Водяной тёплый пол: конструкция и особенности установки

Специалисты подтвердили, что наиболее комфортно человек чувствует себя, когда температура воздуха внизу достигает значений 22-22 °С, а на уровне головы 18-20 °С. Такое распределение лучше всего обеспечивает именно напольное отопление. Грамотно спроектированная конструкция позволяет сэкономить до 20% энергоресурсов. Равномерный нагрев периметра всего перекрытия исключает образование концентрированных потоков, препятствует возникновению сквозняков. Поскольку радиаторы и стояки из комнаты убираются, у архитектора и дизайнера появляются возможности для новых планировочных решений. Немаловажно также и то, что существенно облегчается уборка помещений. Впрочем, у водяного теплого пола есть и свои минусы. Рассказываем обо всем по порядку.

Все об установке и эксплуатации водяного пола

Особенности

Как это работает

Проектирование

Основные элементы

• Трубы
• Циркуляционный насос
• Греющие контуры

Монтаж

• Укладка проводки
• Бетонная стяжка

Особенности водяного теплого пола

Существует несколько способов подогрева со стороны перекрытия. Сложно сказать, имеет ли гидравлическая схема преимущества перед инфракрасными тонкими излучателями, спрятанными под ламинат, если использовать ее в городской квартире. К явным недостаткам при таком сравнении можно отнести небольшую эффективность. Трубы, скрытые под стяжкой, служат лишь вспомогательным средством. В регионах с мягким климатом их вполне достаточно для создания комфортных условий, но в холодную зиму, чтобы прогреть воздух, необходим стандартный радиатор.

Еще одна особенность — необходимость в установке котла, нагревающего жидкость, которая течет в каналах над перекрытием. Его монтаж возможен не только в частных домах, но для квартир существует электрический аналог трубопровода, отнимающий меньше пространства и не требующий установки громоздкого оборудования. Один из факторов — возможность протечки контура и затопления соседей. Снизить риск поможет гидроизоляция перекрытия.

В многоквартирных домах водяные теплые полы категорически запрещается запитывать от системы центрального отопления. В этом случае в схему включается теплообменник, передающий температуру при контакте с коммуникациями в квартире. К ним относятся не только радиатор и стояк, но еще и ГВС. Следует заметить, что эта схема не отличается высокой эффективностью, если сравнивать ее с инфракрасной пленкой или электрическим контуром, скрытым под ламинатом.

В коттеджах такой способ отопления обычно является основным и закладывается на стадии проектирования. Он определяет и другие параметры, такие, например, как высота потолков, толщина перекрытий или тип используемого котла.

Принципы работы

Обогрев происходит благодаря теплоносителю — воде или другой жидкости. Он движется в трубопроводе, закрывающем всю площадь перекрытия либо его часть. Для необходимого нагрева чаще всего применяется конденсационное газовое оборудование. К нему подсоединен распределительный коллектор, от которого идет разветвленная сеть по всей площади помещения, либо по той ее части, где это необходимо. Движение носит замкнутый характер и обеспечивается обычно циркуляционным насосом. Пройдя весь путь, остывший носитель возвращается обратно в котел, и процесс начинается сначала. Регулировку удобнее производить с помощью автоматический термостатов, получающих команды от датчиков.Для аварийного слива предусматривают дополнительное устройство, например, малый компрессор или баллон для продувки сжатым воздухом.

Важное отличие от радиаторной схемы заключается в том, что за счёт увеличения излучающей поверхности исчезает необходимость в ее сильном нагрев. Чтобы радиатор смог передать свою энергию в дальний угол комнаты или кухни, он должен быть горячим. Здесь же этого не требуется, поскольку энергию излучения передает каждый квадратный метр.

Преимущества водяного теплого пола

• некомфортное распределение температуры воздуха по объёму помещения;
• риск случайно обжечься о батарею;
• слишком сильные конвекционные потоки воздуха, возникающие возле батареи;
• делать уборку под подоконником становится гораздо проще.

Отсутствие сильных перепадов хорошо и тем, что уменьшаются термические деформации отделки. Выпадает меньше конденсата, вызывающего коррозию и образование плесени в следствии повышенной сырости. Грамотно спроектированная и сконструированная система водяного отопления «тёплый пол» может прослужить 40-50 лет. Такой способ является оптимальным как по своим техническим параметрам, так и по воздействию на здоровье человека.

Проектирование

Для того чтобы правильно подобрать компоненты и технические параметры, понадобится теплотехнический расчёт. 

Что включает теплотехнический расчет:

• требуемое количество передаваемой энергии;
• уровень теплопотерь в здании (наличие теплоизоляции, остекления балконов и т. д.);
• температуру жидкости на входе и выходе;
• тип и материал изделий;
• толщину бетонной стяжки;
• тип материала покрытия.

Исходя из этих данных, специалист вычислит пропускную способность и требуемый шаг укладки. Также мастер построит схему раскладки проводников. Это может оказаться непростой задачей, если учесть требования к проводке.

Требования к проводке:

• не рекомендуется устраивать контуры слишком большой длины. Желательно, чтобы она не превышала 100 м, так как это стандартная длина для рулона полимерных труб диаметром 16 или 20 мм;
• все сборные элементы должны иметь примерно одинаковую длину (плюс-минус 10%);
• они должны проходить так, чтобы все участки пола прогревались равномерно;
• необходимо использовать наименьшее возможное количество фитингов и соединений.

Шаг прокладки может меняться в зависимости от тепловой нагрузки. В зоне активных теплопотерь (внешние стены, окна) он делается меньше (10-15 см), а в центре комнаты — больше (20-30 см).

Схема укладки

При проектировании схемы раскладки обращайте внимание на повороты, в которых радиус изгиба не должен быть меньше минимально допустимого.  Этот параметр зависит от материала, из которого изготовлен сборный элемент. Выделяют две схемы: «змейкой» и «спиралью».

«Змейка» проще. К ней чаще прибегают непрофессиональные строители-проектировщики. Такая схема работает эффективно лишь в небольших помещениях с площадью до 10 м². При увеличении размеров помещения становится заметнее разница нагрева в его разных частях. В этом случае подходит «спираль».

Примерный расчёт водяного теплого пола можно сделать своими руками, используя онлайн-калькуляторы, которые есть на сайтах крупных строительных компаний. Он поможет вам определить номенклатуру и стоимость основных компонентов. Раскладку контуров должен рассчитывать специалист.

Температура поверхности не должна превосходить определенные значения (стандарт ISO7730):

• в жилых комнатах +26 °С;
• в ванной +30 °С;
• у бассейна и в подвалах +32 °С.

Чтобы голая стопа не ощущала перепада вокруг греющего контура, его шаг не должен быть более 0,35 м.

Обычно жидкость нагревается до +35 °С. Максимальное значение составляет +55 °С. Для этого приходится смешивать горячую воду, подводимую от котла, с выходящей из проводника, уже слегка остывшей. Эта операция управляется автоматически с помощью клапанов-термостатов. Именно их работа предопределяет успех или неудачу в создании желаемого климата в помещении.

Очень полезно заблаговременно подумать также о том, какой будет отделка. Для коврового покрытия потребуется повысить нагрев на 4-5 °С, а значит, поднять энергозатраты минимум на 15-25 %. Каждые лишние 10 мм толщины стяжки увеличивают потребные энергозатраты на 5-8%.

Сделайте и сохраните копию схемы с указанием всех размеров или хотя бы значения шага и положения начального витка. Это позволит не повредить каналы при перепланировках в будущем. Возьмите у проектировщика данные о расходе теплоносителя, это потом потребуется при настройках системы.

Монтаж проводите не менее, чем при 15 °С. Не следует проводить работы в холодное время в открытом помещении.

Элементы системы

Трубы

Изделия должны обладать легкостью, стойкостью к коррозии и высокой температуре. В качестве материала используется пластик и металл:

• Сшитый полиэтилен (PEX) — хорошо переносит контакт с горячей водой и может работать при 80 °С. Как и все изделия из пластика, он не подвержен коррозии. Минимальный радиус изгиба составляет примерно десять диаметров. Улучшенными свойствами обладают PEX-трубы с защитой от проникновения кислорода. Наилучшую защиту обеспечивают пятислойные стенки. Они надёжнее трёхслойных без дополнительной внешней защиты, с которыми нужно обращаться особенно осторожно.
• Гофрированная нержавеющая сталь — ее теплопроводность примерно в 200 раз лучше, чем у полиэтилена. Она отличается более высокой гибкостью. Так, например, у модели Neptun IWS при наружном диаметре 18 мм допустим радиус изгиба составляет 30 мм. Коэффициент линейного расширения при нагреве до 50 °С в 20 раз меньше, чем у PEX. Такие трубы для водяного теплого пола стоят дороже, при этом они белее функциональны и удобны в монтаже.
• Термостойкий полиэтилен PERT — близок по характеристикам к PEX, но обладает меньшей термической устойчивостью. Различие становится заметным только при нагревании до 70 °С, поэтому для большинства систем этот материал подходит. Стенки должны обязательно иметь кислородозащитный слой.
• Медь — теплопроводность этого металла в раз выше, чем у стали. Он имеет отличные показатели по гибкости и долговечности. Но из-за дороговизны применяются довольно редко.
• Металлопластик — представляет собой трёхслойную конструкцию с внутренней прослойкой из алюминиевой фольги. Внешняя и внутренняя поверхность может быть выполнена из полиэтилена PEX или PERT. Полностью непроницаема для кислорода, устойчива к температурному и химическому воздействию. Минимальный радиус изгиба составляет примерно пять диаметров. Наибольшей гибкостью отличаются изделия, металлическая сердцевина которых выполнена без швов. Их можно многократно сгибать на участке с малым радиусом, равным трем значениям наружного диаметра.

Изделия имеют срок службы, составляющий в среднем 50 лет. Если встал вопрос — какой водяной теплый пол установить, лучше обратить внимание на производителя. Чтобы при монтаже не возникало проблем, следует покупать комплектующие одной и той же фирмы.

Циркуляционный насос

Желательно обзавестись мощным насосом. Посчитайте требуемую производительность и возьмите модель с запасом по производительности минимум 25-30 %.

Греющие контуры

По виду раскладки их разделяют на меандровый или зигзагообразный и спиральный. По условию экономичности в них допускается потеря давления до 0,2 атм, поэтому общую длину не превышает 100 м, а одним проводником обогревают лишь 15-20 м² площади пола. Для больших помещений используют несколько элементов. Передней стороной они подсоединяются к распределителю с регулирующей арматурой, задней — к коллектору. Обычно распределитель и коллектор представляют собой узел в виде гребенки, снабженный воздухоотводчиками.

Чтобы при изменении температуры в комнате она не менялась в других, проводят так называемое гидравлическое выравнивание. Для этого в каждом элементе рекомендуется устанавливать регулятор давления или расхода воды. Их настраивают один раз, при запуске системы. Такую работу должен выполнять квалифицированный специалист.

Монтаж

Укладка водяного теплого пола

Основание должно быть расположено строго горизонтально. Перепады высоты от 1 см могут повлечь за собой образование воздушных пробок, снижающих эффективность работы системы. При необходимости заливается бетонная стяжка. На основание укладываются слои гидроизоляции, звукоизоляции, затем теплоизоляции. Это может быть металлизированная лавсановая плёнка, пробковые или минераловатные маты, плиты из полипропилена или других полимеров. Наиболее эффективны, например, пробковые маты, дополненные слоем лучеотражающего материала, но такая теплоизоляция будет и самой дорогой.В качестве гидроизоляции может использоваться также полиэтиленовая плёнка или битумная мастика. Чем ближе помещение к грунту, тем больше требуется изоляторов. Чтобы расширяющийся при нагреве пол не давил на стены, между ними предусматривают зазор. Для этого перед установкой стыки стен с перекрытием закрывают специальной лентой толщиной до 5 мм с водонепроницаемой пленкой. Швы герметизируются мастикой, нахлесты полиэтиленовой пленки тщательно проклеиваются скотчем.

Затем на полу размещается крепёж для труб. Это может быть специальная арматурная сетка — к ней изделия крепятся хомутами. Установка также ведется на полистирольные плиты с углублениями, в которых изделие легко фиксируется. Есть и другие способы.

С полистирольными матами проще работать, их можно рекомендовать неопытным строителям. При их использовании дополнительно устраивать теплоизоляцию не нужно.

Устройство стяжки в теплом водяном полу

Бетонное бесшовное покрытие наносится сверху контура. Оно воспринимает нагрузку и распределяет ее на более мягкий нижележащий слой теплоизоляции. Поэтому она должна быть достаточно жесткой, но по возможности тонкой, чтобы не поглощать энергию в чрезмерном количестве. Обычно минимальная толщина составляет 40-50 мм. Этого достаточно, чтобы материал выдерживал нагрузку до 2 кН/м² (200 кгс/м²). Некоторые фирмы вводят в раствор специальные пластификаторы для повышения проводимости стяжки и ее выравнивания при термическом расширении.

За один раз заливают до 40 м² поверхности. Если площадь превышает эти размеры, пространство делят на участки, разделенные компенсационными швами шириной 3-6 мм. Шов заполняют эластичным материалом, например, полиуретаном. Если контур пересекает линию этого шва, то его в этом месте прокладывают в защитной гофрированной трубке длиной до 0,5 м. До и в процессе заливки систему держат при рабочем давлении и температуре. Сохнет бетонная стяжка не менее четырех недель.

Теплоноситель вводится только после того, как все элементы собраны, а соединения проверены. Чтобы убедиться, что все узлы работают исправно, нужно провести испытание при высоком давлении и максимальном нагреве. В таком режиме они должны проработать шесть часов. Только после этого монтаж водяного теплого пола можно считать оконченным и приступать к устройству стяжки.

• Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№235