Водяной тёплый пол: особенности конструкции и нюансы монтажа

Водяные тёплые полы имеют много преимуществ перед другими системами. Рассмотрим все достоинства, недостатки и особенности данной конструкции.

В основе системы водяного тёплого пола — горячая вода (или иной жидкий теплоноситель), которая нагревается, как правило, котлом. От нагревателя теплоноситель поступает на центральный распределительный коллектор, от которого идут трубы, нагревающие непосредственно пол. Проходя по трубам, теплоноситель охлаждается и попадает в сборный коллектор, откуда по обратке поступает на нагреватель (распределительный и сборный коллекторы обычно собраны в едином узле). Непрерывное движение теплоносителя обеспечивается обычно циркуляционным насосом, устанавливаемым, как правило, на обратке.

Водяные тёплые полы относятся к распределённым низкотемпературным системам отопления, которые обеспечивают максимальный уровень комфорта

Важное отличие от радиаторной системы обогрева заключается в том, что в случае с водяным тёплым полом источником тепла являются большие по площади элементы конструкции здания. За счёт увеличения излучающей тепло поверхности (площадь пола в десятки, если не в сотни раз больше площади радиаторов) мы можем значительно снизить температуру теплоносителя. Таким образом, в системе отсутствуют радиаторы отопления и им подобные теплообменники с опасно высокой температурой поверхности, исчезают и все связанные с ними проблемы, как то:

некомфортное распределение температуры воздуха по объёму помещения;
риск случайно обжечься о батарею;
слишком сильные конвекционные потоки воздуха, возникающие возле радиаторов;
наличие «естественного хранилища пыли», в роли которого подчас выступают радиаторы.

Низкая температура теплоносителя хороша и тем, что уменьшаются температурные деформации и другие нежелательные процессы (например, проницаемость полимерной трубы для кислорода снижается в 10 раз при увеличении температуры теплоносителя с 40 до 80 °С). Как результат — грамотно спроектированная и сконструированная система водяного тёплого пола без особых проблем может прослужить 40–50 лет.

При монтаже на арматурную сетку последнюю приподнимают над уровнем пола на 2−3 см, чтобы арматурная сетка была полностью в стяжке

Кроме того, тепло, идущее от пола, обеспечивает оптимальный для здоровья человека способ, так как в помещении образуется правильное распределение температуры: воздух равномерно и плавно охлаждается, достигая потолка. Другими приборами отопления добиться такого эффекта невозможно.

Где использовать: в квартире или коттедже?

Водяные тёплые полы с успехом используют в коттеджах, гораздо реже в квартирах. Редкость применения в квартирах обусловлена многочисленными сложностями, среди которых можно назвать административные преграды, риск затопления соседей, сложности монтажа и необходимость установки дополнительного оборудования. Всё это делает устройство тёплых полов в квартирах слишком обременительным для кошелька и нервной системы. Поэтому дальше речь пойдёт исключительно о тёплых водяных полах в коттеджах или таунхаусах.

При укладке отопительного контура избегайте слишком большой механической нагрузки на трубопровод, чтобы не допустить его повреждения

Такой способ отопления обычно используется как основной и закладывается на стадии проектирования дома. Он определяет и другие параметры, такие, например, как высота потолков, толщина перекрытий или тип используемого котла. Низкотемпературные распределённые системы обогрева обычно оснащаются более экономичными конденсационными газовыми котлами.

В квартире газовый котёл так просто не поставишь, а запитывать систему тёплого пола от системы центрального отопления категорически запрещено. В этом случае возможна такая конструкция: система тёплого пола дополняется теплообменником, в котором жидкость из системы отопления или ГВС нагревает теплоноситель пола, не смешиваясь с ним.

Проектирование водяного тёплого пола

Для того чтобы правильно подобрать компоненты водяного тёплого пола, вам понадобится теплотехнический расчёт.

Он включает много параметров: требуемое количество тепловой энергии, уровень теплопотерь в здании (наличие теплоизоляции, остекления балконов и т. д.), температуру теплоносителя на входе и в обратке, тип и материал самой трубы, толщину бетонной стяжки, тип материала покрытия. Исходя из этих данных, специалист вычислит пропускную способность труб и требуемый шаг укладки. Также мастер построит схему раскладки отопительных контуров. Это может оказаться непростой задачей «на геометрию», учитывая требования к трубе контура:

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

Учтите, что шаг прокладки может меняться в зависимости от тепловой нагрузки. В зоне активных теплопотерь (внешние стены, окна) он делается меньше (например, 10–15 см), а в центре комнаты — больше (20–30 см). В первую очередь труба с горячим теплоносителем должна проходить в зонах повышенных теплопотерь.

Для укладки трубы применяются две основные схемы: «змейка» и «спираль». «Змейка» проще, и к ней чаще прибегают непрофессиональные строители-проектировщики. Такой подход, в общем, оправдан, особенно для небольших (менее 10 м²) помещений. При увеличении площади при такой схеме укладки становится заметнее разница температур в разных частях помещения, поэтому для площадей более 10 м² лучше подходит «спираль».

Вариант раскладки спиралью с креплением труб к арматуре

При проектировании схемы раскладки обращайте внимание на повороты, в которых радиус изгиба трубы не должен быть меньше минимально допустимого для трубы того или иного типа.

Примерный теплотехнический расчёт вы можете сделать сами, используя онлайн-калькуляторы, которые есть на сайтах многих крупных строительных компаний. Он поможет вам определить номенклатуру и стоимость основных материалов. Раскладку контуров должен рассчитывать специалист.

Вариант конструкции тёплого пола

Основные элементы водяного тёплого пола

Трубы

Сейчас на рынке присутствует множество типов труб, которые с успехом применяются при обустройстве водяных тёплых полов. Из наиболее известных материалов можно отметить следующие.

Сшитый полиэтилен (PEX)

Трубы из сшитого полиэтилена устойчивы к высокой температуре теплоносителя (они применяются и в системах с температурой теплоносителя 80 °С, устойчивы к коррозии. Минимальный радиус изгиба у них составляет примерно десять диаметров трубы. Для систем отопления необходимо подбирать PEX-трубы с защитой от проникновения кислорода, наилучший вариант — пятислойные трубы (пять слоёв образуют сшитый полиэтилен, клей, защита от кислорода, клей, защита от механических повреждений). Такие трубы надёжнее трёхслойных (без дополнительной внешней защиты), с которыми нужно обращаться особенно осторожно.

Гофрированная нержавеющая сталь

Стальные гофротрубы — новый, но перспективный тип. Они отличаются высоким показателем теплоотдачи (теплопроводность стали примерно в 200 раз лучше, чем у полиэтилена), высокой гибкостью (так, у гофротрубы Neptun IWS при наружном диаметре 18 мм допустим радиус изгиба 30 мм). Коэффициент линейного расширения при нагреве до 50 °С в 20 раз меньше, чем у труб PEX.

Термостойкий полиэтилен PERT

Близок по характеристикам к PEX, но обладает меньшей температурной устойчивостью. Различие становится заметным при температурах теплоносителя свыше 70 °С, поэтому для тёплых полов такие трубы полностью подходят. Необходимо только, чтобы у них, как и у PEX, имелся кислородозащитный слой.

Медь

Рекордсмен по теплопроводности (в 10 раз выше, чем у стали), имеет отличные показатели по гибкости и долговечности. Но из-за дороговизны медные трубы применяются редко.

Укладка трубопровода отопительного контура спиралью обеспечивает чередование холодных и горячих участков трубы. Благодаря этому прогрев всех участков пола получается более равномерным и комфортным для пользователей.

Металлопластик

Трёхслойная труба со средним слоем из алюминиевой фольги, внешний и внутренний слои могут быть как PEX, так и PERT (что не очень существенно). Полностью непроницаема для кислорода, устойчива к температурному и химическому воздействию. Минимальный радиус изгиба у неё составляет примерно пять диаметров трубы.

Какой тип труб выбрать?

В случае с водяным тёплым полом любой тип труб способен обеспечить желаемые 40–50 лет эксплуатации. Главное — выбирать оборудование хорошо зарекомендовавших себя производителей и обязательно покупать трубы и фитинги одного и того же производителя. Это, а также аккуратное обращение с трубами при монтаже обеспечит достаточную надёжность.

Крепление труб отопительного контура на бобышках монтажных матов отличается простотой

Циркуляционный насос

Для прокачивания нужного количества теплоносителя по нескольким контурам, представляющим систему тонких труб с большим количеством поворотов, желательно обзавестись мощным насосом. Посчитайте требуемую производительность насоса и возьмите модель с запасом по производительности минимум 25–30 %.

Крепление на арматурной сетке требует от строителей большей аккуратности

Особенности напольного монтажа труб

Основание под укладку труб должно быть расположено строго горизонтально. Незначительные перепады высоты (более половины внутреннего диаметра трубы) могут повлечь за собой образование воздушных пробок в трубах. А они резко снижают и эффективность работы системы. На основание укладываются слои гидроизоляции, звукоизоляции (опционально), затем теплоизоляции. Выбор последней зависит от требуемой толщины теплоизоляционного слоя, его эффективности и общей стоимости (это может быть металлизированная лавсановая плёнка, пробковые или минераловатные маты, плиты из полипропилена или других полимерных материалов). Наиболее эффективны, например, пробковые маты, дополненные слоем лучеотражающего материала, но такая теплоизоляция будет и самой дорогой.

В качестве гидроизоляции может использоваться также полиэтиленовая плёнка или, скажем, битумная мастика. Затем на полу размещается крепёж труб. Это может быть специальная арматурная сетка (к ней трубы крепятся хомутами) или полистирольные плиты с углублениями, в которых труба легко фиксируется.

Категорически запрещается включать нагрев теплоносителя до полного отвердения цементной стяжки: в противном случае стяжка может треснуть из-за температурных деформаций

С полистирольными матами проще работать, их можно рекомендовать неопытным строителям. У них есть ещё одно преимущество: эти плиты заодно выполняют и роль теплоизоляционного слоя (в этом случае дополнительно устраивать теплоизоляцию не нужно). Зато арматурная сетка добавит прочности бетонной стяжке.

Монтаж труб на полистирольные теплоизоляционные монтажные маты

После монтажа всех элементов конструкции тёплого пола система заполняется теплоносителем и проводятся её испытания с помощью высокого давления (опрессовка) и на работоспособность (с максимальным нагревом теплоносителя в течение 6 ч). И только затем производится заливка стяжки из цементно-песчаной смеси с пластификатором.