Системы встроенного обогрева (теплый пол)
Водяной теплый пол создает максимально комфортный температурный режим, поэтому широко применяется при инженерном оборудовании дома.
При радиаторном отоплении зона комфортной температуры (20-21 ºС) находится на уровне груди стоящего человека (1,5 м), а ниже 40 см от пола температура не превышает 16-17 ºС, при этом припотолочный воздух прогревается до температур 23-24 ºС. Применение теплых полов приводит к вертикальному распределению температур, близкому к идеальному.
Среди других особенностей напольного отопления выделяют отсутствие мощных конвективных потоков и циркуляции пыли по сравнению с радиаторами и конвекторами.
Для кого-то не последнюю роль играет отсутствие в интерьере стояков и нагревательных приборов.
Конструктивные решения теплых полов
Для устройства напольного обогрева выбирают один из двух конструктивных решений:
- «Мокрый» способ.
В этом случае нагревательным элементом становится монолитная плита из бетона или цементно-песчаного раствора с греющими трубопроводами.
- «Сухой» способ.
Подходит для деревянных перекрытий, поскольку отсутствует цементная стяжка и нагрузка на балки меньше. Нагревательным элементом выступает алюминиевая или оцинкованная панель.
Раскладка петель
Оптимальный шаг петель лежит в диапазоне от 80 мм до 250 мм, поскольку меньше 80 мм трудно практично реализовать, а более 250 мм не следует применять из-за неравномерного прогрева теплого пола.
Шаг петель на примере металлополимерных труб 16х2,0 для квартир и коттеджей приведен в практической таблице.
Рекомендуемый шаг труб теплого пола
| Удельные тепловой поток, Вт/м2 | Рекомендуемый шаг петель,мм |
| До 50 | 200 |
| От 50 до 80 | 150 |
| Свыше 80 | 100 |
Из двух вариантов раскладки петель наиболее предпочтительным является укладка двойным меандром («улиткой»), поскольку на него уходит труб на 10-12 % меньше по сравнению со «змейкой». Так как мало поворотов трубы на 180 º («калачей»), то и гидравлические потери ниже на 13-15 %. Из-за чередования подающей и обратной труб прогрев пола будет более равномерным, но при такой раскладке не следует задавать расчетный перепад температур выше 5 ºС.
При устройстве теплого пола следует придерживаться принципа:
- Теплоноситель сначала должен поступать к наиболее холодным зонам помещения (окна, наружные стены).
- Если вдоль стен планируют расстанавливать мебель, то трубы укладывают на расстоянии 300 мм от стены.
- Плиты теплого пола трубы по возможности прокладываются параллельно друг к другу для равномерного прогрева.
- Петли наращивают только с применением пресс-фитингов (их сопротивление нужно включать в гидравлический расчет).
- Максимальная длина петли определяется возможностями циркуляционного насоса.
Например: для коттеджей и квартир максимальная длина петли из МПТ 16х2,0 не должна превышать 100-120 м, поскольку экономически целесообразной считается система напольного отопления с потерями давления не более 20 Кпа (2 м вод. ст.).Так как полный рулон МПТ 100 м, то удобней принимать это значение за максимальную длину петли. При шаге труб 15 см, площадь обслуживаемого пола составит 15 м2.
Чтобы потом все ремонтные работы прошли гладко, необходимо сделать схему, на которой будет указана точная привязка осей труб, чтобы их не повредить.
Требования к стяжке
Стяжка теплого пола должна быть плотной для снижения потерь тепла от трубопроводов, и прочной ,чтобы выдерживать нагрузки на пол.
При укладке стяжки из цемент-песчаного раствора необходимо обратить внимание на пластификатор. Он должен быть специальным невоздухововлекающим. Такие пластификаторы основаны на мелкодисперсных чешуйчатых частицах минеральных материалов с низким коэффициентом трения. Обычно, расход пластификатора составляет 3-5 л на м3 раствора.
Минимальная толщина стяжки над трубами составляет 30 мм. Если требуется стяжка 20 мм над трубой, то на трубы дополнительно укладывают арматурную сетку, но тоньше 20 мм даже укрепленная стяжка быть не может. Рекомендуемая общая толщина стяжки 60-80 мм.
На появление трещин в стяжке влияют низкая прочность утеплителя, отсутствие в смеси пластификатора, некачественное уплотнение смеси или слишком толстая стяжка.
Избежать появления трещин помогут следующие правила:
- Необходимо применять утеплитель под стяжкой с плотностью не менее 40 кг/м3.
- Сам раствор должен быть пластичным и обязательно содержать пластификатор.
- Добавление полипропиленовой фибры поможет избежать усадочных трещин (1-2 кг фибры на 1 м3 раствора). Для нагруженный полов нужно применять стальную фибру.
Перед заливкой раствора, трубы предварительно заполняют водой с давлением 3 бара.
После завершения установки, теплый пол рекомендуют запускать не ранее, чем через трое суток, поскольку за этот период стяжка набирает 50 % прочности в естественных условиях (без подогрева). Через семь суток стяжка наберет 70 % прочности, а за 28 суток произойдет полный набор прочности.
Требования к утеплителю
Предназначение утеплителя — уменьшить потери тепла в нижнем направлении. Он повышает коэффициент полезного действия напольного отопления, который показывает отношение теплового потока в направлении отапливаемого помещения к общему тепловому потоку. Поэтому толщина слоя утеплителя должна обеспечить потери тепла не больше 10 % от общего теплового потока от труб.
Теплоизоляционный материал также должен выдерживать нагрузку вышележащих компонентов теплого пола и полезную нагрузку на пол. Поэтому рекомендовано использовать плиты из пенополистирола с плотностью не ниже 40 кг/м3.
Арматурная сетка
Арматурная сетка, которая укладывает поверх слоя утеплителя, выполняет следующие функции:
- при прогибах плиты воспринимает растягивающие усилия;
- когда в полу проложены трубы водопровода, канализации, радиаторного отопления, арматурная сетка перекрывает каналы в слое утеплителя;
- является каркасом для крепления труб теплого пола.
Зачастую используется сетка из арматурной проволоки ВрI Ǿ 5 мм с шагом ячеи 50х50 мм, хотя на рынке присутствует специальная оцинкованная сетка от импортных производителей.
Требования к чистовому покрытию пола
Лучше всего теплый пол работает с напольными покрытиями из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности (керамическая плитка, бетон, наливные полы, безосновный линолеум, ламинат и т.п.).
При использовании древесины (паркет, паркетные щиты и доски) температура на поверхности пола не должна превышать 26 °С, также в состав смесительного узла обязательно должен входить предохранительный термостат. Работы по укладке такого напольного покрытия нужно проводить при температуре воздуха не ниже 18 °С и влажности не превышающей 40 %.
Использование алюминиевой фольги
На рынке можно встретить рекомендации поверх утеплителя укладывать алюминиевую фольгу (есть и готовые фольгированные теплоизоляционные маты и плиты). Фольга отражает большую часть лучистого теплового потока и тем самым увеличивает КПД системы.
В этом случае необходимо учитывать, что фольгированное покрытие эффективно, если трубы укладываются в воздушной прослойке: полы по лагам, в поризованных стяжках из газо- или пенобетона.
Если стяжка плотная, то применение фольги оправдано в качестве дополнительной гидроизоляции, поскольку прослойки воздуха нет и как отражатель она не работает. Следует учитывать, что при заливке цементным раствором, алюминиевая фольга должна иметь защитное покрытие из полиэтиленовой пленки, поскольку под воздействием высокощелочной среды цементного раствора (рН=12,4) алюминий может разрушиться.
Пароизоляция и гидроизоляция
Необходимость обустройства паро- и гидроизоляции вытекает из архитектурного проекта и способа устройства теплого пола. Если согласно проекту между этажами заложена пароизоляция, то дополнительную гидроизоляцию при «мокром» способе делать не нужно. В противном случае, рекомендуется на перекрытие укладывать слой пергамина, чтобы через перекрытие не протекало цементное молоко во время заливки стяжки.
Гидроизоляция в ванных комнатах, санузлах, душевые и прочих помещениях устраивается в обычном порядке поверх стяжки «теплого пола».
Деформационные швы
При укладке теплого пола не забываем о деформационных швах. Их толщина рассчитывается, исходя из коэффициента линейного расширения стяжки αст=13х10-6 1/°С. Например, если длинная сторона помещения меньше 10 м, то достаточно использовать шев 5 мм.
Заполнением деформационных швов в «мокрых» теплых полах служит эластичный материал расчетной толщины, например, демпферная лента из вспененного полиэтилена.
В общем случае расчет шва в «мокром» теплом полу ведется по формуле:
b=0,55хL,
где:
b- толщина шва в мм,
L –длина помещения в метрах.
Если используется типовая лента из вспененного полиэтилена толщиной 5 мм, то она укладывается вдоль стен и перегородок, если площадь плиты превышает 40 м2, по центру дверных проемов (под порогом). При чем, если теплый пол будет находится в двух смежных комнатах, то лента укладывается в два слоя. Также, лента необходима при длине пола более 8 метров и в местах входящих углов.
Трубы, пересекающие деформационный шов должны быть одеты в гофрокожух на расстоянии по 200 мм по обе стороны от шва. Идеальным считается решение, когда труба пересекает шов под углом 45º
Использование коллекторов
Система напольного отопления может содержать до нескольких десятков петель, запитку которых удобно производить при помощи распределительных коллекторов.
Для квартирных и коттеджных систем напольного отопления используются коллекторы с диаметрами условного прохода 3/4" и 1". Диаметр коллектора рассчитывается из условия, чтобы скорость теплоносителя в нем не превышала 1 м/с.
Диаметры коллекторов в зависимости от тепловой мощности
| Диаметр коллектора, дюйм | Тепловая мощность при расчетном перепаде температур, Вт | Расход теплоносителя, кг/с | |
| 5 °С | 10°С | ||
| 3/4 | 6573 | 13147 | 0,314 |
| 1 | 10271 | 20542 | 0,491 |
| 1 3/4 | 16828 | 33656 | 0,804 |
Коллекторы теплых полов должны иметь в своем составе арматуру для отключения каждой отдельной петли, арматуру для выравнивания перепадов давления по петлям, устройство для выпуска воздуха и осушения системы. При оборудовании системы комнатными термостатами, в состав коллекторов включаются термостатическая арматура.
Если количество петель, присоединенных к одному коллектору, не превышает 12, то в гидравлических расчетах можно применять усредненный коэффициент местного сопротивления коллектора равный 3. При большем количестве петель, потери давления на коллекторе должны рассчитываться, как потери в цепи последовательно соединенных тройников.
Коллекторы размещаются в коллекторных шкафах. Шкафы выпускаются во встраиваемом и пристенном исполнении.
Коллекторные шкафы имеют стандартную глубину 120 мм. Для размещения смесительных узлов Combi или Dual глубиной 145 мм (ШН 5/145).
Смесительные узлы и автоматика
Из-за того, что рабочая температура теплоносителя в системе лежит в пределах 35-45 ºС (максимальная не превышает 55 ºС), необходимо обязательно в системе напольного отопления применять узел смешения.
Узлы смешения создают отдельный циркуляционный контур, в котором находится теплоноситель с пониженной до настроечного значения температурой. Они обеспечивают поддержание заданной температуры и расход во вторичном циркуляционном контуре, гидравлическую увязку контуров, а также позволяют регулировать температуру и расход теплоносителя в зависимости от требований пользователя.
Специально для систем напольного отопления фирма Valtec s.r.l. выпускает насосно-смесительные узлы Combi и Dual.
Системы напольного отопления значительно инерциональны, поэтому все их преимущества можно реализовать, применяя погодозависимое регулирование.
Погодозависимая автоматика включает в себя контроллер, панель управления, датчик наружной температуры и комнатные термостаты.
