол" - комфорт и уют

«Теплые полы» - удобный и комфортный вид отопления. Напольное отопление существенно отличается от радиаторного, в частности методами распределения тепла. В напольном отоплении в качестве отопительного прибора выступает вся поверхность пола. В результате воздух в помещении прогревается равномерно. Иногда напольный вид отопления бывает единственно приемлемым вариантом для нагрева воздуха в помещении, например, для того чтобы не «испортить» существующий интерьер, задуманный дизайнером. Или другой вариант, когда невозможно или нецелесообразно производить монтаж радиаторной или другой системы отопления. Существует два типа напольного отопления: водяное и электрическое.

   Система напольного отопления представляет собой более или менее равномерно уложенные в полу в бетонной стяжке трубы или специальный нагревательный кабель, где размещается и температурный датчик. Однако, для регулирования тепловой нагрузки в различных частях помещения расстояние между трубами (или кабелем) может варьироваться (например, возле окон, балконов, дверей и т.п.). Терморегулятор поддерживает в отапливаемом помещении заданную температуру. Он является единственной видимой деталью системы.
   Монтаж системы напольного отопления может производиться как на вновь сооружаемом полу, так и на старом при ремонте помещения. Уровень пола при этом поднимается незначительно — на толщину бетонной стяжки (толщина зависит от нагрузки на пол и его теплонапряженности).
   Обогревающим элементом в системах напольного отопления выступает вся поверхность пола. Это обеспечивает (по сравнению с радиаторным) более равномерное распределение температуры в помещении, то есть создает дополнительный комфорт.
   При напольном отоплении улучшаются гигиенические условия: пыль в помещении не циркулирует, поскольку тепловые потоки воздуха минимальные (разница температур пола и воздуха составляет всего 3–4°С, тогда как при радиаторном отоплении — 30–40°С).
   Напольное отопление часто позволяет устранить в помещении источники сильного теплоизлучения. Здесь следует оговориться, так как температура пола не может быть очень высокой (как правило, не более 30°С), поэтому теплых полов для отопления в зимних условиях всего помещения может быть недостаточно. В таком случае используют схему, когда кроме теплых полов устанавливаются радиаторы с терморегулятором, отслеживающим температуру воздуха в помещении, и перекрывающим подачу горячей воды в радиатор, если тепла от напольного отопления достаточно. Одним из вариантов использования технологии теплых полов является встраивание системы трубопроводов или кабелей в стену.
   При напольном отоплении, за счет использования низкотемпературной технологии, экономия тепловой энергии в жилых зданиях доходит до 20–30%, а в помещениях с высокими потолками (спортзалах, выставочных павильонах и т.п. — до 50% и выше). Функциональность всей системы зависит от конструкции. Но гарантией хорошего функционирования является не только правильный выбор оборудования. Многое зависит от грамотности выполнения проекта и не меньше от качества исполнения монтажа.
   Кроме обогрева пола, система напольного отопления может использоваться для обогрева стен, крыш, водостоков, тротуаров и др.
   Водяное напольное отопление
   Системы водяного напольного отопления имеют высокое теплосодержание, дешевы, доступны, не токсичны, не создают электрический потенциал и, по сравнению с электрическими, могут быть гораздо протяженнее. Такую систему можно легко комбинировать с радиаторным отоплением, системами горячего водоснабжения. К несомненным достоинствам водяных систем напольного отопления можно отнести возможность использования для нагрева воды практически любого источника энергии: котлов на газовом, дизельном, твердом топливе, тепловых насосов, солнечных коллекторов и пр.
   Водяное напольное отопление представляет собой закрытую систему, состоящую из подающего и обратного коллекторов, снабженных вентилями, регулирующими поток воды по всем петлям системы и таким образом выравнивающими перепады давления. Надежность работы системы обеспечивает оборудование для регулировки температуры теплоносителя, состоящее из термостатов и исполнительных механизмов.
   Необходимо помнить, что после бетонирования системы, изменения становятся уже не возможны. Поэтому во избежание протечки следует выбирать качественные трубы и соединительные части металлопластиковых труб  MULTITUBO.
   Управление
   системой отопления
   Управление температурой пола можно осуществлять вручную или автоматически.
   При ручном управлении температуру воды в нагревательной системе изменяют, меняя температуру регулятором котла. Но тогда, подаваемая для подогрева бойлера вода, тоже меняет свою температуру.
   При автоматическом управлении устанавливаются специальные таймеры, блоки управления, термостаты, датчики, измеряющие температуру воздуха. Поэтому систему напольного отопления можно запрограммировать на автоматическое поддержание комфортной температуры в доме. Включение обогрева можно запрограммировать и на определенное время. В этом случае во время включения системы тепло будет накапливаться в стяжке, а после отключения отдаваться в помещение.
   Технология «интеллектуальный дом» подразумевает самостоятельное осуществление некоторых функций: «ощущение» того, что происходит внутри здания (микроклимата) и снаружи (погоды), «взаимодействие» с людьми посредством настенных мониторов, Интернет. Обычно такие инженерные системы способны к расширению, наращиванию функций, т.е. подключению дополнительных потребителей тепла, например, бассейна.

 Преимущества и недостатки систем напольного отопления

Преимуществ систем водяного напольного отопления перед традиционными достаточно много:

• Повышенный комфорт. Пол становится тёплым и по нему приятно ходить, так как теплоотдача происходит с обширной поверхности с относительно низкой температурой.
• Равномерное нагревание всей площади помещения, а значит и равномерное отопление. Человек одинаково комфортно чувствует себя и возле окна, и посреди комнаты.
• Оптимальное распределение температуры по высоте помещения. Еще издавна известна поговорка: «Держи ноги в тепле, а голову в холоде».

 

Рис. 1 и 2 иллюстрируют примерное распределение температур по высоте помещения при использовании традиционного отопления и напольного. Распределение температур при напольном отоплении (см. рис. 2) ощущается человеком как наиболее благоприятное. Также необходимо отметить снижение потерь тепла через потолок, так как разность температур внутренний воздух — наружный воздух существенно снижается, и мы получаем комфортное тепло только там, где нужно, а не отапливаем окружающую среду через крышу. Это позволяет эффективно использовать систему напольного отопления для зданий с высокими потолками — церквей, выставочных холлов, спортзалов и т.п.

 

• Гигиеничность. Отсутствует циркуляция воздуха, уменьшаются сквозняки, а значит, и нет циркуляции пыли, что является большим плюсом для самочувствия людей, особенно если они страдают заболеваниями дыхательных путей.
• Существенная часть тепла от пола передается в виде лучистого теплообмена. Излучение, в отличие от конвекции, немедленно распространяет тепло к окружающим поверхностям.
• Нет искусственного осушения воздуха вблизи нагревательных приборов.
• Эстетичность. Отсутствуют нагревательные приборы, нет необходимости в их дизайнерском оформлении или подборе оптимальных размеров.
• Экономическая выгода. Путем отключения отопительных контуров в полу или уменьшения расхода воды через них можно регулировать температуру в тех зонах или помещениях, где это необходимо.
• Для отопления используется вода с температурой 40-50 °С. Это позволяет широко использовать вторичные энергоресурсы, а также теплонасосные установки в роли источника теплоты.

Система водяного напольного отопления, как и всякая другая технология, имеет свои недостатки:

• Удельные теплопотери помещения не должны составлять более 100 Вт/м2 пола. В противном случае помещению требуется дополнительная теплоизоляция либо применение комбинированной системы: радиаторы и теплый пол.
• Также данный вид отопления нельзя применять во многоэтажных жилых домах с однотрубными системами центрального отопления. Нередки случаи, когда жильцы самовольно устанавливают теплый пол в ванных и туалетных комнатах. При этом нагревательный контур подсоединяют к входу полотенцесушителя. Это приводит к тому, что температура пола в этих комнатах нередко достигает 45 °С и выше. В результате человек физически не может ступить на такой пол без обуви, и все преимущества такого способа отопления теряются. К тому же вода, пройдя через нагревательный контур, охлаждается, и соседи по стояку получают горячую воду с температурой ниже, чем необходимо.
• Необходимость заливки пола цементным раствором, а также дополнительной изоляции приводит к поднятию уровня пола от 10 см (на втором этаже и выше) до 13- 15 см на первом этаже и в случае холодного подвала. Это, в свою очередь, приводит к дополнительным работам по установке дверей. Также большая толщина заливки ведет к возрастанию нагрузки на плиты перекрытия и несущие конструкции.
• Стоимость монтажа и материалов выше по сравнению с традиционным отоплением.

 Устройство теплого пола системы MULTITUBO

Система теплого пола в общем случае состоит из нескольких слоев и устроена по принципу «слоеного пирога» (рис. 3).

 Монтаж теплого пола

На очищенную и сухую поверхность плиты перекрытия 1 (здесь и далее см. рис. 3) укладываются звукоизоляция 10 и теплоизоляция 9 (бетонная плита считается сухой при достижении относительной влажности 80 %). Неровности пола предварительно нужно выровнять цементной стяжкой. Укладывание полиэтиленовой пленки под плиты изолятора требуется, если внизу располагается неотапливаемое помещение, помещение с повышенной влажностью или наружный воздух. Возможно применение одного типа изолятора, так как теплоизоляция также выполняет функции звукоизоляции. В типичном случае общая толщина изоляции составляет 40 мм. В качестве изоляции можно использовать полистирольные плиты плотностью не менее 35 мг/м3, подходят и другие изоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности от 0,028 Вт/(м . °C) до 0,05 Вт/(м . °C). Например, можно использовать плиты пенопласта, жесткие и полужесткие минеральные плиты «ROCKWOOL », «PAROC» — (0,04 Вт/(м . °C), жесткие и полужесткие базальтовые плиты «РОТИС» — (0,04 Вт/(м . °C). Толщина изолирующего слоя зависит от температуры воздуха в помещении, находящемся снизу, и принимается на начальном этапе расчета. Она может составлять от 20 мм, в случае отапливаемого помещения внизу с температурой воздуха около 20 °C, до 80 мм, если снизу плиты холодный наружный воздух.

Демпферная лента 2 может представлять собой поролоновую ленту или ленту из вспененного полиэтилена толщиной 5- 10 мм. Она необходима для компенсации температурного расширения бетонной стяжки. После застывания стяжки и укладки чистового покрытия пола, выступающую часть ленты можно срезать, а зазор скрыть плинтусом. При этом плинтус крепить к стене, а не к покрытию пола.

Сверху изоляции укладывается полиэтиленовая пленка, она должна также покрывать и демпферную ленту. Все места стыковки слоев пленки проклеить скотчем. Пленка выполняет роль гидроизоляции, не давая влаге из залитой бетонной стяжки пропитывать слой тепловой изоляции.
Крепление труб к полу с требуемым шагом можно проводить несколькими способами. Можно воспользоваться специальными готовыми плитами изолятора с выступами, например плитами Oventrop NP-35 (см. рис. 4). Эти плиты позволяют быстро укладывать трубу с требуемым шагом. Единственный их минус — это пока что высокая стоимость для нашего рынка.

Укладка труб MULTITUBO с использованием специальных пластиковых шин 4 более целесообразна. Они имеют ряд углублений с шагом обычно 50 мм, в которых прочно защелкивается труба. Обычно таких шин требуется 3-4 на помещение (через каждые 2-3 метра по шине).

Крепятся такие шины двусторонним скотчем к полиэтиленовой пленке, для усиления также можно прибить их пластиковыми скобами (см. рис. 7) с помощью специального инструмента. Трубы также рекомендуется закреплять этими скобами через каждые 1- 1,5 м длины, и особо тщательно на изгибах, так как именно на изгибах возможно поднятие труб из-за возникающих напряжений в процессе загибания труб. Довольно часто трубы укладывают на крупноячеистые металлические сетки, с типичным размером ячейки 150 мм на 150 мм (см. рис. 5, 6). Затем трубы привязывают к сетке проволокой или прибивают пластиковыми скобами к плитам изолятора. Бывает укладка сетки сверху греющих труб. Сетка выполняет функции проводника тепла и позволяет более равномерно распределять тепло от труб в горизонтальной плоскости стяжки. Сетку можно устанавливать и поверх смонтированных и закрепленных труб с целью равномерного распределения тепла, но при шаге труб 10- 30 см в этом нет большой необходимости.

На подводящие трубопроводы (как на подающий, так и на обратный) надевается кольцевая изоляция, выполненная в виде рукава. Подводящие трубопроводы изолируются в местах их густого расположения, это обычно подсобные помещения и коридоры. Длина изоляционного рукава должна составлять не более 6 м.

Расстояние от трубы  MULTITUBO до стен обычно составляет 10 см, это относится как к наружным, так и к внутренним стенам. Заливка бетона осуществляется после монтажа труб, заполнения смонти рованной системы теплоносителем и проведения гидравлических испытаний. Толщина стяжки над трубой должна быть не менее 45- 50 мм. Марка бетона — не ниже М-300 (В-22.5).

После монтажа системы очень важно произвести гидравлическое уравнивание контуров. Для гидравлической увязки каждого контура на обратной гребенке расположены вентили. Каждый контур имеет свою потерю напора. За основной выбирается контур с наибольшей потерей напора, на нем оставляют открытый вентиль, остальные контуры уравниваются на разницу между максимальным перепадом давления и перепадом самих контуров. Для этих целей служат специальные графики, которые предоставляются производителем для каждого типа вентиля. Расчет положений регулирующих вентилей проводится на конечном этапе проектирования.

Выбор труб

На отечественном рынке представлен большой ассортимент труб, фитингов и сопутствующих материалов для монтажа теплого пола. От типа выбранных труб в первую очередь будет зависеть долговечность системы и ее надежность. Многие фирмы предлагают только полиэтиленовые трубы, утверждая, что только эти трубы идеально подходят для монтажа теплого пола. Но это не так. За рубежом, где такие системы уже получили широкое распространение, в основном используется металлопластиковая труба MULTITUBO. Она имеет алюминиевую кислородонепроницаемую прослойку и очень удобна в монтаже. При изгибании она не возвращается в исходное положение, как полиэтиленовая, таким образом, нужно меньше закрепляющих скоб на поворотах труб. Алюминиевая прослойка надежно защищает от диффузии кислорода внутрь трубы, при этом увеличивает теплопроводящие способности стенки трубы. Но во время монтажа нужно соблюдать значения минимальных радиусов изгиба, они составляют около 5 диаметров.
Эти значения у разных производителей могут отличаться довольно сильно. Поэтому, если есть возможность, нужно выбирать трубы с наименьшим радиусом изгиба, а они, соответственно, дороже. Также самое пристальное внимание нужно обратить на алюминиевую прослойку. Ни в коем случае нельзя использовать трубы, у которых эта прослойка идет внахлест, при изгибе на малый радиус она почти со стопроцентной вероятностью разойдется, и толку от такой трубы будет мало, а вероятность протечки в месте изгиба очень велика. Демонтировать бетонную стяжку в месте протечки очень дорогое удовольствие, а соединение труб в стяжке не рекомендуется производить.

Итак, выбор типа трубы зависит от наличия на рынке качественных металлопластиковых труб.
Выбор размера трубы зависит от тепловой нагрузки на погонный метр трубы, расхода теплоносителя и определяется на начальном этапе проектирования. Наиболее распространены трубы — 16/12 мм (внутренний диаметр 12 мм).

Выводы

Эффективность системы напольного отопления в первую очередь зависит от компетенции проектанта. Расчет напольного отопления — весьма трудоемкий процесс, он включает в себя также и расчет теплопотерь помещений. Не имея проверенной методики расчета или специализированного программного продукта, практически невозможно правильно рассчитать всю систему. Рассчитанная «на глаз» народными умельцами система, да к тому же не уравненная гидравлически, будет только предметом постоянного недовольства заказчика и не предоставит требуемого уровня комфорта. Само по себе напольное отопление — это довольно дорогостоящая система, ведь нужно закупить дорогие и качественные трубы, теплоизоляцию, фитинги, гребенки, регулирующую аппаратуру, циркуляционные насосы. Поэтому цена ошибки проектирования оборачивается в круглую сумму. А ведь исправить недочеты и просчеты в смонтированной и залитой системе напольного отопления, даже в отдельно взятом помещении практически невозможно. Это соизмеримо с установкой новой системы плюс затраты на демонтаж старой.

Сейчас в Украине монтажом теплого пола занимаются много частных лиц. При этом, как правило, они используют типовую наработку, в то время как каждый проект имеет массу индивидуальных особенностей, учитывать которые нужно на начальном этапе проектирования, а не с помощью молотка пытаться отрегулировать типовую систему, которая почему-то не хочет работать как нужно. Монтажник выполняет свою работу согласно чертежу и отвечает только за качество монтажа, проектант же отвечает за то, будет ли система работать правильно. Поэтому совет будет прозаически прост: обращайтесь к профессионалам.