Мастер-класс по устройству систем водяного теплого пола по различным основаниям.
Для энергоэффективного коттеджа, возводимого в рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД», выбран фундамент УШП. Одним из достоинств этого высокотехнологичного основания является интегрированная система напольного водяного отопления. За процессом монтажа теплого пола в коттедже портала можно проследить в истории проекта. В фундаментную плиту дома заложена система напольного отопления Uponor Classic с применением труб из сшитого полиэтилена. В данном материале рассмотрим основы и нюансы устройства подобных систем, которыми делятся специалисты в формате мастер-класса:
- Чем обоснован выбор напольной системы отопления.
- Почему необходим теплоизоляционный барьер.
- Особенности устройства систем водяного теплого пола.
- Монтаж систем напольного отопления.
Почему выбирают теплый пол
Водяной теплый пол – это низкотемпературная отопительная система, в которой нагревательным элементом является вмонтированный в фундамент или перекрытия контур с жидким теплоносителем. Магистраль подключается к коллекторным узлам, обеспечивающим циркуляцию жидкости и поддержание заданного температурного режима. Основная масса контуров в современных системах выполняется трубами из сшитого полиэтилена (PE-Xa), хотя возможно использование и других разновидностей (металлопластик, гофрированная нержавеющая сталь).
Сшитый полиэтилен характеризуется повышенной устойчивостью к высокому давлению и перегреву, а также повышенным сроком службы, и менее требователен к условиям монтажа, что определяет популярность его применения не только в теплых полах, но и в других инженерных системах зданий.
В зависимости от типа основания (грунт, плиты перекрытий, деревянные лаги), монтируют бетонные и плитные (на базе ГКЛ, ОСП, ЦСП и др.) системы теплого пола. Наиболее распространены бетонные системы водяного напольного отопления – контур замуровывается в стяжку чернового пола с соблюдением рекомендованных параметров.
Стяжка системы напольного отопления должна изготавливаться в соответствии с требованиями СНиП 2 .03 .13-88 «Полы» и СНиП 3 .04 .01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия». Общая толщина стяжки рассчитывается в соответствии с несущей способностью, указываемой в техническом задании. Толщина стяжки над трубами должна составлять от 30 мм до 70 мм, обычно она составляет 45 мм над трубой. Слой менее 30 мм не только более подвержен деформациям и растрескиванию, но и недостаточен для эффективного теплосъема и равномерного распределения тепла.
Системы напольного отопления повсеместно распространены в качестве дополнительного источника обогрева, но в последнее время их все чаще выбирают и в качестве основного источника тепла. Это объясняется несколькими факторами:
- Принцип действия – поступающее снизу тепло более равномерно прогревает весь объем помещения, по мере подъема к потолку температура воздуха понижается.
- Экономичность – на поддержание комфортной температуры в помещении требуется меньше энергоносителей, что позволяет сократить расходы на отопление.
- Эффективность – достаточно нагрева теплоносителя до 30-40⁰С для выхода на рабочий режим.
Выбор оптимального способа отопления зависит не столько от показателей самих систем, сколько от параметров энергосбережения конструкции. Теплый пол в качестве основного отопления показан в энергоэффективных домах, где теплопотери сведены к минимуму.
Зачем нужна теплоизоляция
Независимо от разновидности системы напольного отопления и типа основания, под контур обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала.
Изоляция конструкции пола выполняется для уменьшения потерь тепла в направлении вниз. Теплоизоляционный слой должен состоять из жестких плит плотностью не менее 35 кг/мᶟ, чаще всего это ЭППС. Толщина теплоизоляционного слоя должна составлять 30-90 мм, в зависимости от теплопотерь и теплового режима помещений. Как правило, для цокольных этажей толщина слоя составляет 90 мм, для прочих достаточно 30 мм.
При отсутствии изолирующего слоя в перекрытия уйдет от 50 до 70 % выделяемого контуром тепла, что приведет и к перерасходу энергоносителей, и к ускоренному износу системы.
Чтобы добиться максимальной теплоотдачи, используют или утеплитель с фольгированным слоем, или поверх утеплителя еще слой материала с отражающей поверхностью. Это также позволит уберечь поверхность плит от контакта с цементным молочком при заливке. С этой же целью используют гидроизоляцию – специальную, входящую в линейку системы определенного производителя, или толстую полиэтиленовую пленку.
Особенности устройства напольного отопления
Любая бетонная система теплого пола должна быть «плавающей» – не связанной ни с основанием, ни с ограждающими конструкциями. Коэффициент линейного расширения бетонной стяжки теплого пола составляет 0,5 мм/м при нагревании до 40⁰С. Поэтому необходима изоляция бетонной плиты, чтобы избежать напряжений в конструкции зданий. Нижний разрыв обеспечивается слоем утеплителя, по периметру используется демпферная лента, она и температурные расширения компенсирует, и теплопотери через боковые стены перекрывает. Кроме того, будучи влагостойкой, она предотвращает попадание влаги из стяжки в стены.
Для усиления бетонной стяжки применяется арматурная сетка, которая также может служить основанием для фиксации трубы при монтаже системы.
Металлическая арматурная сетка с ячейкой 150х150х4 мм или 100х100х4 мм служит для усиления бетонной стяжки и может являться основанием, к которому пластиковыми хомутами крепится труба теплого пола. При одинарном армировании сетка укладывается на полистирол, при двойном армировании может дополнительно укладываться поверх труб теплого пола.
Кроме того, для улучшения эксплуатационных характеристик стяжки в раствор вводятся различные модифицирующие добавки, самая распространенная – полипропиленовая фибра.
Независимо от наличия модификаторов, для заливки используется бетон марки не ниже В22,5 (М300).
Чтобы минимизировать возможность разрушения стяжки и чистового покрытия из-за теплового расширения в процессе работы теплого пола, площадь поверхности, обогреваемой одной петлей, не должна превышать 30 м² (длина стороны до 8 м). Когда эти габариты превышаются, площадь делят деформационными (компенсационными) швами, по периметру которых укладывают демпферную ленту. Трубы, проходящие через деформационные швы, обязательно защищают специальным кожухом или гофрированной трубой, не допускается попадание под швы петель контура, только трубопроводов (напорный и обратный).
Монтаж систем напольного отопления
Монтаж систем водяного теплого пола проводится в несколько этапов.
Подготовка основания – основание под слоем теплоизоляционных плит должно быть максимально ровным. Если при проверке двухметровым правилом просвет составляет больше 7 мм, необходима заливка выравнивающей смесью. Перед укладкой плит по всему периметру впритык к основанию наклеивается демпферная лента.
Укладка изоляции – толщина слоя изоляции высчитывается, исходя из региона проживания, типа основания (грунт или перекрытия) и характеристик здания. Плиты с пазовой системой укладываются без дополнительной фиксации, швы состыкованных плит проклеивают специальным скотчем. «Фартук» демпферной ленты укладывается поверх плит, после чего поверхность застилается гидроизоляцией или мультифольгой.
Использование мультифольги увеличивает количество тепла, излучаемого вверх, уменьшая количество тепловых потерь вниз. Она водонепроницаема, что предотвращает проникновение цементного молочка и влаги в лежащий под ней теплоизоляционный материал.
Укладка контура – труба укладывается с шагом 100-300 мм по выбранному типу контура (змеевик, двойной змеевик, спираль). Самый распространенный способ фиксации – к арматурной сетке крепежной проволокой или пластиковыми затягивающимися хомутами.
Также применяется специальный крепеж, утапливаемый острым концом в плиту изоляции, и пластиковые панели с рельефными фиксаторами. При использовании панелей сначала выполняется их укладка, но экономится время на фиксации трубы – она раскладывается по рисунку по мере разматывания из бухты с учетом рекомендаций.
Каждая петля тепловой трубы начинается и заканчивается в распределительном коллекторе – без стыков. Трубопроводы не должны иметь изломов в местах ее поворота на 90⁰.
После укладки контура петли подсоединяются к коллекторам посредством резьбовых адаптеров, сшитый полиэтилен беспроблемно сгибается под нужным углом вручную и заводится в коллекторный шкаф.
Гидравлические испытания – по существующим нормативам для проверки герметичности системы в ней посредством специального оборудования (опрессовщик) нагнетается давление, в полтора раза превышающее рабочее, недопустимо наличие малейших протечек.
Бетонирование – после проведения гидравлических испытаний выполняется заливка стяжки, поверхность должна быть сухой и чистой, без пыли и загрязнений, при необходимости для удаления мусора используется строительный пылесос.
В процессе заливки в контуре поддерживается давление (3 бара), в момент заливки и последующие трое суток температура стяжки не должна опуститься ниже +5⁰С.
Желательно защитить заливку от сквозняков и не допускать пересыхания в процессе набора бетоном марочной прочности.
Тепловые испытания – после полного затвердевания бетона (3-4 недели) проводят тепловое испытание водяной напольной системы, начинают с нагрева теплоносителя до 25⁰С, на рабочий температурный режим выходят постепенно, прибавляя в день по 5⁰С. Чем толще слой стяжки, тем больше времени потребуется для выхода системы на стабильный режим.
Правильно смонтированная водяная система напольного отопления с трубой из сшитого полиэтилена способна служить десятилетиями, не требуя демонтажа и замены.
