• Каталог продукции

Всё об устройстве теплых полов

О чём речь?

В этом пособии речь пойдёт не о том, какой ковёр положить на пол, чтобы он стал тёплым, а о том, как самому сделать любой пол тёплым, да и жизнь в доме комфортной. То есть речь пойдёт о подогреве поверхности пола, тогда и каменный пол станет тёплым, и по кафелю можно ходить босиком, не опасаясь простуды. Более того, тёплый пол может стать в Вашем доме отопительным прибором: незаметным, бесшумным, экономичным, полностью автоматизированным.

Немного истории

 Человеку с древних времён известно, что необходимо сделать для сохранения собственного здоровья, да и ощущения комфорта в жилище: - "держи ноги в тепле, а голову в холоде" - гласит поговорка. Первые системы обогрева пола появились тогда, когда люди догадались направить дым от костра под пол хижины. Для некоторых стран востока (Япония, Корея) подобные системы отопления стали традиционными. В Европейские страны такой способ обогрева пришёл во времена Древнего Рима. Знаменитые древнеримские термы отапливались тёплыми полами. Трудно представить не менее знаменитые турецкие бани без тёплых полов. В средние века дымоходы каминов и печей направляли в специальные каналы под каменные полы замков и дворцов.

 С появлением систем центрального отопления вновь вспомнили о "тёплых полах" и пустили горячую воду в заранее проложенные в бетонном полу трубы. Есть данные о том, что заболеваемость детей простудными заболеваниями в детских садах с подогревом пола в несколько раз ниже, чем в таких же, но с традиционными для нас батареями центрального отопления.

 Всё бы хорошо, да только надёжность и долговечность подобных систем невысока, последствия аварий весьма существенны, а поиск неисправности требует больших затрат времени и средств. В начале прошлого века начались разработки первых систем подогрева пола с помощью специальных электрических нагревательных кабелей. Со временем технология их изготовления совершенствовалась, появились современные материалы, в результате чего, наиболее передовые предприятия (например, Nexans в Норвегии) достигли небывалых показателей надёжности и долговечности. Достаточно сказать, что их кабель типа TXLP/1 имеет срок службы более 50 лет и это проверено на практике. Вероятность его выхода из строя во время действия заводской гарантии (а это 10 лет) менее 0,1%. В общем надо сказать, что в последние 20 – 30 лет в наиболее развитых странах нового строительства жилья  без использования систем обогрева "тёплый пол" практически не ведётся.

Какие преимущества

1. "Тёплый пол" с точки зрения строительной теплофизики – низкотемпературная отопительная панель. При этом способе отопления распределение тепла в помещении максимально приближено к идеальному (см. рис.1).
   
   
   
2. В связи с тем, что при этом способе обогрева разница между температурой поверхности пола и температурой воздуха невелика, в помещении отсутствуют турбулентные потоки воздуха. Пыль в помещении не циркулирует и оседает на пол, что с точки зрения гигиены является огромным преимуществом. В строительных нормах многих развитых стран системы отопления "тёплый пол" обязательны в операционных, реанимационных палатах, палатах интенсивной терапии, ожоговых центрах и т.п. Даже в производственных помещениях, где необходимо поддерживать идеальную чистоту (например, при производстве микросхем) иной способ отопления неприемлем.
   
   
3. Конвективные системы отопления (радиаторы, конвекторы и т.п.) до 25% мощности затрачивают на обогрев потолка и создание мощных восходящих (турбулентных) потоков воздуха. "Тёплый пол", как система отопления, одна из самых экономичных систем и этих непроизводительных затрат не имеет.  Более того, за счёт точнейшей регулировки температуры в каждом конкретном помещении и высокой чувствительности датчиков температуры, можно добиться дополнительной экономии электроэнергии, используя бесплатное тепло от бытовых приборов, освещения, солнечного тепла и т.п. В современном энергонасыщенном доме доля дополнительных источников тепла достигает 20 – 25% от необходимого для отопления.
   
   
4. Определяя экономичность будущей системы отопления, необходимо учитывать и такие особенности, как возможность снижения температуры воздуха в помещении на 2⁰С не снижая уровня комфорта (экономия от 5 до 7%). Возможность установки современных систем управления на основе интеллектуальных термостатов, что ведёт к дополнительной экономии 15 – 25% потребляемой электроэнергии.
   
   
5. Стоимость оборудования для системы "тёплый пол" значительно ниже стоимости аналогичных по мощности систем отопления на основе отопительных котлов. Анализируя стоимость системы надо учитывать то, что она не занимает ни метра полезной площади в доме, а в современном строительстве квадратный метр площади стоит не менее 300$. Для установки отопительного котла, как правило, отводится отдельное помещение площадью 6 – 8 квадратных метров, да и сами радиаторы занимают не менее метра полезной площади в каждом отапливаемом помещении. По технологии строительства монтаж системы "тёплый пол" входит в стадию изготовления выравнивающей бетонной стяжки пола, совместно с разводкой электропитания в доме. Укладка нагревательного кабеля лишь незначительно усложняет этот процесс.
   
   
6. Огромным преимуществом систем отопления на основе низкотемпературных нагревательных кабелей является реализация принципа, – "включил и забыл". Эти системы полностью автоматические и не требуют, в отличие от всех прочих, технического обслуживания. Только периодический контроль и, при необходимости, корректировка температуры. Более того, в этих системах изначально заложена возможность дистанционного управления.
   
   
7. Системы прямого отопления "тёплый пол", при незначительном удорожании, можно преобразовать в системы с аккумулированием тепла. Грамотно спроектированные и изготовленные, они до 90% электроэнергии потребляют по льготному ночному тарифу, а ночной тариф может быть в несколько раз ниже дневного.

Конструкция пола

Существует несколько способов устройства низкотемпературной отопительной панели, каждый из которых выбирается в зависимости от конкретных условий строительства, реконструкции или ремонта помещения. Важное значение для выбора конструкции пола имеет его функциональное назначение. Система "тёплый пол" может быть основной системой отопления, дополнительной системой или комфортным подогревом пола в отдельных помещениях различного назначения.

• Теплоизолированная низкотемпературная отопительная панель, показанная на рисунке 2. Эта конструкция является оптимальной для нового строительства или при капитальном ремонте при любом функциональном назначении системы "тёплый пол".
• Отопительная панель в клеевом слое под плиткой из натурального камня или кафеля – рисунок 3. Такая конструкция применяется при косметическом ремонте, в случае невозможности изготовления теплоизолированной панели. Применяется, как правило, в системах комфортного подогрева пола.
• Теплоизолированная низкотемпературная отопительная панель с аккумулирующим слоем – рисунок 4. Эта конструкция применяется в период нового строительства или при капитальном ремонте для устройства системы отопления с использованием двухтарифной системы оплаты электроэнергии.
• Конструкция для деревянных межэтажных перекрытий – рисунок 5. Применяется тогда, когда межэтажные перекрытия не рассчитаны на вес бетонной стяжки для устройства отопительной панели. Существуют ограничения по удельной мощности кабеля. Назначение: для комфортного подогрева пола или системы отопления с ограничительным датчиком температуры пола.

Последовательность изготовления

1. Плиты межэтажных перекрытий (10) имеют неровную поверхность и, после усадки кирпичной кладки (или по другим причинам), они не всегда строго горизонтальны. Вследствие чего, необходимо изготовить выравнивающую стяжку (9) поверх неё можно укладывать слой гидроизоляции (8).
   
   
2. Следующий этап – выбор теплоизоляции (1) и её монтаж. Лучшим вариантом теплоизоляции в данном случае является экструдированный пенополистирол типа ФЛОРМЕЙТ 200 (или его аналог) выпускаемый в виде плит толщиной от 20 до 50 мм. Для систем отопления предпочтение надо отдавать 50 мм плитам с целью повышения КПД системы. В качестве теплоизоляции можно применять и другие напольные теплоизолирующие материалы, предварительно проконсультировавшись у производителей об их совместимости с системами обогрева "тёплый пол". Хорошие результаты даёт теплоизоляция из газобетонных плит, керамзитобетона, но при этом существенно возрастает толщина теплоизолирующего слоя. Для справки: 30 мм  экструдированного пенополистирола = 50 мм минералловатной плиты =  100 мм газобетонной плиты = 150 мм керамзитобетона. Теплоизоляция должна ограждать и боковую поверхность отопительной панели от стен помещения или от участка пола, где отсутствует система обогрева. В противном случае, при сравнительно небольших площадях отопительной панели (1,5 – 3,0 м²), боковые потери могут достигать 8 – 10% от установленной мощности. В качестве теплоизолирующего слоя иногда используют фольгированный пенополиэтилен, толщиной 4 – 5 мм. Эффективность такой теплоизоляции мала (теплопотери уменьшаются на 10 – 12%), но ограничения накладываются суммарной толщиной стяжки, теплоизоляции  и напольного покрытия. Использовать в качестве теплоизолирующего слоя техническую пробку толщиной 2 мм – нецелесообразно, т.к. теплоизолирующие свойства такого тонкого слоя теплоизоляции ничтожно малы и при расчёте теплопотерь ими можно пренебречь.
   
   
3. Поверх теплоизоляции укладывается кладочная или арматурная сетка (2). Её назначение: во-первых – армировать бетонную стяжку (отопительную панель) с целью достижения необходимой прочности и теплопроводности; во-вторых – исключить непосредственный контакт нагревательного кабеля с теплоизоляцией. При малых площадях, когда армирование стяжки можно исключить, разрешается использовать поверх теплоизоляции ламинированную алюминиевую фольгу. При использовании в качестве теплоизоляции минералватных плит, ламинированную фольгу необходимо укладывать под армирующую сетку. При теплоизоляции газобетоном или керамзитобетонном, как правило, нет необходимости в арматурной сетке и тем более фольге. Алюминиевая фольга в бетонной стяжке тепло не отражает; она исключает непосредственный контакт нагревательного кабеля с теплоизоляцией, тем самым, исключая возможный перегрев поверхности кабеля.
   
   
4. На арматурную сетку крепится монтажная лента (3), как показано на рисунке 6. Вместо монтажной ленты для закрепления нагревательного кабеля на армирующей сетке можно использовать монтажные хомуты, но ни в коем случае нельзя пользоваться металлической проволокой. Если в качестве теплоизоляции применяют газобетонные плиты, то монтажную ленту крепят к ним при помощи гвоздей по бетону (для этого в монтажной ленте предусмотрены соответствующие отверстия). Аналогичным образом закрепляют монтажную ленту на бетонной стяжке при монтаже кабеля в клеевом слое под плиткой (см. рис.3).
   
   
5. Монтаж нагревательного кабеля (4) производится в соответствии с заранее рассчитанным шагом укладки - h. Для расчёта необходимо измерить площадь пола, предназначенную для отопительной панели – S. Тогда: h=S/L, где L – длина греющей части кабеля. Отопительная панель не должна заходить под стационарно устанавливаемую мебель (например, кухонную стенку) и оборудование (стиральная машина, кухонная плита, ванная и т.п.). Длина греющей части кабеля (L) указана в документации на кабель и на упаковочной коробке. На греющую часть кабеля нанесена маркировка, указывающая тип, мощность и удельную мощность кабеля (например, TXLP/1 1250/17). Пример укладки кабеля показан на рисунке 6. Место соединения греющей части кабеля с "холодным" концом имеет маркировку SPLICE (5) (в греющих кабелях других фирм на этом месте располагается соединительная муфта) и должно находиться в бетонной стяжке. "Холодные" концы кабеля (6) имеют маркировку * * * * * и могут быть обрезаны по месту до необходимой длины (исходная длина около 2 метров). Во время монтажа кабеля необходимо придерживаться основного правила: расстояние между кабелем всегда равно шагу укладки, между кабелем и границей отопительной панели – пол шага. Тщательное соблюдение этого правила ведёт к равномерному нагреву поверхности пола и облегчает сам процесс укладки. Изменять длину греющей части кабеля категорически запрещено!!!
   
   
6. Монтажная трубка (23) устанавливается в системах комфортного подогрева пола и в системах отопления с ограничительным датчиком температуры пола. Назначение монтажной трубки – защита датчика температуры пола (22) и обеспечение лёгкости демонтажа датчика, в случае его выхода из строя. Один конец трубки подходит к монтажной коробке, где будет установлен термостат (21), другой - предварительно заглушенный, располагается между соседними витками кабеля как можно ближе к поверхности пола (см. рисунок 6). При установке монтажной трубки радиус изгиба не меньше 4^х её диаметров, а диаметр трубки не менее 16 мм. В системах, применяемых при косметическом ремонте, для установки монтажной трубки необходимо пробить штробу в существующей стяжке (см. рисунок 3). В деревянных полах (рисунок 5) монтажную трубку не заглушают.
   
   
7. Для изготовления бетонной стяжки (7) отопительной панели рекомендуется использовать цементно-песчаную смесь с соотношением цемента и песка – 1/3. Марка цемента не ниже 400, а песок – просеянный. В настоящее время получили широкое распространение специальные строительные смеси для изготовления стяжки "тёплого пола" с улучшенными теплофизическими свойствами. Толщина бетонной стяжки для равномерного нагрева поверхности пола должна быть не менее 30 мм, но при толщине более 40 мм чрезмерно увеличивается инерционность системы обогрева. Для изготовления аккумулирующего слоя (рисунок 4) желательно использовать бетон с наполнителем в виде щебня (самый теплоёмкий щебень – магнезитовый). Заливать бетон необходимо в один приём на конкретную отопительную панель. Каждая отопительная панель должна иметь тепловой шов по периметру панели шириной не менее 4 мм. (см. Рисунок 2 (1)). Заливка бетоном кабеля в два или более приёмов может привести к образованию трещин в отопительной панели.
   
   
8. Ограничения на материал напольного покрытия (13) накладывает удельная установленная мощность системы обогрева (Р_уд). Для деревянных покрытий (20) существует ограничение по толщине – не более 24 мм для дерева твёрдых пород и 22 мм для дерева мягких пород. При Р_уд ³ 130 Вт/м² деревянные покрытия применять не рекомендуется, при Р_уд ³ 150 Вт/м² не рекомендуется применять линолеум и ковролин, а при Р_уд ³ 160 Вт/м² – ламинат. Для кафельной плитки, натурального камня, вакуумного бетона и т.п. этих ограничений нет.
   
   
9. Установка термостата (21) производится в стандартную монтажную коробку, от которой до уровня теплоизоляции должна быть проложена штроба. В штробу укладываются "холодные" концы нагревательного кабеля (6) и монтажная трубка (23) для датчика температуры пола (рисунок 6). Высота установки термостата для систем комфортного подогрева пола принципиального значения не имеет и может быть любой, но не ниже 30 см., а в системах отопления желательно устанавливать термостаты на уровне 1,5 м от пола. Подключать термостат необходимо в соответствии с электрической схемой подключения, входящей в инструкцию по монтажу. Термостаты  для систем отопления оснащены, как правило, встроенными датчиками температуры воздуха; для систем комфортного подогрева пола – выносными датчиками температуры пола (22). Выносные датчиками температуры пола необходимо помещать в заранее проложенные монтажные трубки (23) с целью облегчения их замены в случае необходимости.
   
   
10. Линия электропитания для "тёплого пола" должна быть в обязательном порядке защищена соответствующим по мощности Устройством Защитного Отключения (УЗО) с током срабатывания не более 30 мА.
    
    
11. Ввод системы в эксплуатацию (включение) можно производить только после становления бетонной стяжки. Процесс становления бетона занимает от 2 до 4 недель в зависимости от марки и добавок. Не рекомендуется в зимний период во время заливки стяжки сушить бетон, включая нагревательный кабель, если этот процесс не предусмотрен соответствующей технологией изготовления бетона данного состава.

Технологические особенности монтажа

1. Так называемый "тонкий тёплый пол" показан на рисунке 3. Применяется при замене старого напольного покрытия новым с установкой системы обогрева.

   

   
   Обычно такая реконструкция проводится при косметическом ремонте помещений. Уровень пола, при этом, если и можно изменить по сравнению с прежним уровнем, то на несколько миллиметров – не более. В таком случае нагревательный кабель монтируется на существующую стяжку (12) не из расчёта необходимой мощности, а в связи с необходимостью обеспечить равномерный нагрев поверхности пола. При напольном покрытии из кафельной плитки равномерный нагрев можно обеспечить при шаге укладки менее 100 мм. Минимальный шаг укладки кабеля зависит от многих параметров и должен указываться в инструкциях по монтажу (для кабеля TXLP/1 это 40 мм). Несколько завышенная установочная мощность, может оказаться необходимой, т.к. при косметическом ремонте определить толщину существующей стяжки (12), а так же наличие и качество теплоизоляции чрезвычайно трудно. Для установки датчика температуры пола в существующей стяжке необходимо изготовить штробу под монтажную трубку (23). После монтажа кабеля необходимо залить его клеевым или цементно-песчаным раствором (11), дать тому затвердеть и только после этого укладывать плитку. При укладке плитки непосредственно на кабель возможно механическое повреждение кабеля. Учитывая диаметр кабеля (у TXLP/1 – 6 мм) и минимально возможную толщину клеевого слоя для плитки, толщина такой стяжки будет в пределах 6 – 10 мм.
   
   Довольно популярные, в последнее время, нагревательные маты и миллиматы (тонкий нагревательный кабель, в заводских условиях закреплённый на пластиковую сетку) не имеют ни каких преимуществ по сравнению с выше изложенной технологией, но часто применяются при косметическом ремонте полов. Технология укладки нагревательных матов относительно проста, но это, пожалуй, единственное их достоинство. Надёжность тонких и сверхтонких кабелей, применяемых в нагревательных матах, значительно ниже рассматриваемых безмуфтовых кабелей. Повредить миллимат при монтаже легко, т.к. применяемый для него кабель имеет минимально-возможную толщину электроизоляции и защитной оболочки. Миллиматы с установочной мощностью 130 - 150 Вт/м², применяемые при косметическом ремонте, значительно дороже нагревательных кабелей, установленных по выше изложенной технологии. Миллиматами можно оборудовать пол только такой конфигурации, которую легко представить в виде набора прямоугольников заданного размера; нагревательный кабель легко равномерно распределить по площади любой конфигурации. По этим причинам технология установки миллиматов в данном пособии не рассматривается.
   
   
2. "Тёплые полы" с аккумулированием тепла нашли широкое применение в системах отопления там, где применяется льготный ночной тариф на потребляемую электроэнергию. Структура этой системы показана на рисунке 4.

   

   
   Принцип работы заключается в том, что в ночное время система накапливает необходимую для отопления энергию в тепловом аккумуляторе, в дневное время он постепенно разряжается, обогревая помещение и, в случае недостатка мощности, включается директивная система обогрева, расположенная поверх аккумулирующего слоя. Термостат, управляющий накоплением тепла, должен иметь датчик наружной температуры и датчик температуры аккумулирующего слоя. Мощность системы определяется фактическими суммарными теплопотерями помещения, при этом в аккумулирующий слой устанавливаются кабели мощностью в 1,5 раза превышающей расчетную величину, а в директивный слой – 50% от расчётной величины. В индивидуальном и малоэтажном строительстве системы с аккумулированием тепла устанавливают на первом этаже, на последующих, как правило, системы прямого отопления (рисунок 2). Термостаты, управляющие директивным слоем и системами прямого отопления, должны иметь встроенные или выносные датчики температуры воздуха.
   
   
3. "Тёплые полы" в деревянных межэтажных перекрытиях. Деревянные перекрытия, как правило, не рассчитаны на вес бетонной стяжки, поэтому необходимо применять конструкцию пола, показанную на рисунке 5.

   

   
   На черновом полу (16) на расстоянии 300 – 400 мм друг от друга устанавливаются черепные бруски (17) толщиной 30 – 40 мм. Между черепными брусками укладывают теплоизолятор (1), поверх него ламинированную фольгу или оцинкованную сетку (18) с заходом на черепные бруски на 10 – 15мм. Нагревательный кабель монтируется с помощью монтажной ленты, закреплённой на черепных брусках или хомутами к сетке. В местах перехода кабеля через брусок в нём делаются пропилы шириной 30 мм до теплоизоляции. В этом месте на брусок под кабель укладывается металлическая фольга. По черепным брускам монтируется чистовой пол (20). Хорошие результаты получаются при использовании щитового паркета, шпунтованной половой доски из твёрдых пород дерева, многослойной фанеры с последующей установкой ламината и т.п. Для дерева мягких пород, его толщина должна быть менее 20 мм, для дерева твёрдых пород – менее 25 мм. Независимо от назначения системы обогрева, её удельная установочная мощность не должна превышать 130 Вт/м², а удельная мощность кабеля – 17 Вт/м. По углам помещения в чистовом полу необходимо, в зависимости от площади пола, изготовить вентиляционные отверстия соответствующего сечения (на каждые 10 м² пола – 70 см² отверстий). При любом назначении системы обогрева, непременным является контроль температуры в воздушной подушке (19). Термостаты системы отопления, наряду с датчиком температуры воздуха, должны иметь ограничительный датчик температуры пола и ограничивать температуру воздушной подушки на уровне не более +40⁰С. Межэтажная теплоизоляция (15) существенно увеличивает КПД системы отопления, величина которого достигает 95 – 98%.
   
   
4. Способы монтажа нагревательного кабеля зависят от сложности конфигурации отопительной панели и от типа кабеля.

   

   
   На рисунке 6 показан самый распространённый способ укладки одножильного кабеля: Такой способ применяется при сравнительно несложной по конфигурации площади пола. При более сложной конфигурации применяют способ укладки, показанный на рисунке 7, либо двухжильный кабель марки TXLP/2R (см. рис. 8). Двухжильные кабели на 20 – 30% дороже одножильных, т.к. параллельно нагревательной жиле проложен в своей электроизоляции медный провод той же длины в общей экранирующей и защитной оболочках. Вести монтаж нагревательного кабеля в соответствии с рекомендациями раздела "последовательность изготовления". При креплении кабеля монтажными хомутами к армирующей сетке необходимо, перед заливкой бетонной стяжки, лишние концы хомутов обрезать.

   
   
   
   

Обратить особое внимание!

 Прохождение трубопроводов с горячей водой (в том числе и фановых) в низкотемпературной отопительной панели запрещено!

Если нет возможности избежать подобной ситуации, то трубу, перед заливкой стяжки, необходимо тщательно изолировать от неё специальной трубной теплоизоляцией с толщиной стенки не менее 15 мм. Минимальное расстояние между нагревательным кабелем и теплоизолированной трубой должно быть не меньше расчётного шага укладки! Датчик температуры в этом случае необходимо располагать между трубой и ближайшим витком кабеля.

 Изменять длину греющей части кабеля запрещается! Уменьшение длины приводит к увеличению мощности, а, следовательно, и удельной мощности кабеля. Увеличение удельной мощности кабеля ведёт к его перегреву и выходу из строя. Небольшое изменение длины греющей части после обязательных предварительных расчётов и консультации с поставщиком допускается, но при этом существенно снижается надёжность кабеля и утрачивается заводская гарантия.

 Не рекомендуется одним кабелем обогревать два  помещения с различным температурным режимом. Температура кабеля контролируется только в том помещении, где установлен термостат, – в другом помещении температуру кабеля ни что не ограничивает, и он может выйти из строя.

 В помещениях, где требуется установка нескольких кабелей, рекомендуется каждый кабель, или группу кабелей, мощностью свыше 2,5 кВт подключать через свой термостат. Это снижает затраты электроэнергии и уменьшает пиковые нагрузки на сеть.

Материал подготовил
Хомяков