Водяное отопление по полу. Конвекторное отопление пола в квартире: обзор радиаторов, рекомендации по монтажу. Монтаж напольного отопления своими руками

С повышением уровня жизни возросли требования к комфорту в наших квартирах. Еще 10-15 лет назад рядовой потребитель не раздумывал, какую систему отопления ему выбрать. За основу бралась проверенная и довольно простая в эксплуатации водяная система отопления. Отдавая предпочтение такому виду отопления, оставалось только определиться с типом системы, которая будет установлена (а именно, однотрубная или двухтрубная система, верхняя разводка или нижняя, тип нагревательного прибора - конвектор или радиатор и т.д.). Системы лучистого, пассивного солнечного или напольного отопления воспринимались как экзотика.

Александр КУКСА, компания Global 17 East

Рис. 1. Распределение температур в помещении традиционной системе отопления
Рис. 2. Распределение температур в помещении при напольном отоплении

Однако было бы ошибкой утверждать, что системы напольного отопления являются для нас кардинально новыми технологиями. Еще при СССР в 70-х гг. существовали термины напольного или плинтусного отопления. Но попытки внедрить такие системы, как правило, оставались только проектами, воплощенными лишь в технической документации и чертежах. Основная причина - отсутствие качественных материалов, с помощью которых можно было осуществить задуманное.

Так, для напольного отопления предлагалось использовать обыкновенные стальные трубы, а для настенного отопления разрабатывались готовые нагревательные панели с уже залитыми в бетоне змеевиками. Из-за низкой технологичности монтажа системы ни первое, ни второе не было эффективным и не давало ожидаемых результатов. Ведь стальные трубы согнуть без предварительного нагрева почти невозможно, а громоздкие готовые панели не всегда получалось интегрировать в жилые помещения. Да и нормативный срок службы данных конструкций как правило не превышал 20 лет, а расчетный срок эксплуатации здания приближается к 100 годам.

Идея использования телефонных кабелей как нагревательных элементов в электрическом напольном отоплении приводила к повышенным значениям электромагнитного поля в помещении, а это неблагоприятно влияло на здоровье человека. Системы напольного отопления снова привлекли к себе внимание с появлением на рынке качественных полиэтиленовых и металлопластиковых труб для водяного отопления, фитингов и арматуры для них, а также специальных нагревательных кабелей. В европейских странах эта система давно получила широкое распространение как удобная и эффективная технология.

Нормативные документы (прим. ред.), согласно которым в России можно проводить расчет и установку систем напольного отопления:
1. СНиП 41-01-2003 - "Отопление, вентиляция и кондиционирование". Приняты и введены в действие с 1 января 2004 г. постановлением Госстроя России от 26 июня 2003 г. №115 взамен СНиП 2.04.05-91.
2. СНиП 41-02-2003 - "Тепловые сети". Приняты и введены в действие с 1 сентября 2003 г. постановлением Госстроя России от 24 июня 2003 г.
№110 взамен СНиП 2.04.07-86.
3. СНиП 41-03-2003 - "Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов". Приняты и введены в действие с 1 ноября 2003 г. постановлением
Госстроя России от 26 июня 2003 г. №114 взамен СНиП 2.04.14-88.
4. СП 41-102-98 - Свод правил "Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб".

Преимущества и недостатки систем напольного отопления

Преимуществ систем водяного напольного отопления перед традиционными достаточно много:

Повышенный комфорт. Пол становится теплым и по нему приятно ходить, т.к. 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".

Рисунки 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, т.к. 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/м 2 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 полотенце-сушителя. 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 этого 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.

Рис. 3. Конструкция теплого пола в поперечном срезе (1 - стена, 2 - плинтус, 3 - демпферная плита, 4 - шина для укладки труб, 5 - металлопластиковая или полиэтиленовая труба, 6 - покрытие пола, паркет, линолеум, плитка и т.п., 7 - бетонная стяжка, 8 - полиэтиленовая пленка 80-100 мкм, 9 - слой теплоизоляции, 10 - слой звукоизоляции, 11 - плита перекрытия)
Физика процесса теплоотдачи с поверхности пола

На каждый градус разницы между температурой пола и воздуха в помещении приходится около 6,5 Вт/м 2 удельной теплоты, переносимой конвекцией, и около 5 Вт/м 2 удельной теплоты в виде теплового излучения. Конвекционное тепло распределяется по комнате за счет передвижения потоков воздуха. Тепловое излучение передается непосредственно на окружающие предметы, мебель и людей, находящихся в комнате. Формула, иллюстрирующая теплоотдачу при тепловом излучении, выгдядит следующим образом:

гдеt п - средняя температура поверхности пола, °С; t к - температура воздуха в комнате; °С.
Следующая формула иллюстрирует теплоотдачу при конвекции:
a конв =4.1(t п - t к ) 0.25 , Вт/(м 2 x°С
Общий удельный тепловой поток с 1 м 2 поверхности пола:
q=4.1(a изл + a конв )(t п - t к ), Вт/(м 2

В общей сложности, теплоотдача, приходящаяся на каждый градус разницы между средней температурой поверхности пола и температурой воздуха в комнате, равна 11,5 Вт/м 2 . В хорошо утепленных современных домах в самое холодное время года отопительная нагрузка равна 50-60 Вт/м 2 . Иными словами, для поддержания температуры в помещении 20 °С при отопительной нагрузке на пол 50-60 Вт/м 2 температура поверхности пола должна быть на 4,5 и 5,5 °С соответственно выше температуры воздуха в комнате.

Устройство системы теплого пола
Система теплого пола в общем случае состоит из нескольких слоев и устроена по принципу "слоеного пирога"

Монтаж теплого пола

На очищенную и сухую поверхность плиты перекрытия 1 (здесь и далее см. рис. 3) укладываются звуко- 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, т.к. теплоизоляция также выполняет функции звукоизоляции. В типичном случае общая толщина изоляции составляет 40 мм. В качестве изоляции можно использовать по-листирольные плиты плотностью не менее 35 мг/м3, подходят и другие изоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности от 0,028 Вт/ (м-°С) до 0,05 Вт/(м-°С). Например, можно использовать плиты пенопласта, жесткие и полужесткие минеральные плиты Rockwool, Paroc - 0,04 Вт/(м-°С) и др. 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 °С - 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.

Рис. 4. Теплоизоляционная плита Oventrop NP -35
Рис. 5. Укладка с использованием металлической сетки
Рис. 6. Укладка с использованием металлической сетки и проволоки

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.

Укладка труб 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 три-четыре на помещение (через каждые 2-3 м 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, т.к. 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 до стен обычно составляет 10 см, это относится как к наружным, так и к внутренним стенам. Заливка бетона осуществляется после монтажа труб, заполнения смонтированной 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).

Рис. 7. Пластиковая скоба для крепежа труб

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 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. 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 пяти 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. В противном случае лучше выбрать полиэтиленовую трубу

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). В редких случаях используются трубы других типоразмеров: 20/16 и 18/14мм.

Оценка объекта проектирования и исходные данные для проектирования

Получив заявку на проектирование теплого пола, нужно оценить сам объект проектирования. Визит и осмотр места желателен, но если есть готовые поэтажные планы и разрезы с размерами, выполненные в приемлемом масштабе, такая необходимость отпадает. Начинать проектирование нужно сразу же после получения планов у архитектора. Возможно, потребуется изменить расположение шахт в доме, материал, толщину утеплителя, толщину несущих стен и перекрытий, заранее определить места технологических отверстий под стояки. Исходными данными для проектирования являются:

местонахождение здания (климатические данные);
поэтажные планы и разрезы, выполненные в масштабе;
перечень материалов, использованных в строительстве;
материал и толщина всех наружных ограждений, а также внутренних, если они находятся против неотапливаемых помещений;
материал и тип остекления. Двухкамерное или однокамерное, заполнение специальными газами, тип профиля, как окно открывается;
желаемая температура в помещении; и материал покрытия пола для каждого помещения;
толщина и тип изоляции в полу, минимальная толщина бетонной стяжки; а расположение гребенки отопления;
расположение мебели в помещении (встраиваемые шкафы и т.п.);
расположение, материал и толщина ковровых покрытий.

Также необходимо обсудить с заказчиком следующие вопросы:

Возможность комбинированного отопления в случае больших удельных теплопотерь помещения (теплый пол и радиаторы), в этом случае нужно применять смесительные узлы для разделения отопительных контуров с разными температурами теплоносителей;
отопление ванных комнат в летний период (применение электрического обогрева в теплый период);
регулирование температуры в помещении (регулировка по каждому контуру/помещению или регулирование температурой подающей воды на входе в гребенку, расположение датчиков температуры в помещении).

Общие рекомендации при проектировании напольного отопления

Температура подающей воды. Подающая температура может находиться в пределах от 40 до 50 °С. Если в качестве источника тепла используется теплона-сосная установка, желательно взять температуру подающей воды в контур напольного отопления 40 °С. Во всех других случаях можно использовать любую подающую температуру в указанных выше пределах.
Перепад температуры. теплоносителя в контуре. Оптимальный перепад температур на входе и выходе из контура напольного отопления составляет 10°С. То есть температурный режим 40/30,45/35, 50/40. К сожалению, добиться этого часто невозможно, и поэтому рекомендуемый перепад находится в пределах от 5 до 15 СС. Меньше 5 СС не рекомендуется устанавливать из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше 15°С не рекомендуется брать по причине ощутимого перепада температуры поверхности пола, т.е. под окнами мы можем иметь температуру пола 27 °С, а в конце контура она опускается до 22 °С.
Длина контура. Максимальная длина одного контура не должна превышать 120 м, оптимальная длина контура - 100 м. Если в помещении укладываются два и больше контуров, их длину, по возможности, нужно спроектировать одинаковой. Если площадь помещения очень мала и потери тепла из него невелики (туалетная комната, участок перед входными дверьми), можно объединять контуры, т.е. отапливать его от обратной трубы соседнего контура.
Шаг труб. Применяются следующие расстояния между трубами: 10/15/20/25/ 30 см. В исключительных случаях используют межтрубные расстояния в 35/40/45 см, например для отопления холлов, спортзалов.
Теплопритоки в помещение. Тепло-приток может быть от работающей аппаратуры, бытовой техники и т.д. Тепло-приток в помещение через потолок учитывается, если помещение вверху имеет такое же напольное отопление. Расчет многоэтажных домов нужно вести с верхнего этажа к нижнему. Например, потери через пол в помещении, расположенном на втором этаже, являются полезным теплопритоком для помещения, расположенного на первом этаже. При этом полезный теплоприток помещения на первом этаже принимается не более 50 % от потерь помещения на втором.
Максимальная температура поверхности пола:

Офисные и жилые помещения - 29 °С.
Коридоры, вспомогательные помещения - 30 °С.
Ванные комнаты, бассейны - 32 °С.
раевые зоны - 35 °С.
Помещения с ограниченным пребыванием людей (производственные помещения) - 37 °С.

Потери напора. Потери напора в контуре напольного отопления не должны превышать 15 кПа, оптимальный вариант 12 кПа. Если контур имеет потери напора более 15 кПа, нужно уменьшить расход теплоносителя или разбить площадь пола в помещении на несколько контуров.
Минимальный расход теплоносителя через контур. При проектировании напольного отопления нужно помнить, что на регулирующем вентиле можно выставить минимальный расход теплоносителя на каждый контур не менее 27-30 л/ч. В противном случае нужно объединять контуры.
Пример расчета
На рис. 8 представлен план двухкомнатной квартиры на втором этаже, она, по желанию заказчика, отапливается системой "теплый пол". Территориально квартира находится в Швейцарии, проект был утвержден в декабре 2004 г. Температура в помещениях выбрана заказчиком.

Исходные данные на расчет:

наружная температура воздуха — -10°С, внутренние температуры показаны на рис. 8;
материалы покрытия - паркет дубовый (толщина 10 мм), ковролин (7 мм), плитка керамическая (7 мм);
утеплитель напольного отопления: 1-й слой - Isover PS81, 0,032 Вт/(м-°С), толщина 17 мм; 2-й слой - Gopor T/ SE, 0,038 Вт/(м-°С), толщина 15 мм;
толщина бетонной стяжки 70 мм;
окна - стеклопакеты одинарные, коэффициент теплопередачи стеклопакета 1,1 Вт/(м 2 -°С), профиль 1,5Вт/(м 2 -°С).

материал наружных стен (перечисление от внутреннего слоя):

гипсокартон 10 мм; кирпич керамический, ширина 175 мм, 0,44 Вт/(м-°С);
минеральная вата, ширина 160 мм, 0,04Вт/(м-°С);
сайдинг.

материал внутренних стен:

Кирпич 0,44 Вт/(м-°С);
стена против лестничной клетки (отапливаемая, температура 15°С) утеплена со стороны лестничной клетки минеральной ватой толщиной 30 мм.

Расчет коэффициентов теплопередачи наружных ограждений. Расчет производится по стандартной формуле:
где а нар - коэффициент теплоотдачи со стороны наружного воздуха, равен 20 Вт/(м 2 -°С); аВн - коэффициент теплоотдачи со стороны внутреннего воздуха, равен 8 Вт/(м 2 -°С); 5 - толщина слоя материала, м; X - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м-°С). Значения коэффициентов теплоотдачи взяты из швейцарских норм SIA 384/2 (Schweizerischer Ingenieurund Architekten - Verband , Warmeleistungsbedarf von Gebauden). Из расчета получены следующие величины (см. табл. 1).

Расчет теплопотерь помещений. Расчет теплопотерь помещений производится по методике SIA 384/2, т.е. теплопотери помещения складываются из суммы потерь через все ограждения данного помещения. Также рассчитываются потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха через неплотности. Не будем акцентировать внимание на этих расчетах, ведь ими владеет в достаточной мере любой инженер-проектировщик. Результаты расчета сведем в табл. 2.
Расчет теплого пола. Рассмотрим пример расчета помещения 03 (см. рис. 8). Для лучшего понимания расчет сделаем по методике ручного расчета системы напольного отопления от компании НАКА AG . Расчет довольно трудоемкий, и это делает его практически неприменимым для расчета большого количества помещений, например при проектировании отопления многоквартирных домов. К тому же он не имеет достаточной степени точности в определении реального расхода теплоносителя через контур и температуры обратной воды и может быть использован для предварительной оценки расхода материалов при инсталляции системы напольного отопления.

Таблица 1. Расчетные коэффициенты теплопередачи

Автор статьи пользуется программным продуктом WinHT швейцарской компании ААА Software fur den Haustechniker , которая специализируется на программах для проектировщиков. Эта программа позволяет производить весь комплекс теплотехнических расчетов.
Удельные потери тепла:

где Q h - теплопотери помещения, без учета потерь через пол, Вт; А - площадь, пригодная для укладки труб, м 2 .
Термическое сопротивление покрытия. Паркет в зависимости от толщины и материала имеет величину коэффициента термического сопротивления R =0,07-0,1 (м 2 x °С)/Вт, ковровое покрытие - около 0,14 (м 2 x °С)/Вт, мраморные плиты - 0,01-0,02 (м 2 x °С)/Вт.
Температуры теплоносителя. Подающая температура теплоносителя выбрана 45 °С, обратная - 35 °С.
Средняя температура теплоносителя:

Площадь краевой зоны. Под окнами прокладываются так называемые краевые зоны. В них труба укладывается с малым шагом, обычно 10 см, глубина такой зоны зависит от размеров окна и отношения площади окна к площади всей стены.
Обычно принимают от четырех до восьми витков трубы в краевой зоне. Окна в помещении 03 занимают менее 25 % общей площади стены, при этом краевая зона имеет четыре витка с шагом 10 см. Глубина зоны составляет 50 см.
A R =0.5x2.2+0.5x3.8=3 м 2

Таблица 2. Теплопотери помещений

Удельный тепловой поток в краевой зоне. По шагу трубы в краевой зоне 10 см, температурному напору 20 °С, при фиксированной величине термического сопротивления покрытия 0,14 (м 2 -°С)/Вт получаем из диаграммы на рис. 9:
q R =67 Вт/м 2

Суммарное тепло , выделяемое в краевой зоне:

Q R =67 x3=201 Вт.

Остаточное тепло:

Q A = Q h - Q D , Вт. Q D - теплоприток внутрь помещения. Это может быть тепло, поступающее от работающего оборудования. Это также и тепло, поступающее из помещения, которое находится сверху и имеет напольное отопление. В этом случае Q D равно 50 % тепловых потерь в вышерасположенном помещении через изоляцию вниз. В нашем случае для упрощения расчета не будем принимать Q D во внимание.
Q A =630-201-0=429 Вт.

Таким образом, осталось покрыть не менее 430 Вт в данном помещении.
Площадь внутренней зоны. Площадь равна разнице между общей площадью помещения и площадью краевой зоны.

A A =18.8-3=15.8 м 2

Минимально необходимый тепловой поток внутренней зоны:

Воспользуемся снова рис. 9. Полученный в результате расчета удельный тепловой поток q A =27,2 Вт/м 2 больше минимально возможного. Так, из диаграммы видно, что при температурном напоре 20 °С, даже при шаге трубы 40 см обеспечивается тепловой поток в 36 Вт/м 2 . Рекомендованный максимальный шаг труб для жилых помещений составляет 30 см, принимаем его.< При этом эффективный удельный тепловой поток внутренней зоны составляет:
q A эф =43 Вт/м 2

Эффективное тепловыделение внутренней зоны:
Q A эф =43 x15.8=680 Вт.

Потери тепла через изоляцию в помещение, расположенное внизу. На первом этаже находится такая же двухкомнатная квартира. Температура воздуха нижнего помещения 20 °С. Температурный перепад между теплоносителем и температурой воздуха в нижнем помещении:

Δt в.вх = t в.ср - t к =40-20=20 °С.

Рис. 9. Удельный тепловой поток, покрытие ковровое

По диаграмме на рис. 10 находим потери через изоляцию в нижнее помещение. В краевой зоне, при шаге труб 10 см:
q D

кр =19.7 Вт/м 2 .
Во внутренней зоне, при шаге труб 30 см.
q D вн =11.5 Вт/м 2 .

Поправка на толщину изоляции, отличную от толщины в 20 мм:
40 мм- f =0.64;
50 мм- f =0.54.

Термическое сопротивление теплопроизводности двух слоев изоляции в комнате 03:

Эквивалентная толщина изоляции с величиной λ:
δ

экв =0,04 R т.пров =40 мм.

Поправка f =0.64, итого:
q D

кр 19.7 x 0.64=12.6 Вт/м 2
q D вн 11.5 x 0.64=7.4 Вт/м 2

Потери тепла через изоляцию пола составят:
Q D = q D

кр A R + q D вн A A =12.6+7.4 x 15.8=155 Вт.

Расход теплоносителя на контур:

Длина подводящих труб из замеров по чертежу составляет 22 м. Итого общая длина трубы:
L =83+22=105 м.

Потеря напора. Из диаграммы на рис. 11 по расходу теплоносителя m =89.2 кг/ч и выбранной трубе 16/12 находим удельную потерю напора:
Δh =74Па/м.
Общая потеря напора:
ΔH = ΔhL =74 x 105=7770 Па.

Аналогичным образом расчитывается каждое помещение. После расчета изготавливаются чертежи. Для каждой комнаты приводится таблица, она используется при монтаже системы (см. рис. 12)

Эффективность системы напольного отопления в первую очередь зависит от компетенции проектировщика. Расчет напольного отопления - весьма трудоемкий процесс, он включает в себя также и расчет теплопо-терь 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 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, проектировщик же отвечает за то, будет ли система работать правильно.

Такой способ обогрева помещений, как водяное отопление пола, давно и прочно обосновался в нашей жизни среди прочих методов, при этом завоевав немалую популярность. Его суть в том, чтобы теплоноситель прогревал всю площадь напольного покрытия, тем самым обеспечивая комфортную температуру в комнате.

Существует и другая разновидность этого способа обогрева – электрические теплые полы, хотя встречаются они реже. Причина проста: нагреть воду можно разными методами с помощью различных теплоносителей, а вот при электроподогреве такого выбора нет, а в случае отключения электроэнергии исчезнет и тепло в доме. В любом случае электрическая и водяная системы отопления пола на сегодняшний день не теряют своей актуальности.

Напольное отопление: достоинства и недостатки

Наверняка никто не станет спорить с тем, что система отопления теплыми полами – наилучшая из всех существующих. Если для сравнения взять традиционную радиаторную систему и воздушный обогрев дома, то прогревание полов имеет перед ними преимущества:

Экономичность. Температура теплоносителя в контурах редко достигает 50-55 ºС, в то время как в других системах она бывает и 95 ºС. Соответственно, нагрев воды до 50 ºС потребует меньших затрат.
Комфорт. В холодное время года для человека нет ничего приятнее, чем ощущение тепла в ногах.
Равномерное распределение теплового потока по всему помещению.
Каждая система водяного отопления пола – инерционна. После длительного «разгона» нагретые водяными контурами стяжки отдают тепло медленно и долго после того, как отключится источник энергии.
Долговечная эксплуатация. Результатом правильно выполненных работ из материалов высокого качества будет работа системы до 50 лет.

Устроить греющие контуры можно в любом месте жилища, даже водяной подогрев пола на балконе.

Распределение воздушных масс в комнате по температуре при использовании различных способов обогрева.

При всех достоинствах отопление дома теплыми полами имеет некоторые недостатки, заслуживающие внимания. Например, бытует ошибочное мнение, что устройство подобного обогрева полностью избавит вас от радиаторов. В некоторых случаях это действительно возможно, но далеко не всегда.

Дело в том, что для обогрева помещения необходимо, чтобы каждый м2 площади пола выделял ориентировочно 100 Вт тепловой энергии. Если дом отлично утеплен, то для такого тепловыделения температура поверхности должна составлять не менее 35 ºС, в остальных случаях – 40 ºС и выше. Ниже на графике отражена статистика, какая доля людей и каким образом реагирует на увеличение температуры поверхности пола.

Как видно из графика, зона комфорта для большинства людей лежит в пределах температур от 20 до 30 ºС. Когда же водяное отопление в полу разогревает его по всей площади до температуры 35 ºС и выше, то как минимум 60% людей ощущают дискомфорт.

Для справки. Нормативная документация, регламентирующая санитарно-гигиенические нормы в зданиях различного назначения (СНиП 41–01-2003 «Отопление и вентиляция», п.6.5.12), четко предписывает, что температура поверхности в комнатах с постоянным пребыванием людей не может превышать 26 ºС, а с временным пребыванием – 31 ºС.

Из вышесказанного вывод следующий: если отопление под полом из труб нагреет его плоскость до температуры 26 ºС, то теплоотдача не достигнет 100 Вт/м2. Тогда тепловой мощности системы не хватит и все равно придется поставить дополнительно небольшие радиаторы.

Второй существенный недостаток, проистекающий из конструктивных особенностей системы и трудозатрат на их реализацию, – это достаточно высокая цена на теплый пол с водяным отоплением. Помимо греющих контуров понадобится оборудование и арматура для регулирования теплоносителя и его перекачки по трубопроводам этих контуров.

Совет. Чтобы не заниматься дополнительной прокладкой веток для приборов водяного отопления, стоит рассмотреть другие источники тепла, например, местные приточные установки с подогревом воздуха, длинноволновые инфракрасные излучатели, электрические или газовые конвекторы.

Как выполняется расчет мощности теплого пола

Поскольку отопление пола в частном доме или квартире – вещь дорогостоящая, к его устройству следует подойти со всей серьезностью. Если при наличии определенных навыков строительно-монтажные работы вы сможете выполнить своими руками, то для разработки схемы и тщательного просчета рекомендуется обратиться к специалистам в данной области. Они же помогут произвести пусконаладочные работы в соответствии с расчетами.

В том случае, если у вас есть желание и время разобраться во всем самостоятельно, то в первую очередь следует знать, что расчет мощности теплого пола начинается с подбора диаметра трубы для греющих контуров, затем требуется найти шаг ее укладки и определить количество этих контуров. На этот момент все расчеты необходимой мощности системы отопления должны быть произведены и получены значения тепловой мощности для каждой комнаты здания.

Например, значение площади пола из керамической плитки равно 10 м2, а необходимой мощности – 981 Вт. Тогда необходимый тепловой поток составит 98,1 Вт/м2, по этому значению надо выяснить температуру поверхности, что обеспечит водяной обогрев пола под плитку. Это можно сделать с помощью номограммы.

Видно, что значению теплоотдачи 100 Вт/м2 соответствует температура 28,8 ºС. В нашем случае это недопустимо, поскольку в помещении постоянно пребывают люди, значит, нужно 26 ºС. Этой величине соответствует теплоотдача 68 Вт/м2, а оставшиеся 100 – 68 = 32 Вт/м2 придется подавать в комнату другими способами. Как пользоваться номограммой, показано ниже.

В данном примере подходящий шаг укладки труб греющего контура – 0.3 м, по нему средняя расчетная разность температур – 19,5 ºС, что соответствует температурному графику теплоносителя – 45 / 35 ºС. Остается выяснить длину трубы, для нормальной работы системы ее длина не может превышать 100 м. Формула проста.

Длина трубы = площадь помещения / шаг укладки трубы.

Если значение превышает 100 м, то площадь надо поделить на 2 части и рассчитать два греющих контура, иначе гидравлическое сопротивление будет слишком большим, а передача тепла – неравномерной. Теплоотдача поверхности зависит от типов напольного покрытия, поэтому ниже для удобства показаны номограммы, что помогут рассчитать полы с подогревом под ламинат и линолеум.

Примечание. Развернутый расчет мощности теплых полов в понятном ключе изложен в книге В. В. Покотилова «Системы водяного отопления».

Сразу сделаем оговорку, что технология устройства водяных полов для отопления различается в таких случаях:

работы выполняются от самого уровня земли, от слоя грунта;
монтаж происходит от подвального перекрытия или черновой бетонной стяжки;
водяной пол в квартире или на 2-3 этаже частного дома.

Различия будут освещены в процессе рассмотрения технологии производства работ. Когда устройство начинается от грунта, то следует его уплотнить и выполнить черновую бетонную стяжку по всем правилам. В идеале стяжка должна набирать прочность в течении трех недель, но так как во время монтажа нагрузки будут значительно ниже расчетных, можно подождать 3-5 дней, после чего сверху нужно сделать гидроизоляционную прокладку. Результатом должна стать ровная поверхность без перепадов и прочих грубых неровностей.

Далее, монтаж водяного отопления в частном доме или квартире будет описан по технологии компании AQUATHERM, являющейся одним из лидеров на рынке систем напольного обогрева. Общая схема «пирога» представлена ниже.

Устройство водяного отопления внутри пола

Вначале по всему периметру стены оклеиваются эластичной демпферной полосой, она дает возможность будущим плитам нагрева расширяться в пределах 5 мм в каждую сторону. Сверху гидроизоляционной пленки укладывается теплоизоляция, как правило, - пенополистирол высокой плотности. При повышенных противопожарных требованиях к перекрытиям в качестве теплоизоляционного материала следует принимать плиты из базальтового волокна.

Если осуществляется монтаж водяного отопления в частном доме на первом этаже, то толщину слоя утеплителя берут по расчету, но не менее 50 мм. В случае когда работы ведутся в квартире выше первого этажа или на верхних этажах коттеджа, то толщину можно уменьшить до 20-40 мм, поскольку перепад температур между квартирами невелик.

Сверху теплоизоляционного слоя рекомендуется проложить специальную полиэтиленовую пленку с разметкой, по ней удобнее производить раскладку и монтаж труб. Материал раскатывается с нахлестом 80 мм, после чего стыки проклеиваются скотчем.

Если впоследствии в помещении ожидаются повышенные статические или динамические нагрузки на полы (тяжелая мебель, оборудование и так далее), то сверху утеплителя рекомендуется уложить сетки из арматуры диаметром 5 мм, а трубы крепить к ним пластмассовыми хомутами.

Металлопластиковые или другие трубы для теплого пола крепятся к утеплителю специальными пластмассовыми скобами, раскладка выполняется с расчетным шагом по заранее согласованной схеме, которых на выбор есть несколько.

Вырианты раскладки труб

При этом радиусы изгибов труб надо соблюдать такие, чтоб не повредить их конструкцию, для каждого вида трубопроводов эти данные подскажет торговый представитель.

Компания AQUATHERM предлагает для своих систем не металлопластиковые материалы, а трубы из полиэтилена и полибутилена диаметром 14, 16, 17 и 20 мм с минимальным радиусом изгиба 80 мм.

От домашней котельной установки теплоноситель подается к штанговому распределителю, собранному в комплекте с циркуляционным насосом. Этот смесительный узел обеспечивает необходимую температуру и движение теплоносителя во всех нагревательных элементах, от него выполняется разводка теплого пола по комнатам. При необходимости распределитель может регулировать климат в помещениях на основании сигналов комнатных термостатов, в простейшем варианте он поддерживает температуру в подающем трубопроводе с помощью накладного датчика.

Важно! Запрещается центральное водяное отопление квартир подключать к распределителю напольного обогрева. Это разбалансирует весь стояк и в результате холодно будет у всех. Подключение возможно только к индивидуальному котлу.

После надежного закрепления труб и проверки их на герметичность (опрессовки) монтаж теплых полов продолжается устройством песчано-цементной стяжки, чья толщина находится в пределах 100 мм, слой раствора над верхом трубы обеспечивается толщиной 50-55 мм. Стяжка выдерживается до застывания, а во время схватывания в ней устраиваются швы ложные (между контурами одного помещения) и деформационные (на стыках плит разных комнат). В последнюю очередь укладывается покрытие, после этого остаются только пусконаладочные работы и балансировка системы.

Заключение

Теплые водяные полы – удовольствие не из дешевых, на всех этапах работ по их устройству предстоит ответственная работа. Зато результатом будет существенная экономия (до 30%) и высокий уровень комфорта в жилище.

На сегодняшний день технология тёплого пола мало чем уступает в эффективности радиаторным системам отопления, при этом имеет массу преимуществ. Мы предлагаем рассмотреть основные достоинства систем скрытого подогрева, особенности монтажа и подключения.

Преимущества скрытого отопления

Одна сторона привлекательности систем тёплого пола заключается в скрытии инженерных коммуникаций. Гармонию интерьера не нарушат ни радиаторы, ни отопительный трубопровод, ни запорная и регулировочная арматура. Однако это не единственный плюс скрытности системы отопления.

Если в жилых комнатах трубы не проходят через перекрытия стены и по ним, это сильно облегчит проведение отделочных работ. Для выравнивания и нанесения декоративных материалов доступна вся плоскость стен, к тому же отсутствуют трудности с подрезкой напольного покрытия, нет необходимости скрывать проход труб при установке натяжных потолков. Особенно выгодно отсутствие видимых коммуникаций при смене планировки.

Помимо эстетических преимуществ есть и технические: равномерный нагрев пола создаёт оптимальную схему распространения тёплого воздуха. Поскольку основной упор делается не на конвекционную передачу тепла, а на его прямое излучение, пропадает необходимость прогревать верхнюю необитаемую зону. За счёт этого обеспечивается снижение расходов на отопление порядка 10-15%. Что самое интересное, экономия здесь не идёт в ущерб комфорту: в зоне ног соблюдается температура около 20-22 ºС, в зоне головы — на 3-4 ºС ниже.

Основные недостатки водяного тёплого пола

Главным минусом системы тёплого пола можно назвать сложность её устройства. Процесс укладки нагревательных элементов в пол достаточно технологичный и трудоёмкий, если же речь идёт о водяной системе отопления — появляются дополнительные трудности с организацией обвязки и настройкой работы отопления.

Это вовсе не повод отказаться от использования тёплого пола. При использовании качественных материалов и системы монтажа, соблюдении технологии укладки трубок в пол и устройства напольного покрытия все усилия окупятся сторицей. Тёплый пол — действительно эффективная, экономичная и долговечная система отопления, но, повторимся, только если она устроена с соблюдением ряда ключевых требований.

Из сложностей устройства стоит отдельно упомянуть необходимость тщательного выбора материала для стяжки пола. Помимо прочностных качеств, она должна отвечать нормам по теплоёмкости и теплопроводности, а также способности излучать тепло в определённом спектре — порядка 9-10 мкм. В принципе, при нагреве до 40 ºС практически все материалы на цементном связующем излучают тепло в этом диапазоне. Остается только добиться максимально возможной плотности покрытия и равномерного распространения тепловой энергии в тёплом слое стяжки. С этой целью может применяться стальная фибра, жидкое стекло или специальные полимерные добавки для стяжки тёплого пола — пластификаторы С-3, HLV-75, BV 3M и подобные.

Материалы для устройства

Как уже говорилось, системы теплого пола требуют крайне тщательного подбора материалов . Ещё полтора-два десятка лет назад все довольствовались закладкой в пол металлопластиковой трубы, убеждая себя, что кроме коррозии теплообменнику в полу ничего не грозит. Такой подход имеет ряд недостатков, которые выявляются в течение первых 3-5 лет эксплуатации.

Чтобы не повторять чужих ошибок, для тёплого пола следует использовать трубки, которые при повреждении способны со временем восстанавливать структуру полимера и обладают максимально высокой теплопроводностью. Нельзя гарантировать, что при монтаже трубок они не будут переломаны, а ведь для металлопластика это, без преувеличений, смертельный приговор. Наилучшим образом в этом плане ведёт себя сшитый полиэтилен, альтернатива которому — медь. В последнем случае есть ряд дополнительных преимуществ: ещё более высокая теплопроводность, мизерный коэффициенте теплового расширения и способность запоминать форму при деформации.

Для открытых систем отопления отсутствие избыточного давления может привести к эжекции молекул газов через стенки трубок, со временем частички газа способны собраться в довольно крупные пробки. Чтобы исключить подобные явления, современные трубы для теплого пола делают композитными со встроенным кислородным барьером.

Из материалов для устройства теплого пола нельзя обойти стороной утеплитель. Его выбор имеет определяющее значение для долговечности системы подогрева и пола в целом. Тепловой барьер должен быть несжимаемым, сохраняющим форму и, естественно, с высоким сопротивлением теплопередаче. Из всех вариантов наиболее пригодны для использования в качестве тепловой отсечки экструдированный пенополистирол и пенополиуретан, реже применяются плиты из полиизоцианурата.

Нужна ли резервная система отопления

Часто можно услышать мнение, что системы водяного теплого пола ненадёжны, а потому при их использовании в качестве основного источника отопления есть не иллюзорный риск, что со временем дом останется без единственного источника тепла. Это заблуждение связано, в первую очередь, с опытом эксплуатации систем тёплого пола, которые, по сути своей, являются бюджетными подделками оригинальной технологии.

Посудите сами: в случае применения низкокачественных труб для теплообменника риск их засорения, поломки и разрушения стяжки из-за температурного расширения возрастает в разы. Здесь действительно имеет смысл комбинировать подогрев пола с установкой радиаторов, хотя такой вариант отопительной системы сопряжен с трудностями настройки: постоянно приходится регулировать проток, иначе в помещении температура возрастает до по-настоящему дискомфортных значений.

Однако если тёплый пол устроен с учётом всех технологических требований, он может работать в качестве основной системы отопления многие десятки лет. Внимательность и чуткое отношение на этапе монтажа теплоизоляции, труб и при заливке стяжки исключают основные факторы риска как для появления протечек, так и для порчи напольного покрытия или основы, на которую оно уложено. В целом, затраты на организацию резервной системы отопления и правильное устройство водяного тёплого пола примерно равны.

Предпочтительные виды котлов

Основным недостатком систем водяного подогрева пола считается их крайне низкая устойчивость к перегреву. В основном это правило касается теплообменников из полиэтилена — этот материал обладает одним из самых высоких коэффициентов линейного температурного расширения. Для медных труб этот показатель значительно ниже.

В связи с такими ограничениями требуется правильный выбор котлового агрегата и соответствующая настройка режима его работы. Наиболее подходящими считаются котлы на природном газе и электричестве . Их система терморегуляции позволяет исключить подачу слишком горячего теплоносителя в систему тёплого пола.

Наименее пригодными для подключения водяной системы обогрева пола можно смело назвать твёрдотопливные котлы. Их пиковую мощность практически невозможно ограничить, в особенности при периодической смене вида топлива. Именно поэтому такие системы требуют включения в гидравлическую схему специальных устройств, осуществляющих поддержание температуры воды в нагревательном контуре за счёт подмешивания жидкости из обратки.

Схема подключения

Финальным аргументом против систем тёплого пола считается сложность организации схемы распределения теплоносителя. Если в системе присутствует более одного контура подогрева пола, требуется установка гидравлических коллекторов с регуляторами протока.

Схема отопления дома водяными тёплыми полами. А — газовый котёл отопления; Б — объединённый узел смешения и коллекторная группа; В — контур тёплого пола. 1 — котёл со встроенным циркуляционным насосом; 2 — группа безопасности; 3 — расширительный бак; 4 — трёхходовой клапан смешения; 5 — циркуляционный насос; 6 — шаровый вентиль; 7 — игольчатый вентиль или вентиль с сервоприводом; 8 — редуктор давления; 9 — расходомер

С одной стороны, установка и ввод в работу таких сложных сетей сопоставимы с дополнительными затратами. Однако все усилия на организацию отопления тёплым полом с лихвой компенсируются комфортом его использования: в каждой комнате можно легко наладить собственный тепловой режим, при этом вся система может быть легко и качественно сбалансирована даже при наличии нескольких десятков «петель».

В остальном подключение теплого пола производится по классической схеме организации закрытой системы отопления с избыточным давлением. Единственным дополнением является узел подготовки воды на вводе подпитки: поскольку теплообменник представлен достаточно узкими каналами, расположенными в самой низкой точке системы, требуется удалить из воды все механические примеси, способные осаждаться и со временем полностью закупорить трубки.

Идея отопления жилища путём нагрева полов была успешно реализована ещё несколько тысяч лет назад. В древних империях Европы и Азии перекрытия оборудовались разветвлёнными каналами, через которые проходили нагретые дымовые газы из печей. Концепция тёплого пола оказалась настолько удачной, что в усовершенствованном виде применяется и в наше время. Причём популярность тёплых полов неуклонно растёт, так как подобные системы становятся компактнее, дешевле, эффективнее и безопаснее. Теперь, конечно, не нужно строить под ногами каменные туннели для дымоходов – тепло передают греющим электрическим кабелем или используют более экономичные водяные полы отопления. Особенности такого варианта водяного отопления стоит рассмотреть подробнее.

Что такое водяной тёплый пол: принцип работы

Система водяного отопления пола представляет собой сеть трубопроводов, которые расположены внутри строительной конструкции пола. По трубам циркулирует теплоноситель (вода или незамерзающая жидкость), с температурой в период нагрева около 40 ºС. Тёплые трубы нагревают массивную стяжку пола, в которой забетонированы, и финишное напольное покрытие. Источником тепловой энергии может быть централизованная сеть или местное отопление с любым типом теплогенерирующего устройства. Нагретая масса пола, по сути являясь вместе с трубопроводами одним большим отопительным прибором, отдаёт тепло в помещение путём конвекции воздушных масс и тепловым излучением. Водяное отопление пола может использоваться как дополнение к радиаторам либо в качестве основного и единственного.

Достоинства и недостатки жидкостных контуров в полах

Плюсы водяного отопления в полу

Человек лучше воспринимает тепло, которое излучается снизу. Согласно многочисленным исследованиям, наиболее комфортным признаётся режим, когда температура у ног на 3-5 градусов выше, чем на уровне головы. Например, 23 и 19 градусов, соответственно. Без ущерба для комфорта при помощи тёплых полов удаётся поддерживать температурный режим в помещениях на 2-3 градуса ниже, чем при радиаторном отоплении, где у потолка воздух теплее, чем у пола.

На схеме хорошо видна разница в распределении температуры по высоте помещения при радиаторном (слева) а подпольном (справа) отоплении

При правильно спроектированной и отрегулированной системе тёплого пола отопление всех зон помещения получается равномерным, отсутствуют застойные и перегретые участки.
В отличие от систем, в которых применяют настенные радиаторы или регистры, конвективное движение воздушных масс имеет намного меньшую скорость, его направление вертикальное – нет ощущения сквозняка и в воздухе летает меньше пыли.
Температура теплоносителя, которая требуется для функционирования тёплых полов, наилучшим образом соответствует оптимальному режиму работы высокоэффективных газовых конденсационных котлов и позволяет достигать максимальной экономии топлива.
Водяные тёплые полы, пусть ненамного (1-1,5%), но экономичнее радиаторного отопления за счёт того, что температура в помещении ниже. А при условии работы в низкотемпературной системе с конденсационным котлом экономия достигает 18%. Нужно отметить, что эксплуатация электрического тёплого пола обходится недёшево, ведь использование электроэнергии - дорогой вид обогрева.
Отопление пола целиком скрыто в строительных конструкциях, что и выглядит эстетичнее и уборку в доме облегчает.
Являясь низкотемпературным отопительным прибором, тёплый пол не перегревает пыль, в отличие от традиционных радиаторов. Это благотворно действует на органы дыхания.
Влага на полу быстро высыхает, что очень удобно в ванной комнате, прихожей, бане, бассейне.
Электрические тёплые полы могут использоваться в периодически и частично отапливаемых зданиях, зимних садах, они не боятся минусовой температуры.

Минусы водяного тёплого пола

Стоимость устройства тёплых полов выше, чем монтажа радиаторов.
Чтобы тепло не уходило в пол, необходимо эффективное утепление снизу, это немного снижает высоту потолка.
Вид подогрева (водяной, электрический) определяет конструкцию пола и ограничивает выбор видов его покрытий. Наилучшим образом подходят материалы с высокой теплопроводностью: керамическая и каменная плитка, керамогранит. Деревянные полы, ковровое покрытие, линолеум на утеплённой основе снижают эффективность обогрева. Ламинат - допустимый, но не лучший вариант.
Тёплый пол в большей степени, чем радиаторы, способствует снижению влажности воздуха, поэтому желательно иметь в доме увлажнитель или домашние растения, аквариум.
Тёплый пол может нанести урон деревянной мебели с закрытым цоколем, массивным музыкальным инструментам, перед монтажом нужно точно знать расположение кухонной мебели (столов и стульев это не касается) и старинного бабушкиного комода, определить место, где будет стоять пианино и трубы там не прокладывать.

Конструктивные особенности водяного тёплого пола

Тёплый пол от водяного отопления – это не только рабочий трубопровод. Здесь необходимо в комплексе рассматривать весь пирог, начиная с несущего основания под утеплитель и заканчивая финишным покрытием.

Обогрев помещения обеспечивает массивная стяжка и покрытие пола, утеплитель предотвращает утечку энергии.

Тип основы

Магистраль водяного отопления может прокладываться двумя способами:

в стяжке из бетона,
в сухих конструкциях (сборных стяжках, каркасных полах).

Бетон выступает наилучшим распределяющим тепло элементом, монолитная стяжка работает полностью. Оптимальная её толщина определяется балансом прочностных характеристик и по возможности быстрым прогревом, рекомендуемая величина - 5 см. Если используется жёсткий утеплитель (пеностекло), необходимости в армировании нет, имеется вероятность просадки (пенопласт, ЭППС) - следует проложить металлическую сетку. Для улучшения характеристик бетона и облегчения процесса укладки в цементно-песчаную смесь следует добавить пластификатор. Во избежание образования трещин в результате температурного расширения, стяжку разделяют сплошными деформационными швами на участки площадью не более 40 м2 и с длиной одной из сторон не выше 8 м.

В сборных сухих стяжках трубы располагаются в пазах отформованного пенополистирола или в верхних слоях сыпучих материалов. В каркасных полах укладываются на обрешётку или профилированные металлические пластины между лагами. После они закрываются листами ГВЛ, ОСП и финишным покрытием. Нужно сказать, что отапливаемые полы в деревянных конструкциях менее эффективны, чем в бетонной стяжке.

Чтобы равномерно распределить тепло в сборных деревянных конструкциях, зачастую используют металлические пластины с углублением для укладки трубы

Характеристики трубопровода

Для прокладки контуров тёплого пола наилучшим образом подходят гибкие металлопластиковые трубы и трубы из сшитого полиэтилена. Их производят в бухтах, что позволяет прокладывать участки большой протяжённости без стыков. Материал термостабилен, лёгок в монтаже, долговечен и даже переносит замерзание с водой.

Трубы тёплого пола, чтобы не превысить разумную величину гидравлического сопротивления, разделяют на отдельные участки (контуры) по возможности одинаковой длины, не превышающей 80 м. Расстояние между трубами определяется теплотехническим расчётом, минимальное - 50 мм, максимальное не ограничено. Оптимальным шагом считается 100-250 мм. Монтаж производится с дистанцией в 100-300 мм. Разводка труб отопления в полу по конфигурации, как правило, относится к одному из четырёх типов, это:

Змеевик (змейка, зигзаг), на рисунке внизу тип А. Одна сторона нагревается больше, её необходимо располагать у окна.
Двойной змеевик, на рисунке внизу тип В. Нагрев пола происходит равномерно.
Спираль (улитка), тип С. Сильнее прогреваются две стороны, такую раскладку используют в помещениях с двумя наружными стенами.
Двойная спираль, тип D, прогрев равномерный.

Обратите внимание! Дистанция между трубами не всегда равномерная, в уязвимых для холода зонах она может быть меньше – например, возле наружных стен коттеджа

В зависимости от типа конструкции крепление трубопровода осуществляется несколькими способами:

скобами к основе,
винтовыми клипсами,
шинами для фиксации,
свободной укладкой в пазах профилированных утепляющих плит.

Коллектор и регулирующие устройства

Коммутация труб осуществляется посредством распределительных коллекторов. Если нужно подключить к отоплению несколько помещений, то соответствующий шкаф располагают в центре дома. В нём же находятся:

регуляторы для установки расхода – устройства, позволяющие сбалансировать все контуры между собой;
клапаны с приводом, необходимые для установки заданной температуры по команде тепловых датчиков,
смесительные узлы – комбинация циркуляционного насоса и клапана, в заданном объёме подпитывающего тёплый пол горячей водой из общей системы.

В шкафу производится подключение контуров к основным отопительным магистралям

Тепловая изоляция

Изоляционные материалы необходимы, чтобы тепловой поток был направлен вверх, в комнату. Подходят плиты из вспененных полимеров и пеностекло, в каркасных полах и минеральная вата. В бетонных полах утеплитель, помимо высокой теплосопротивляемости, должен иметь достаточную несущую способность, поглощать шумы. Как правило, используются подложки плотность 30-40 кг/м 3 , часто с жёстким наружным слоем. Если внизу расположено отапливаемое помещение, то толщина изоляционного листа может быть не менее 20 мм (лучше 50мм), холодное перекрытие или грунт нужно изолировать получше, для средней полосы России это минимум 100 мм, лучше - больше.

Обратите внимание! Более практичны (и дороги) изоляционные плиты с рельефом для укладки труб.

Разделительные прослойки

Демпферная лента из вспененного полиэтилена наклеивается по периметру комнаты и на любых стационарных конструкциях. Она позволяет стяжке свободно расширяться при нагреве. Толщина этой ленты должна быть более 6 мм, высота – не менее высоты всего пирога пола. Такая же лента укладывается в деформационные швы.

В полах по грунту и по другим потенциально влажным основаниям устраивают гидроизоляцию.

Как рассчитываются необходимые показатели системы

Водяной тёплый пол, работающий как основное отопление, должен полностью компенсировать потери тепла в помещении. Для этого следует оценить изоляционные характеристики ограждающих конструкций: стен, перекрытий, окон и дверей, определить теплопотери здания по отдельным помещениям. Учитываются сезонные колебания температур для конкретной климатической зоны.

раскладку труб по помещениям и зонам (разделение на контуры, схему, шаг);
тип трубопровода (материал, диаметр);
особенности коллектора и регуляторов;
конструкцию пола, в том числе характеристики и материал утеплителя, финишное напольное покрытие).

Монтаж труб тёплого пола с водяным отоплением по готовому проекту способен произвести и аккуратный неспециалист, обладающий начальными техническими знаниями, но чтобы качественно собрать коллекторный щит и выполнить подключение, необходимо обладать профессиональными навыками и иметь в распоряжении дорогой специализированный инструмент. Также рекомендуем не заниматься самостоятельным проектированием подобных систем, так как цена ошибки будет слишком высока.

Видео: укладка водяного теплого пола своими руками

Как быстро прогрессируют технологии! Еще буквально век назад, люди отапливали свои дома с помощью печей, после на смену пришел газ, а сегодня мы можем даже провести половое отопление. Вот об этой инновационной отопительной системе и хотелось бы поговорить в нашей статье.

Пока что ей пользуются лишь единицы российских граждан, но это дело времени. Данный вид отопления не только комфортные и удобный, но еще полезный и экономичный. Однако обо всем по порядку.

Виды напольного теплогенерирования

В первую очередь, нужно сказать, что отопление под полом подходит как для квартир, так и для частных домов. Его можно использовать в качестве основного, вспомогательного или резервного вида обогрева помещения. В настоящее время существует два вида систем «теплый пол». Давайте рассмотрим каждую по отдельности.

Водяной пол

После установки данной обогревательной системы напольное перекрытие (обычно это бетон) перестает быть перегородкой, в которой теряется тепло, а становится масштабным обогревателем. Сейчас разберемся, как это происходит.

Перед установкой водяного подогреваемого пола на основную напольную поверхность укладывается утеплитель. Затем ложится материал для крепления труб (в качестве него используются либо специальные маты и крепления, либо обычная арматурная сетка с ячейкой 10×10 см). К материалу при помощи хомутов крепятся гибкие прочные трубы малого диаметра, уложенные петлями по всему полу (как это выглядит, вы можете наблюдать на фото).

Обычно трубы отопления в полу выполнены из полибутена или полиэтилена. Обусловлено это тем, что трубы, сделанные из этих материалов – хорошо гнутся, устойчивы к высоким температурам, их почти не берет коррозия и они долговечны. Полибутеновые изделия выдерживают температуру воды до 90°C, а полиэтиленовые – до 60°C. Трубы и фитинги очень прочно соединены диффузной сваркой.

На следующем и заключительном этапе полученная конструкция заливается бетонной стяжкой, а после полного высыхания укладывается декоративное напольное покрытие.

Обратите внимание!
С данным видом обогревательной системы можно использовать любое напольное покрытие (ламинат, линолеум, плитку и т.д.).
Плюс ко всему водяной пол не перегревается, что дает возможность размещать на нем любые предметы.

Таким образом, в результате мы получили масштабный обогреватель: по трубам будет идти вода (или другой жидкий теплоноситель) и отдавать тепло бетону, который в свою очередь становится обогревательной плитой и передает тепло в помещение. Правда, цена на монтаж такой системы довольно высока – около 1500 рублей за м². Но оно того стоит.

Отдельно хотелось бы рассказать о коллекторный группе теплого водяного пола. Она представляет собой шкаф, монтируемый в заранее подготовленную нишу в стене. Зачем нужен коллекторный шкаф? Внутри него стыкуются трубы, которые отводятся от системы центрального отопления и трубы отопления под полом.

Кроме этого, в нем находится запорная арматура, в виде регулировочных кранов. После установки шкафа, в него заводят две трубы (подающую и возвратную), подключенные к центральной системе отопления: по подающей трубе поступает горячая вода, а возвратная – вбирает всю остывшую воду и выводит ее обратно в центральную отопительную систему.

Данный вид системы представляет собой электрические секции или маты, преобразовывающие ток в тепло. Секции могут отличаться размерами и мощностью.

Внимание!
Электрическое отопление пола не допускает, чтобы на нем стояли тяжелые предметы.
Если на «теплом поле» будет стоять мебель, то в этом месте температура повысится до критической отметки, что полностью выведет из строя систему обогрева.
К счастью, производители практически всегда ставят специальные датчики, отключающие подачу тока при перегреве.

Электрическое или инфракрасное отопление в полу гораздо проще в монтаже и его можно осуществить своими руками. Но и здесь есть свои нюансы, которые мы постараемся рассмотреть. Итак, как происходит установка данного вида обогрева?

Вот краткая инструкция:

Преимущества систем «теплый пол»

равномерное распределение тепла от пола до потолка;
возможность регулировать температуру;
большая часть тепла передается излучением, что воспринимается человеческим организмом более комфортно;
заметная – в типовых жилых помещениях 20-30%, в помещениях с высокими потолками 50% и выше;
отсутствие громоздких традиционных отопительных агрегатов, что освобождает пространство и позволяет использовать его по максимуму;
отсутствие конвективных потоков, что в значительной степени уменьшает количество пыли в воздухе.

В заключение

Водяное или электрическое отопление полов по достоинству оценят те, кто любит комфорт во всем, а также семьи, где есть маленькие дети, так любящие играть на полу. Установив такую систему, больше не придется переживать за эффективность обогрева дома! В дополнение предлагаем посмотреть тематический видео материал, который непременно станет для вас полезным, если вас заинтересовала система «теплый пол».