Монтаж и расчет теплого пола

Отопительных устройств в наших домах мы обычно не замечаем. О них начинаем вспоминать, когда крепчает мороз, и в квартире температура падает. И хотя наши отопительные устройства греют душу не так как языки пламени в английском камине, но без них в современном доме не обойтись. На рынке представлено большое разнообразие различных типов отопительных устройств. Что предпочесть из такого разнообразия? Как обеспечить тепловой комфорт, удобство и привлекательный дизайн? Несомненно лучше обратиться к специалисту, который выдвинет ряд обоснованных аргументов в пользу того или иного устройства. Однако окончательный выбор останется за Вами. Поэтому необходимо хотя бы мало-мальски ориентироваться в этой области.

Общие сведения

Системы «Тёплого пола» находят всё более широкое применение в личном строительстве, а также в строительстве общего предназначения. Система «Тёплого пола» характеризуется относительно низкой стоимостью, надёжностью, простым и быстрым монтажом. Она является низкотемпературной системой центрального отопления с температурой теплоносителя 40-50°С, что позволяет использовать также и низкотемпературные источники тепла (солнечные коллектора, тепловые насосы). Особенностью системы «Тёплого пола» является её саморегулирование, вследствие невысокой температуры теплоносителя и поверхности пола. Что проявляется большим изменением теплоотдачи поверхности пола, при колебаниях температуры воздуха в помещении. Система бесшумна в работе, не занимает полезной площади, имеет длительный срок службы (при условии применения высококачественных материалов гарантирующих её долговечность). Особенностью системы «Тёплого пола» является то, что основная теплоотдача происходит за счёт теплового излучения. Система «ТЁПЛОГО ПОЛА» обеспечивает, при небольших дополнительных затратах, наиболее комфортные условия за счёт перераспределения температуры воздуха по высоте помещения. Распределение температуры по высоте помещения наиболее приближено к идеальному.

При использовании системы «ТЁПЛОГО ПОЛА» температура воздуха в помещении равномерно уменьшается по мере продвижения вверх. При этом ноги в тепле, а дышать приятно более прохладным воздухом. Система «Тёплого пола» обеспечивает равномерное распределение тепла, небольшую подвижность воздуха (практически прекращается перенос пыли, что особенно важно для людей страдающих аллергией). При использовании радиаторной или конверторной системы отопления распределение тепла происходит наоборот. Более тёплый воздух скапливается в верхней части помещения, и постепенно охлаждаясь, опускается вниз. В этом случае мы дышим тёплым пересушенным воздухом, с большим количеством пыли, поднятой с пола сильными конвекционными потоками воздуха, проходящими через конвектор или радиатор.

Не рекомендуется использовать систему «Тёплого пола» в спальных помещениях. Так как, когда люди лягут спать, они окажутся в зоне повышенной температуры и им будет душно. Вообще, спальные помещения относятся к той категории помещений, где необходима возможность резкого понижения или повышения температуры. Большая инерционность нагретой бетонной отливки не позволяет выполнить это условие. Если присутствует желание иметь тёплый пол и в спальне, то рекомендуется применить систему комфортного пола, сохранив участок «Тёплого пола» на небольшой площади оставшиеся тепловые потери возмещают радиаторы.

Расход тепла при использовании системы «Тёплого пола» меньше, чем в других системах за счёт более равномерного его распределения и возможности снижения температуры в помещении с 21-22 °С до 18-19 °С, без ухудшения теплового комфорта людей. Снижение температуры в помещении на 1°С уменьшает его тепловые потери примерно на 5%.

По сравнению с радиаторным отоплением экономия теплоты достигает от 15% до 25%, а в помещениях высотой свыше 5м - до 50%.

Система «ТЁПЛОГО ПОЛА» подразделяется:

1. Система КОМФОРТНОГО ПОЛА (комбинированная система)
2. Система НАПОЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ.

В первом варианте часть потерь тепла в помещении возмещает радиаторная (конверторная) система отопления, обеспечивая при необходимости быстрый прогрев помещения, а тёплый пол обеспечивает необходимый уровень комфорта. Во втором варианте система «Тёплого пола» полностью обеспечивает помещение необходимым количеством тепла.

Экономически целесообразно использовать систему напольного отопления в помещениях с потерями тепла до 65Вт/м2 , но не более 75-85 Вт/м2. Поэтому целесообразно предварительно рассмотреть вопрос ограничения тепловых потерь помещений применением теплоизоляционных материалов. Необходимо также помнить об ограничениях санитарными нормами максимальной температуры поверхности пола:

Максимально допустимая температура поверхности пола:

• детских садов - 25 °С
• жилых помещений - 26 °С
• офисов - 26 °С
• помещений с временным пребыванием людей – 29 °С
• ванные комнаты - 33 °С
• приграничные зоны при окнах - 35 °С

Принципы проектирования системы «Тёплого пола».

Разрез конструкции «Тёплого пола».

Тепловая изоляция.

Тепловая изоляция кроме основных теплоизолирующих свойств, выполняет также роль акустической изоляции. Тепловая изоляция может быть выполнена, например: из пенопластовых плит с твердостью не менее 20, жёстких волокнистых минеральных плит и других материалов. Допускаются неровности слоя изоляции до 5 мм. Не допускается наличие щелей между плитами изоляции. Это необходимо для устранения тепловых мостов образующихся вследствие попадания в щели бетона.

Подбор толщины необходимой тепло изоляции. Необходимая толщина тепловой изоляции зависит от перепада температур. Необходимо подобрать теплоизоляцию так, чтобы не более 10% тепла от труб уходило вниз. Это удобно выполнить, ориентируясь на рис.3. Данные толщины тепловой изоляции приведены при применении пенопластовых плит.

Согласно требований DIN4725 часть 3.

1. Помещение граничит с отапливаемым помещением с расчётной температурой 20 °С. R*, > 0,75т2К/Вт основной слой теплоизоляции толщиной 20-30 мм.
2. Помещение граничит с не отапливаемым погребом с расчётной температурой 6 °С R^ > 2,00т2К/Вт основной слой изоляции толщиной 20-30 мм дополнительный слой изоляции толщиной 15-20 мм
3. Помещение граничит с грунтом с расчётной температурой 0 °С R*, > 2,25т2К/Вт основной слой изоляции толщиной 20-30 мм дополнительный слой изоляции толщиной 30-45 мм
4. Помещение граничит с наружным воздухом с расчётной температурой -15 °С R„ > 3,25т2К/Вт основной слой изоляции толщиной 20-30 мм дополнительный слой изоляции толщиной 45-60 мм

Основной слой изоляции очень удобно выполнить из теплоизолирующих монтажных пластин Австрийской фирмы «KLEMM & DAMM» (или аналогичных). Они позволяют из отдельных листов размером 1000x500 мм, при толщине изоляции 30 мм, набрать необходимый контур помещения (при этом отдельные пластины защёлкиваются друг с другом - отсюда отсутствие щелей). Активный слой утеплителя, изготовленный из пенопласта, выполнен в виде специальной формовки, позволяющей закрепить на нём трубу без дополнительного крепежа. Активный слой изоляции защищён от разрушающего действия цементного раствора специальным пластиковым покрытием повышающим механическую прочность изоляционного слоя. Это важно при монтаже греющего контура и заливке бетоном, когда приходится передвигаться по слою теплоизоляции. При использовании формованной изоляции труба находится между выступами формовки и оказывается защищённой от механических повреждений. Формованная поверхность пластин позволяет также отказаться от дополнительной арматурной сетки перед заливкой бетоном.

При использовании пластин из обычного пенопласта или минеральной ваты необходим дополнительный слой полиэтиленовой плёнки, поверх которого укладывается сетка, на которую специальными фиксаторами или подвязками крепится труба. Проложив и закрепив трубу, сверху необходимо уложить арматурную сетку. При этом количество креплений измеряется тысячами. И при стоимости каждого фиксатора в несколько сантим набегает приличная сумма, заставляющая задуматься о применении более современных отформованных теплоизоляционных материалов.

Пластины «KLEMM & DAMM» находят широкую область применение и для производственных помещений (большая удельная нагрузка), помещений с ледовым покрытием (удельная нагрузка + низкая температура).

Дополнительный слой изоляции выполняется из гладкого листового пенопласта или другого теплоизолирующего материала необходимой толщины и твёрдости. Укладывается под монтажными плитами (подбор приведён выше). DIN 4725, DIN 18164, DIN 4102, DIN 4108, DIN 4109, DIN 18164.

Крепление греющего контура.

В качестве крепления греющего контура применяется:

• Монтажные плиты с отформованным креплением (самый прогрессивный),
• сетка из стальной проволоки, к которой в дальнейшем подвязывается труба,
• U - образный профиль закрепленный перпендикулярно прокладке трубы,
• П - образные шпильки закрепляемые непосредственно в слое изоляции.

Труба крепиться примерно через каждый метр. К сетке труба подвязывается синтетическими материалами или мягкой проволокой в пластмассовой оболочке.

Изоляция влагозащитная.

Применяется иногда под слоем тепловой изоляции с целью недопущения намокания последней. Выполняется из полиэтиленовой плёнки, битумных мастик или др. В случае применения тепловой изоляции с подклеенной плёнкой, а также изоляции по периметру с приклеенной плёнкой, влагозащитная изоляция не нужна. Необходимо применение слоя влагозащитной изоляции под теплоизоляцией, когда последняя укладывается на основу, которая может подвергаться воздействию влаги (например - грунт). Необходимо учитывать, что в случае применения пенопласта его нельзя укладывать непосредственно на битумные составы, вследствие размягчения пенопласта. В этом случае необходимо применение разделительной плёнки. DIN4117, DIN 18336, DIN 18337

Изоляция по периметру (компенсационный шов).

Изоляция по периметру необходима для компенсации теплового расширения массы бетона и для уменьшения потерь тепла через боковые стены. Толщина слоя изоляции по периметру должна составлять не менее 5 мм, а её высота равна высоте заливки бетона. Она выполнена из вспененного полиуретана не поглощающего влагу. Помимо изоляции по периметру используется изоляция для компенсационных швов. От предыдущей она отличается отсутствием приваренной полиэтиленовой плёнки выполняющей роль влагозащитной изоляции. Если применение изоляции по периметру всегда обязательно, то компенсационный шов применяется в случае если:

• площади помещения более 35 - 40 м2
• геометрические размеры помещения имеют отношение длина / ширина более чем 2/1

В этих случаях необходимо разбить помещение на отдельные участки и выполнить дополнительные компенсационные швы. При этом необходимо так скомпоновать прокладку греющего контура, чтобы добиться минимального количества труб проходящих через компенсационный шов (желательно чтобы через компенсационный шов проходили только две трубы: подачи и обратки). Также очень важно, как труба проходит через компенсационный шов. Труба должна проходит с небольшим изгибом внутри гофрированной трубки длиной не менее 60 см для обеспечения её подвижности.

Не допускается использование обычного поролона, так как он впитывает влагу и пропитывается цементным раствором во время бетонирования пола, а также в виду отсутствия необходимой жёсткости предохраняющей его от деформации во время бетонирования. Во время бетонирования необходимо следить за тем, чтобы «компенсационная шов» выдержала вертикальное положение и не попала под бетонный раствор. После застывания раствора лишняя по высоте компенсационная лента обрезается, и заделывается герметиком. При использовании в качестве декоративного покрытия керамической или аналогичных жёстких материалов необходимо учесть, что декоративное покрытие над тепловым швом должно иметь щель шириной 5 мм заделанную эластичным герметиком. При применении дополнительного армирования оно должно быть прервано в районе компенсационного шва, и не должно повреждать изоляцию по периметру помещения. DIN 4102, DIN 18560

Греющий контур

Отдача тепла в системе «Тёплого пола» происходит за счёт протекания горячей воды по закольцованному змеевику (греющему контуру). Тепловой поток проходит через стенку трубы, затем через слой бетона, который вместе с декоративным покрытием пола становится греющей плитой отдающей тепло помещению. После бетонирования очень проблематично заниматься ремонтом трубопровода, поэтому очень важно правильно выбрать необходимую трубу из большого их разнообразия.

• Оцинкованные стальные трубы - можно даже не рассматривать, хотя бы вследствие сильного зарастания внутренней проходного сечения трубы. При расчётном сроке эксплуатации 25 лет необходимо учитывать увеличение потерь давления в четыре раза. Кроме того, при работе со стальной трубой в забетонированном пространстве остаётся большое количество сварочных швов.

«НЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ»

• медные трубы - более устойчива к внутренней коррозии, но не допускают прямого контакта медной поверхности с цементным раствором. Необходим слой дополнительной изоляции от цемента, но он не связан воедино с медью, отсюда воздушная прослойка, препятствующая теплоотдаче.

«ОГРАНИЧЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ»

• пластиковые трубы. Не подвержены коррозии, никаких противопоказаний против контакта с цементным раствором, но не все они поддаются изгибу, тогда вся конфигурация собирается на большом количестве фитингов.

Жёсткие трубы - «НЕ ПРИГОДНЫ»

Рассматриваются только трубы поддающиеся изгибу, выполненные из упрочненного полиэтилена и соответствующие своими паспортными характеристиками требованиям DIN. 4729. Но они не сохраняют самостоятельно форму изгиба (пружинят), что усложняет работу с ними. Кроме того, все они имеют большой линейный коэффициент расширения, что нежелательно для забетонированной конструкции подвергающейся переменному тепловому режиму эксплуатации.

• комбинированная труба «HENСO» является лучшим решением этих компромиссных требований. Обладая полной коррозионной, химической и электрохимической стойкостью как снаружи, так и изнутри. Они имеют абсолютно гладкую внутреннюю поверхность, снижающую гидравлические потери давления в трубе. Отсутствие отложений солей гарантирует постоянное во времени гидравлическое сопротивление. Труба имеет армированный слой из алюминия, что помимо увеличения прочности трубы снизило её коэффициент линейного расширения. Благодаря продольной сварке алюминия труба «HENKO» обладает большой гибкостью (держит форму изгиба). Имея рабочие параметры, превышающие требования DIN 4729 по всем показателям, труба «HENCO» гарантирует более чем 50 летний срок эксплуатации. Дополнительно можно отметить применение трубы «HENCO» в любых комбинациях со стальными, медными, алюминиевыми и др. трубами.
• электрический подогрев «ТЁПЛОГО ПОЛА» (нагрев высокоомным кабелем) - при незначительно меньших затратах на обустройство системы в качестве источника тепла использует энергию электрического тока, 1Квт которой значительно дороже. Весь выигрыш в цене, полученный при установке, гасится за первые два года эксплуатации. Электрический подогрев экономически целесообразен только при отсутствии централизованного отопления и небольшой площади отапливаемого помещения.

Будьте внимательны!

На рынке продаётся большое количество комбинированных труб различных (иногда даже неизвестных) производителей. Многослойные трубы сочетают в себе все преимущества металлических и пластмассовых труб. Некоторые из них универсальны, т.к. позволяют выполнить одной трубой разводку отопления, водоснабжения, смонтировать систему «Тёплого пола». Разумеется, их популярность в мире быстро растёт. На этой волне многие фирмы обладая упрощёнными технологиями, стараются наживаться на волне популярности и выпускают продукт низкого качества.

• Не достаточно закатать алюминий с двух сторон полиэтиленом. Необходимо обеспечить единое целое всех слоёв для чего используется специальный состав, соединяющий воедино полиэтилен и алюминий.
• Сам полиэтилен достаточно мягок при высоких температурах. Поэтому его необходимо упрочнять при этом молекулярная структура переплетается, принимая сеточную структуру (у«HENCO» процент упрочнения выше 65%).
• Важен и сам способ достижения. этого упрочнения. «HENCO» использует способ воздействия бомбардировки разогнанными электронами. Он наиболее дорогой, но даёт наилучший результат. Более дешевым (на 20%)является способ воздействия химическими реактивами, но помимо меньшей степени упрочнения он например, в некоторых странах Западной Европы и Скандинавии, исключает дальнейшее применение трубы в системе водоснабжения (наличие в трубе остатков химикатов, даже после её тщательной промывки).
• Не маловажную роль имеет качество сварочного шва. Некоторые производители выпускают трубы, где алюминий сварен внахлест. При работе он излишне жёсток, при работе с ним быстро устаёшь. При изгибе в месте нахлёста слоёв труба иногда ведёт себя неустойчиво(«эффект гармошки»). Кроме того, наружный диаметр трубы неравномерен по окружности на толщину слоя алюминия в месте нахлеста (0,4мм), отсюда необходимость применения дорогостоящих фитингов компенсирующих эту неравномерность толщины.

С уважением info@klimatok.com.ua