Статьи

Описание "ВОДЯНОГО ТЁПЛОГО ПОЛА"

Что такое «теплый пол»?
В классическом виде система «водяной теплый пол» (ТП) представляет собой слой бетона со встроенными в него змеевиками нагревательных труб. Этот бетонный пласт должен быть хорошо изолирован от теплопотерь вниз и в стороны. Чем так хороши водяные теплые полы и почему их считают идеальным видом отопления? Никакой другой тип отопления, кроме отопления полом, не в состоянии обеспечить столь высокий уровень комфорта и эстетики. Комфортно отапливаемое рабочее или жилое помещение является основным условием для хорошего самочувствия. В помещении, отапливаемом традиционными системами (радиаторами и конвекторами), основной вид передачи тепла - это конвекция.

Конвективные потоки циркулируют внутри помещения следующим образом: теплый воздух от радиатора поднимается вверх к потолку, остывая, воздух опускается вниз к полу, холодный воздух с пола затягивается в радиатор, нагретый в радиаторе воздух снова поднимается к потолку и т.д. Поэтому температура воздуха у потолка выше, чем на уровне пола. Данное распределение температуры не соответствует физиологическим требованиям человека и создает неблагоприятное состояние комфорта. В отличие от радиаторов, теплый пол не создает конвекции. Он прогревает воздух в помещении всей поверхностью пола. В районе пола воздух теплее, чем у потолка. Это идеальное, с точки зрения комфорта и самочувствия, распределение температуры воздуха внутри помещения: 22°С на уровне ног и 18°С на уровне головы. Низкая температура теплоносителя - еще одно отличие системы напольного отопления от традиционных радиаторных систем. Напольное отопление позволяет получить тепловой поток 40-150 Вт с одного квадратного метра площади, при температуре теплоносителя всего 30-50° C.


Системы водяных теплых полов имеют массу неоспоримых преимуществ перед другими видами отопления, главными из которых являются:

- Повышенный комфорт, обусловленный передачей тепловой энергии за счет излучения, а не конвекции. Помещение прогревается равномерно, без «пышущих» радиаторов и холодных углов.

- Здоровье, вследствие отсутствия циркуляции пыли. Пол постоянно остается сухим и на нем не образуется плесень; уничтожается питательная среда для бактерий и пылевых клещей. Сохраняется естественный уровень влажности воздуха, причем сам воздух не теряет природной свежести.

- Гигиеничность. ТП удобны для мытья и дезинфекции, что делает целесообразным их использование в помещениях с высокими требованиями к чистоте (медицина, пищевая промышленность, особо чистые производства и т.д.).

- Безопасность. Вы и ваш ребенок никогда не получите повреждений (ушибов, царапин, ожогов), что может случиться при касании о радиатор или конвектор.

- Эффект саморегуляции. В системах ТП количество отдаваемой энергии определяется разностью температуры поверхности пола и температуры воздуха в помещении. Если температура в помещении приблизится к температуре пола, например, за счет солнечного облучения, то теплоотдача уменьшается, не позволяя комнате перегреться. И наоборот если температура в помещении упадет, например, после проветривания, то теплоотдача пола увеличивается.

- Удобство. Возможна бeспрeпятствeнная планировка помeщeний благодаря отсутствию мешающих отопительных приборов.

- Современность. Теплый пол идеально сочетается с современной отопительной техникой, использующей передовые технологии энергосбережения, такие как конденсатные теплообменники, тепловые насосы и солнечные батареи.

- Экономичность. Достигается экономия энергии до 20-30% (по сравнению с радиаторным отоплением) в жилых зданиях и до 50% в помещениях с высокими потолками.

- Долгий срок службы. Единственный элемент теплых полов, работа которого ограничена сроком службы, это труба PE-X. Она рассчитана на эксплуатацию в течение не менее 50-ти лет.


Некоторые ограничения при использовании ТП:

В хорошо утепленном доме с качественным остеклением, теплый пол часто способен полностью покрыть теплопотери. Но на лестницах, в тамбурах и других местах, где невозможно его установить или его мощности недостаточно, применение радиаторов или конвекторов неизбежно.

• Схема греющего «пирога» водяных теплых полов

Современная система теплых полов предполагает наличие нескольких основных слоистых структур. Во-первых, необходим нижний слой – паро- или гидроизляционное покрытие. Затем по периметру помещений прокладывается демпферная лента. Следующий этап - теплоизоляционный слой, покрывающий всю площадь помещений. На теплоизоляционные плиты укладывается греющая труба. Поверх греющих труб укладывается несущий слой (чаще - бетонная стяжка, но иногда, например на деревянных перекрытиях, используется ГВЛ и его аналоги). И завершает «пирог» чистовое напольное покрытие. Рекомендуется использовать керамическое, каменное покрытие или специальный ламинированный паркет.

Общая толщина «пирога» колеблется от 50 до 150 мм. Причем она, как правило, определяется не желанием пользователя, а требованиями к толщине теплоизоляции, диаметру трубы, толщине стяжки, которые, в свою очередь, зависят от теплоизоляционных свойств перекрытия, мощности теплых полов, материала облицовки и т.д. Сначала остановимся на каждом слое в отдельности, а далее, рассмотрим методики укладки водяных теплых полов традиционным «бетонным» способом, а также разновидностей «легких» теплых полов.



• Подготовка помещения

Помещение в целом должно иметь следующую степень готовности: установленные окна и двери, законченные внутренние штукатурные работы, выполненная разметка уровня «чистого» пола во всех помещениях, выведенные точки подключения воды, канализации и электричества, подготовленные ниши для распределительных шкафов ТП.

Напольное перекрытие должно быть подготовлено под требования СНиП («Свод норм и правил»). Поверхность перекрытия должна быть чистой и ровной. Неровность по площади, занимаемой одним змеевиком, не должна превышать ±5 мм. Допускаются неровности и выступы не более 10 мм. В противном случае необходимо произвести выравнивание «чернового» пола с помощью дополнительной выравнивающей стяжки. При нарушении данного требования, во время эксплуатации произойдет завоздушивание труб, резко возрастет их гидравлическое сопротивление, уменьшится теплоотдача труб и может возникнуть проблема не только с запуском теплого пола, но и с его последующей работой. Полы в помещениях, примыкающих непосредственно к грунту, должны иметь надежную гидроизоляцию.


• Пароизоляционный слой

Пароизоляционным слоем, как правило, служит полиэтиленовая пленка толщиной 0,2 мм и более. Ее назначение - защита теплоизоляции от влаги. Если в качестве теплоизоляции используется пенопласт (пенополиуретан или пенополистирол), то, впитывая влагу, пенопласт теряет свои термо- и шумоизоляционные свойства.

Каковы источники поступления влаги?

Во-первых, снизу, со стороны перекрытия. Если перекрытие холодное (под ним грунт или неотапливаемый подвал), то на границе теплоизоляции/перекрытия образуется конденсат, бетонное перекрытие сыреет, и эту сырость может впитывать пенопласт. В таком случае, пароизоляционную пленку надо укладывать первым слоем на перекрытие, под пенопласт. Укладывать пленку следует внахлест 8-10 см, проклеевая стыки липкой лентой. Края пленки у стен нужно завернуть и накрыть ей низ стены.

Во-вторых, вода может появиться сверху, между греющей трубой и теплоизоляцией. Она может впитаться в пенопласт при заливке ТП бетоном. Тогда пароизоляция нужна над пенопластом. Практически все современные теплоизоляционные плиты, разработанные специально для систем теплых полов, уже имеют верхний пароизоляционный слой из лавсана или жесткого полистирола.



• Демпферная лента

Демпферная (краевая, рантовая) лента представляет собой полосу из вспененного полиэтилена толщиной не менее 5 мм и шириной 120-180 мм. Она служит для компенсации температурного расширения стяжки и предотвращает образование теплового моста между стяжкой и стенами. Ленту укладывают вдоль боковых стен после выравнивания поверхности основания и примыкающих к нему участков стен. Она должна быть уложена вдоль всех стен, обрамляющих помещение, стоек, дверных коробок и т.п. Лента должна выступать над запланированной высотой конструкции пола минимум на 20 мм. Демпферная лента имеет «юбочку» из полиэтиленовой пленки. Ею нужно накрыть стык между теплоизоляционной плитой и демпферной лентой, чтобы туда не затекал бетон при заливке стяжки. Для удобства монтажа с тыльной стороны на демпферную ленту нанесен самоклеющийся слой для крепления ее к стене.



• Теплоизоляционные плиты

Теплоизоляция – скорее всего главный элемент системы водяных теплых полов. Назначение теплоизоляции – направить тепловой поток от греющих труб и стяжки строго вверх, в отапливаемое помещение, исключая теплопотери через нижнее перекрытие. Именно от правильно выбора теплоизоляции зависят такие важные параметры теплого пола как тепловая мощность, экономичность и несущая способность. Нормы предписывают, чтобы толщина теплоизоляционного слоя теплых полов для холодных перекрытий (над грунтом или неотапливаемым подвалом) была не менее 50 мм, а на межэтажных теплых перекрытиях – не менее 20 мм. Плотность напольного теплоизоляционного покрытия не должна быть меньше 25 кг/куб.м. Еще недавно единственным теплоизоляционным материалом был фольгированный полистирол. Это плиты пенопласта толщиной 30 мм и плотностью 30 кг/куб.м, покрытые слоем фольги. Этот вид теплоизоляции имеет как недостатки, так и преимущества. Все его плюсы больше относятся к полупромышленному применению, так как он поставляется листами по 5 кв.м. и на нем можно крепить трубы любого диаметра. Для использования в частных домах у него есть недостатки: его обязательно надо покрывать полиэтиленовой пленкой, так как слой фольги не «съедается» бетоном за 3-5 недель, для трубы нет готовых фиксаторов и приходиться применять различные приспособления (клипсы, хомуты, монтажные рейки, направляющие сетки и т.д. ) для крепления труб, очень неудобно заливать бетонную стяжку, так как велика вероятность повредить трубу.

Сейчас появились более современные материалы. Это профильные теплоизоляционные плиты. Они изготовлены из плотного пенополистирола (40 кг/куб.м.), отштампованы гидрорепеллентным способом, обладает высокой механической прочностью. Плиты покрыты пароизоляционной пленкой из жесткого полистирола. Поверхность плиты имеет специально отформованные «бобышки» для удобной и надежной укладки греющей трубы диаметрами 16 mm, 17 mm, 18 mm. Плита снабжена боковыми замками, которые позволяют формировать сплошные щиты из плит по всей поверхности отапливаемого помещения. Замки гарантируют надежное сцепление плит и исключают термоаккустические швы. Для удобства подгонки плит под конфигурацию помещения, по бокам плит нанесена линейка. Рельефная нижняя поверхность выполняет функцию шумопоглощения и сглаживания неровностей пола. Использование профильных теплоизоляционных плит позволяет на порядок сократить сроки монтажа теплых полов, обезопасить греющую трубу во время укладки и заливки бетоном, повысить прочность греющего «пирога».


• Греющие трубы

В качестве отопительных трубопроводов, в системах водяных теплых полов, могут использоваться практически все виды труб: металлопластиковые, медные, из нержавейки, полибутана, полиэтилена и т.д.


Мы предлагаем пластиковые трубы VALTEC.

Обладая всеми положительными качествами пластиковых труб (не зарастают, не подвержены коррозии, удобны для транспортировки и т.д.), трубы металлополимерные (или металлопластиковые трубы) характеризуются также высокой прочностью и способностью «держать» форму, приданную трубе монтажником.

Монтаж металлополимерных труб требует значительно меньше фитингов и креплений, чем монтаж труб из других материалов.

Стенки металлополимерных труб не пропускают молекул кислорода, что очень важно для отопительного оборудования. Кроме того, металлополимерные трубы имеют относительно небольшой коэффициент теплового линейного удлинения и устойчивы к агрессивному воздействию цемента и других строительных сред. Благодаря этому "металлополастик" больше других труб подходит для укладки в бетонную стяжку напольного отопления.

Внутренний и наружный слои металлополимерных труб VALTEC выполнены из полиэтилена с высокой степенью сшивки – 72 %. В качестве среднего слоя спользуется фольга из чистого алюминия, сваренная встык в среде инертного газа, что обеспечивает высокую надежность шва и абсолютно правильную геометрию трубы.

Прочность клеевого соединения слоев металлополимерных труб VALTEC почти в пять раз превышает нормативные требования. Отсутствие расслоения трубы при многократных перепадах температуры гарантировано.

Трубы металлополимерные VALTEC сертифицированы в НИИсантехники. При давлении до 10 бар максимальная рабочая температура для них составляет 95 ?C. Кратковременно допустим нагрев перекачиваемой жидкости до 130 ?C.

Срок службы металлополимерных труб VALTEC – не менее 50 лет.



• Укладка греющих труб

Прокладка отопительной трубы по профильной теплоизоляции не требует никаких дополнительных материалов и инструментов. Однако, если труба укладывается на плоский теплоизоляционный материал, то следует закрепить трубу хомутами или стяжками.

Для того, что бы правильно распланировать раскладку труб, необходимо учитывать несколько основных правил:

Более высокая тепловая мощность теплых полов достигается более плотной укладкой труб. И наоборот. То есть, вдоль наружных стен греющие трубы должны быть уложены более плотно, чем в середине помещения.

Не имеет смысла укладывать трубы плотнее чем через 10 см. Более плотная укладка ведет к значительному перерасходу труб, при этом тепловой поток остается практически неизменным. Кроме того, возможно появление эффекта теплового моста, когда температура подачи теплоносителя сравняется с температурой обратки.

Расстояние между греющими трубами не должно быть более 25 см, для обеспечения равномерного распределения температуры по поверхности пола. Чтобы "температурная зебра" не воспринималась ногой человека, максимальный перепад температуры по длине стопы не должен превышать 4°С.

Отступ греющих труб от наружных стен должен составлять не менее 15 см.

Не рекомендуется укладывать греющие контуры (петли) длиной более 100 м. Это приводит к высоким гидравлическим потерям. Нельзя укладывать трубы на стыке плит перекрытий. В таких случаях надо положить два отдельных контура по разные стороны от стыка. А трубы, пересекающие стык, должны быть уложены в металлические гильзы длиной 30 см.



Наиболее часто встречается 2 способа укладки греющих труб: бифилярная (она же «улитка», или «спираль») и меандровая (она же «змейка», или «зигзаг»). При укладке «змейкой» горячий теплоноситель поступает в контур, как правило, у внешней стены помещения и непрерывно охлаждается при протекании по трубам. Поэтому, в месте поступления теплоносителя (начале змеевика) достигается большая температура поверхности и, как следствие, большая теплоотдача. Далее вглубь помещения вследствие охлаждения теплоносителя уменьшается температура поверхности пола и плотность теплового потока. У такого контура неравномерное распределение тепла. Для того чтобы это исправить, можно увеличить мощность насоса или уложить петли в виде двойной змейки.





Наибoльшая равномерность прогрева теплого пола достигается при укладке «улиткой». В этом случае трубы подачи и обратки постоянно чередуются, и создают одинаковой температурный фон по всей поверхности пола в помещении. Существуют некоторые преимущества одного способа укладки перед другим. Способ «улиткой» более прост в укладке, так как контур укладывается с изгибом трубы на 90° (в то время как в «змейке» практически все повороты трубы составляют 180°). «Улитка» требует меньшей мощности циркуляционного насоса. «Змейка» незаменима при использовании теплых полов в помещениях, имеющих линейный уклон. В помещениях с уклоном распределительный шкаф ставится на самой возвышенной стене и воздух из «змейки» беспрепятственно удаляется из греющей петли. В отличие от «змейки», «улитка» в помещениях с уклоном быстро забивается воздушными пробками и перестает работать. Также «змейка» очень удобна в больших помещениях, так как позволяет укладывать контуры одинаковой длины, что существенно упрощает балансировку системы. На практике чаще используется «улитка» (по причине более равномерного прогрева и использования менее мощных насосов) или сочетание «улитки» и «змейки». Уложенные ветки труб собираются в распределительный коллектор. Правильнее устанавливать шкаф с распределительным коллектором как можно ближе к отапливаемым помещениям. Обычно это серединная часть дома. Это существенно снижает расход труб и других материалов. Если не получается установить коллектор в непосредственной близости от отапливаемого помещения, то те участки труб, которые проходят через «не свои» помещения, должны быть обязательно уложены в трубной теплоизоляции. Изгиб трубы от пола к коллектору необходимо защитить гофрированной трубкой. Это кусок шланга из ПВХ длиной порядка 40 см, который обезопасит трубу на выходе из пола.


• Опрессовка труб

Опрессовка выполняется непосредственно перед заливкой бетонной стяжки. К моменту опрессовки уже должен быть смонтирован шкаф с распределительным коллектором теплых полов, и все греющие контуры должны быть подключены к коллектору. Каждый отопительный контур в отдельности наполняется водой через коллектор подачи, до тех пор пока из него не будет вытеснен абсолютно весь воздух. Для этого необходимо по очереди полностью открыть регулирующие вентили и расходомеры на каждом контуре.


Внимание!

Во время заполнения контуров и на весь период оппрессовки, автоматические воздухоудалители должны быть закрыты! Воздух из контуров несет с собой пыль и частички мусора, которые способны вывести воздухоотводчик из строя. Воздух можно выпускать через сливные краны. Автоматические воздухоотводчики открывают только после наполнения, опрессовки и прогрева всей системы отопления.


Так как в качестве греющих труб используются металлопластиковые трубы VALTEC, то система опрессовывается холодной водой давлением 6 бар на 1 сутки.Если давление осталось неизменным, значит, испытание прошло успешно. Затем заполненные, находящиеся под давлением трубы заливают бетоном.

«Старая» немецкая норма требует еще и испытания максимальной рабочей температурой (после испытания давлением холодной водой). Нужно на полчаса разогреть систему до 80 - 85°С, проверить герметичность труб, а главное, соединений, особенно цанговых. При необходимости, соединения нужно подтянуть. Прогрев труб также полезен для снятия напряжений, возникающих при их укладке. Затем остывшие, находящиеся под опрессовочным давлением трубы заливают бетоном.

На практике, прогреть систему до заливки бетоном удается очень редко, но это и не обязательно. Намного сложнее с самим фактом наполнения системы теплых полов водой. Процесс строительства долог и его сроки не всегда жестко выполняются. Может случиться так, что теплые полы монтируются летом, и согласно всем рекомендациям, опрессовываются водой (потом выгнать воду из теплых полов невозможно) - но с наступлением холодов к помещению так и не подали тепло. Тогда появляется опасность разморозки теплых полов и разрыва труб. Если используются качественные трубы, монтаж производится квалифицированными специалистами, и нет уверенности, что помещение к холодному периоду станет отапливаемым, меньшим злом будет опрессовка системы теплых полов воздухом.


• БЕТОННАЯ СИСТЕМА

Бетонная система, как понятно из названия, предусматривает в качестве несущего и теплораспределительного слоя стяжку их цементно- песчаной смеси. Теплый пол со стяжкой выдерживает практически любые поверхностные нагрузки, имеет большую телпоемкость, создает наиболее равномерное и комфортное теплораспределение.



• Деформационный шов

Перед заливкой бетонной стяжки нужно определить места, где необходимо сделать деформационные швы. Деформационный шов нужен для компенсации температурных расширений стяжки в помещениях сложной формы и в очень вытянутых помещениях (отношение ширины к длине меньше чем 1:4 или длина стены больше чем 8 м ). В частных домах чаще всего действует следующее правило: одно помещение - одно поле стяжки, поэтому деформационные швы необходимо делать только в проемах дверей, под порогом.



Деформационный шов представляет собой эластичную ленту толщиной не менее 5 мм. В частности ею может служить демпферная лента. Он должен быть проложен через всю толщину стяжки и по всей ее ширине. Трубы, пересекающие шов, должны быть проложены в металлических или пластиковых гильзах. Так же рекомендуется разложить на трубах армирующую сетку с толщиной проволоки 3 мм и размером ячейки 100x100 мм с целью армирования бетона. Армирование цементной стяжки необязательно, но желательно. Посредством армирования нельзя замедлить процесс образования трещин и деформаций, но можно предотвратить распространение возникших трещин. Армирование должно быть прервано в районе разделительных швов. Затем происходит заливка бетонной стяжки.


• Бетонная стяжка

Обычный состав бетона не совсем подходит в качестве стяжки для теплых полов. Поэтому для улучшения его механических и физических свойств необходимо применять специальные добавки. В первую очередь - пластификатор, который повышает эластичность стяжки (предел прочности на сжатие). Без применения пластификатора, толщина стяжки над трубами, исходя из теплового расчета, должна составлять не менее 50 мм (при температуре теплоносителя 50°С и температуре поверхности пола 30°С). Пластификатор же позволяет уменьшить эту величину до 30 мм. Средний расход пластификатора на 1 кв.м отапливаемого пола составляет 0,6 - 1,0 литр. Если стяжка тонкая (3 - 4см), если помещение больше 40 кв.м, имеет сложную или вытянутую форму, а так же в качестве замены арматурной сетки рекомендуется использовать фибру. Она представляет собой волокна полипропилена, которые обладают высокой способностью к перемешиванию и хорошо распределяются по всему объёму цементно-песчаной стяжки. Средний расход фибры - 1 пакет ( 3 куб. дм) на 20 кв. м.

Состав раствора с этими добавками может быть следующим:

- цемент М400-100 кг

- песок - 500 кг

- вода - 50 л

- пластификатор - 7,7 л

- фибра 1 куб. дм.


Укладывать стяжку следует при температуре окружающей среды не ниже + 5°С.

Стяжка должна находиться под слоем влажного водоудерживающего материала в течение 7 дней после укладки.

Время полного затвердевания стяжки, согласно СНиП, составляет не менее 28 суток. Недопустимо ускорять затвердевание стяжки, включая теплый пол.


• Пуск теплого пола

После полного затвердевания, «выживания», стяжки можно запускать теплый пол в рабочий режим. Основная задача при запуске системы - удаление из нее воздуха. В системе устанавливают давление, на 15% превышающее рабочее. После этого включают насосы на малой скорости. Затем вручную клапанами перекрывают все ветви, оставляя открытой одну, и добиваются ее полного обезвоздушивания. Таким образом «продавливают» каждую из ветвей. Эту операцию необходимо проделывать несколько раз в течение нескольких дней, так как невозможно сразу выгнать воздух из достаточно длинных контуров.

Начинать прогрев теплого пола следует с температуры 20-25°С, ежедневно увеличивая ее на 5°С, вплоть до достижения проектной температуры.