Особенности и устройство теплого водяного пола

Где целесообразно применять систему водяного теплого пола.

Чаще всего теплый водяной пол используют в частном доме. При этом, при устройстве теплого пола на ограниченных участках помещения (ванная, кухня, спальня) - проще устраивать электрический теплый пол, потому что в маленьких помещениях сложнее расположить трубы с водой, чем кабель. Когда же система теплого пола планируется как основная система отопления, или если планируется устройство такой системы на большой площади (от 20 м²), - выгоднее (дешевле) устраивать водяной теплый пол.

Обустройство водяного теплого пола в квартире многоэтажного дома с централизованным отоплением с обогревом воды от централизованного отопления категорически запрещено, а устройство системы водяного теплого пола от отдельного контура отопления требует отдельного согласования с органами Государственной архитектурно-строительной инспекции.

Конструкция водяного теплого пола (послойно).

На рисунках показаны основные схемы устройства водяного теплого пола.

Схема устройства водяного теплого пола с креплением труб гарпунами к слою теплоизоляции

Схема устройства теплого пола с креплением труб хомутами к арматурной сетке

Схема устройства водяного теплого пола по грунту

Примечание. На трех рисунках выше показаны трубы теплого пола и армирующая сетка над ними. На рисунках, для наглядности, трубы и сетка нарисованы отдельно, может возникнуть впечатление, что между ними есть зазор. Так вот, зазора между трубами и армирующей сеткой,- нет.

С небольшими вариациями технология устройства водяного теплого пола представляет собой следующее (слои перечислены снизу-вверх):

• плита перекрытия (плита основания). Если конструкция пола выполнена по грунту, то вместо плиты перекрытия, будут такие слои: подсыпка из песка 5-7 см (песок можно любой), подсыпка из щебня фракция 30-50 мм, 8-10 см, полиэтиленовая пленка, черновая стяжка 7-10 см (ее можно не армировать). В черновую стяжку фракция щебня 5-10 мм и речной песок;
• гидроизоляция, оклеечная (на основе битума с различными полимерными добавками, армированные полиэстером или стеклохолстом) или обмазочная (мастики битумно-резиновые, битумно-полимерные или цементно-полимерные);
• теплоизоляция - пенополистирол или ЭППС.

• рулонная изоляция с алюминиевой поверхностью. Рекомендуем использовать изоляцию с содержанием лавсана, который не дает алюминию взаимодействовать с бетонной стяжкой.

• трубы водяного теплого пола;
• стяжка бетонная с добавлением пластификатора, армированная сеткой с ячейкой 100х100 мм, из проволоки диаметром 3-4 мм.

• напольное чистовое покрытие.  Данный материал должен иметь маркировку о возможности применения с напольным отоплением.

Особенности водяного теплого пола. 

Особенности водяного теплого пола будут рассмотрены таким образом:

1. Сравнение водяного теплого пола (как просто системы теплого пола, без учета того, что он именно «водяной») с радиаторной системой. То есть, это сравнение системы теплого пола (иногда все эти системы в общем называют ПСО - подпольные системы отопления) и РСО (радиаторная система отопления).
2. Сравнение водяного и электрического теплого пола.

Итак,

Особенности водяного теплого пола, исходя из сравнения подпольной системы отопления (ПСО) и радиаторной системы отопления (РСО).

• В помещении с теплым полом распределение температуры наиболее близко к оптимальному. Ощущение тепла идет от ног к голове. Если сделать снимок помещения инфракрасной камерой, можно увидеть, что тепло распространяется внутри помещения не равномерно.

Диаграмма распределения тепла в помещении

На рисунке слева изображена диаграмма распределения тепловых потоков в комнате, где установлена радиаторная система отопления. На рисунке справа представлена диаграмма распределения тепла с системой подпольного отопления. По диаграмме видно, что при РСО, для того, чтобы температура в комнате была порядка 20 – 22°С, Вам потребуется перегреть зону у окна до 26 – 40 °С (при этом температура воздуха будет максимальной за отопительным прибором и у потолка, где собирается теплый воздух). Получается, что радиатор греет воздух как бы возле себя, а теплый пол - по всей площади помещения.

• экономия энергии. Использование ПСО, позволяет снизить на 1 – 2 °C температуру в комнате по сравнению с радиаторной системой отопления. Это возможно за счет того, что система ПСО работает при низких температурах теплоносителя (до 55°C), при том же ощущении комфорта. Т.к. отдача тепла происходит через всю поверхность пола, это вызывает ощущение того, что температура воздуха внутри помещения выше. Только снижение температуры на 1-2°C, позволит сэкономить от 6 до 12% энергии. Кроме этого, за счет того, что не происходит локального перегрева за радиаторами, уменьшаются теплопотери через ограждающие конструкции. А при использовании системы автоматики у Вас появляется возможность регулировать температуру в разных комнатах по-разному. При правильной настройке системы автоматики, использование напольного отопления, по сравнению с радиаторной системой отопления, дает экономию 10 – 15 %. А при высоте потолков более 4 метров, Вы сэкономите еще больше. 
• нужно отметить, что устройство теплого пола требует определенной высоты помещения. Сама конструкция занимает примерно 130 мм (если теплоизоляции 50 мм), и это не всегда возможно в уже готовых помещениях с низкими потолками.
• монтаж дополнительных перегородок при уже устроенных теплых полах, требует участия специалиста.

Особенности водяного теплого пола, исходя из сравнения водяного и электрического теплого пола.

• Срок службы систем водяных теплых полов определяется сроком службы труб, установленных в системе. По данным заводов-изготовителей полимерных и металлополимерных труб, срок их службы может составить более 50 лет. Батареи или конвекторы, в среднем, подлежат замене через 25 лет. Срок службы электропроводки по нормативам заводов-изготовителей в среднем 20-25 лет, что и определяет срок службы систем электрических теплых полов в 20-25 лет.
• Водяной теплый пол тяжелее регулировать, чем электрический (связано с тем, что вода не может мгновенно нагреться- остыть, ей требуется больше времени, чем электрическому кабелю).
• В случае водяного теплого пола хуже происходит распределение тепла по поверхности пола, так как трубу с водой нельзя свернуть с таким маленьким шагом, как кабель. Кроме того, вода по мере отдачи тепловой энергии остывает и в конце контура отопления может быть на несколько градусов холоднее, чем в начале. При проектировании водяного теплого пола, необходимо особое внимание уделить правильной укладке контуров теплого пола.
• В случае с водяным теплым полом при аварии возможны протечки
• При водяном теплом поле обязательно наличие циркуляционного насоса, в гравитационных самотечных системах водяной теплый пол устроить нельзя. Чем больше поворотов (петель) в трубах, тем тяжелее прокачать жидкость в системе.

Когда водяной теплый пол может быть основной системой отопления, а когда только дополнительной.

Водяной теплый пол может быть как единственной основной системой отопления дома, так и дополнительной. В том случае, если Вы рассматриваете вариант, когда водяной теплый пол является основной системой отопления, можно самостоятельно проверить, возможно ли это. Для того, чтобы выполнить «черновой» расчет теплого водяного пола нужно сделать следующее:

• Определить теплопотери Вашего дома (получить цифру Вт на 1 м² за час). Теплопотери определяются в зависимости от площади окон, качества утепления стен, крыши и пола, высоты потолков, и т.д. и эта единица может составить от 40 Вт/м² (для помещений с эффективной теплоизоляцией и качественными стеклопакетами) до 250-300 (для помещений с тонкими кирпичными не утепленными стенами и большой площадью оконных проемов). Определить теплопотери можно при помощи разнообразных программ, которые доступны в интернете. 

Примечание. Мы выполняем расчет по теплопотерям, задавайте вопрос в раздел Вопрос-Ответ, мы посчитаем.

• Затем нужно сравнить цифру теплопотерь с усредненной мощностью водяного теплого пола (можно ориентироваться на 80-100 Вт/м²). При этом, нужно учесть, что водяной теплый пол не может располагаться на всей площади Вашего пола (так как нужно выполнить отступ от труб до стен). Активная площадь размещения труб обогрева системы водяного теплого пола для помещения, например в 20 м² может быть рассчитана по такой формуле: 20 (длина стен 5 Х 4) – 3,6 (отступ от стены до крайней точки трубы по периметру стен должен составить не меньше 15-20 см) = 16,4 м².

Для данного, предварительного, укрупненного расчета, можно принять, что из всей площади пола, 70% - активная площадь (кроме отступов от стен, нужно учитывать площадь занимаемая мебелью). После этого становится ясно, можно ли необходимую (для покрытия величины теплопотерь) площадь системы теплого пола вообще разместить на площади помещений дома, или нет. И, соответственно, получаем ответ на вопрос, может ли система водяного теплого пола быть основной, или только дополнительной.

Пример расчета. Допустим, теплопотери конкретного дома, площадью 200 м2, составили 150 Вт/м². Определяем возможную активную площадь теплого пола (70% от общей площади дома). 200х0,7= 140 м2. Это площадь, на которой теоретически можно разместить теплый пол. Теперь умножаем активную площадь на усредненную мощность теплого пола (берем цифру 90  Вт/м²). 140х90= 12600 Вт. Столько "даст" система теплого пола. А теперь посчитаем, сколько всего "уйдет" из дома тепла. Общую площадь дома умножим на цифру теплопотерь. 200х150= 30 000 Вт. Теперь сравним 30 000 Вт и 12 600 Вт. Видно, что применение теплого пола не покроет теплопотери этого конкретного дома. Значит, применение в этом случае системы теплого пола, как основной системы отопления,- исключено. Можно применить теплый пол только как дополнительную систему отопления.