проект водяного теплого пола
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
FORUMHOUSE уже неоднократно рассказывал о базовых принципах проектирования и строительства автономного загородного дома. Суть всех материалов сводится к следующему — «автономия» у каждого своя. Прежде чем покупать участок, на котором нет или не предвидится хотя бы централизованного электроснабжения, нужно 100 раз подумать, а нужен ли он. Т.к. материальные вложения в строительство полностью автономного дома, при условии, что это не южные регионы, могут превысить все разумные пределы.
Цель этой статьи — практические рекомендации по самостоятельному устройству водяного тёплого пола как одного из элементов инженерки реального, а не мифического автономного дома.
Возможные проблемы строительства автономного дома
Мы же попробуем взглянуть на теплый водяной пол с другой стороны и рассмотреть его как элемент, повышающий автономию загородного дома. Для начала разберемся с понятием «автономный дом» применительно к нашей стране.
Практика показывает, что автономный дом за границей и у нас — это две большие разницы как по подходу к его проектированию и строительству, так и к дальнейшей эксплуатации. Чаще всего начинающий застройщик представляет себе автономный коттедж как полностью независимый от всех внешних энергосетей. Проще говоря, дом оборудован инженерными устройствами, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего оборудования в коттедже. Это может быть котёл, насосы, бытовая техника и т.д.
Если, на крайний случай, воду можно добыть из колодца, дом отопить углём или дровами, то, условно говоря, если выдернуть современный коттедж «из розетки», то остановится вся «инженерка». Не рассматриваем частные случаи строительства полностью энергонезависимых домов, которые отапливаются печкой, а система отопления построена на гравитационном принципе работы, т.е. не нуждается в циркуляционных насосах.
Главный «подводный камень» для застройщиков, решивших уйти в «автономку», состоит в том, что солнечные батареи, гелиоколлекторы и ветряки, в силу дороговизны, не могут использоваться в холодных областях России, как единственные источники энергии.
Зачастую, просчитав стоимость строительства такой системы, например, на базе фотоэлементов, в которой «слабым местом» становятся дорогие аккумуляторы – их нужно менять через несколько лет, с учетом недостатка солнечных дней, пользователь понимает, что затраты никогда не отобьются.
Когда речь заходит о заграничном опыте, то многие думают: «вот у них…, а почему так у нас». Но, например, в Германии ветрогенераторы давно превратились в обыденность, а излишки электроэнергии, выработанной на «солнечной ферме», частник может продать электросетям. «Зелёная» энергетика «там» является дотационной, и государство всячески стимулирует её развитие, с каждым годом увеличивая выработку альтернативки. Большую роль играет и более мягкий климат.
В наших реалиях застройщик вынужден, в первую очередь, полагаться на себя. И, хотя число энтузиастов автономии растёт, а системы с каждым годом становятся доступнее, в большинстве случаев застройщиков интересует лишь частичное независимое энергоснабжение коттеджа. Т.е. возможность с комфортом переждать аварийное отключение электричества или аварию в котельной – зимой и при этом не замёрзнуть. В этом случае на первое место выходит связка автономный дом — экономичный дом, расходующий меньше энергии в случае форс-мажорных обстоятельств.
Исходя из этого, современный загородный дом должен быть теплоинерционным — т.е. его конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы строение при обычной эксплуатации запасало энергию. Для этого стены, пол, перекрытия возводятся из материалов, обладающих большой массой, а также хорошей теплоёмкостью и теплоотдачей.
Хороший пример такого стенового материала — обычный полнотелый кирпич. Конечно, не всегда это возможно сделать (например, в каркасных домах). В таком случае теплый водяной пол становится одним из элементов системы, повышающей степень автономии загородного дома.
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Итак, автономный дом должен быть энергоэффективным или энергосберегающим. Т.е. все потери тепла в здании должны быть сведены к разумному минимуму. Это автоматически тянет за собой необходимость возведения замкнутого герметичного теплоизоляционного контура. Т.к. чем меньше теплопотери, тем меньше потребуется энергии (включая и из альтернативных источников) для их восполнения.
Наш портал уже затрагивал тему, выгодно ли строить энергоэффективный дом. Подводя резюме этой статьи, скажем, что такой дом должен быть сбалансирован и представлять систему, где все элементы подобраны друг к другу. Проще говоря, не нужно заниматься экстраутеплением стен, если в окна установлены обычные стеклопакеты, система вентиляции без рекуператора, а фундамент не теплоизолирован.
Теперь рассмотрим, как на сокращение энергозатрат влияет система водяного тёплого пола, которая представляет т.н. поверхностную лучистую систему отопления. При использовании лучистого отопления тепло человек воспринимает, как более комфортное, чем тепло при радиаторном — конвекционном отоплении. В результате можно понизить температуру в жилом помещении примерно на 2 °C. Например, сделав её не 19-22 °C (усреднённая комфортная температура), а 18 °C.
Это один из путей экономии, что важно для строительства автономного дома. Второй нюанс — теплый пол — это низкотемпературная система отопления. Т.е, в отличие от радиаторного отопления, нам не требуется греть теплоноситель до высоких температур, что также экономит энергоресурсы. При расчёте теплого пола ориентируемся на следующие данные по температуре его поверхности:
Теплый пол как единственная система отопления загородного дома
Третий плюс теплого пола — высокая теплоаккумулирующая способность. Т.е. такая система становится «печкой», долго отдающей тепло даже при отключении циркуляции теплоносителя. Это связано с тем, что трубы теплого пола уложены в бетонную стяжку, хорошо теплоизолированную от нижележащих слоев конструкции покрытия. При прогреве большой бетонной массы она аккумулирует тепло, что особенно важно для каркасных домов с их низкой тепловой инерционностью.
После вывода теплого пола на рабочий режим днём можно отключить теплый пол и, за счет инерционности, система продолжит отдавать тепло. Повысить эффективность такого режима эксплуатации можно, добавив в систему тепловой аккумулятор.
Интересен опыт пользователя портала Александра Федорцова (ник Скептик).
Даже отопление электричеством может быть дешевым, если построить правильный каркасник на фундаменте УШП и отапливать дом водяным теплым полом в связке с теплоаккумулятором, в котором вода нагревается ТЭНом по ночному тарифу.
Очень часто пользователи задают вопрос, а можно ли отопить дом только тёплым полом, и будет ли это экономично?
Ответ один — это расчётный показатель. Т.к. эффективность теплого пола, как единственной системы отопления, зависит от теплопотерь дома, региона проживания, площади комнат и т.д.
Для понимания основ, руководствуемся следующим правилом: эффективная система отопления должна компенсировать теплопотери, т.е. дать то количество тепла в дом, которое ушло.
Для этого обязательно выполняется расчет на теплопотери, после которого может выясниться, что одного только теплого пола недостаточно, и требуется комбинированная система отопления: теплый пол + радиаторы.
Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:
q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;
tп – средняя температура поверхности пола — 29 °C;
tв – средняя температура воздуха — 20 °C.
Подставляем значения в формулу.
Т.е. 1 кв. м тёплого пола компенсирует теплопотери в 100 Вт. Не забываем, что на работу системы влияет площадь открытой поверхности пола помещения, где смонтировано поверхностное лучистое отопление.
Например, если, условно говоря, требуется отопить зал площадью в 50 кв. м, поверхность пола которого по минимуму заставлена мебелью, то мы сможем снять с теплого пола более высокую теплоотдачу.
Если нужно обогреть комнату площадью 25 кв. м, большая часть которой заставлена шкафами, стоит кровать и т.д., то это уменьшает эффективную площадь теплого пола и, соответственно, его теплоотдачу.
Кроме этого, дополнительная установка радиаторов компенсирует такой недостаток теплого пола, как долгий (относительно радиаторов) выход на рабочий режим эксплуатации. Соответственно: если в комнате нужно быстро поднять температуру, делается это при помощи радиаторов, чтобы не ждать, пока прогреется теплый пол.
В итоге выяснилось, что теплопотери по всему дому составляют 14 кВт. Из них на первый этаж пришлось чуть больше 7 кВт. Расчёт теплоотдачи теплого пола показал, что пять контуров в сумме дадут 4.75 кВт тепла (примерно 70% от необходимой величины). Недостачу в 2.35 кВт (30%) покроют три радиатора.
Для наглядности прилагаем схемы:
1) Раскладка петель теплого пола
2) Радиаторное отопление
После расчётов, составления сметы и закупки всех необходимых компонентов пользователь приступил к самостоятельному монтажу теплого пола.
Нюансы самостоятельного монтажа теплого пола
В рамках одной статьи невозможно рассказать обо всех особенностях монтажа теплого пола, поэтому остановимся на ключевых моментах. Первое — трубы теплого пола закладываются в бетонную стяжку. Если пожадничать и купить дешевые трубы, велика вероятность, что через некоторое время (не рассматриваем «косяки» монтажа) система потечёт, и её придётся ремонтировать. Это означает демонтаж финишного напольного покрытия и вскрытие стяжки.
В качестве труб тёплого пола используем или металлопластик, или сшитый полиэтилен. Полипропилен использовать нельзя. Трубы для надежности системы укладываем без соединений в стяжке (хотя производители допускают это при использовании специальных пресс-фитингов) одним куском.
Для теплого пола я использовал металлопластиковые трубы диаметром 1.6 см. Их же я использовал для подключения радиаторов. Всего, по расчётам, необходимо 390 м труб.
Для ориентира (цены указаны за 2016 год) приведём основные расходы на теплый пол RomanXRoman:
Перед укладкой ЭППС пользователь настелил на пол гидроизоляцию с нахлёстами на стены и между полотнами.
Далее уложил ЭППС толщиной в 5 см в два слоя.
Определившись с местом для монтажа коллектора, пользователь, повесив радиаторы на стены, проложил к ним трубы в «шубке», заложив их в штробы, прорезанные в утеплителе.
Проект водяного теплого пола
Система водяного напольного отопления имеет довольно высокий уровень адаптивности к уже существующим автономным системам отопления. На базе имеющейся в вашем доме радиаторной системы отопления возможна организация «теплого пола» как во всем здании, так и в отдельных помещениях, например, в ванной или детской комнате.
При использовании систем напольного отопления вы получаете наиболее правильное распределение тепла в помещении. Тепло распространяется снизу вверх и поговорка «держи голову в холоде, а ноги в тепле» обретает практическое воплощение.
При использовании отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и т.п.) вы неизбежно столкнетесь с конвекционным перемещением воздушной массы в пределах помещения. Данным эффектом обусловлено взвешенное состояние пыли в воздухе помещения. В случае с напольным отоплением прогрев помещения происходит равномерно, и пыль не циркулирует вместе с воздушной массой. Это особенно актуально, когда речь заходит о детях или лицах страдающих аллергией или астмой.
При использовании системы напольного отопления тепло распространяется по помещению таким образом, что неотапливаемым остается пространство под потолком, и, кроме того, пол перестает быть теплопоглощающей поверхностью. В итоге уровень экономии энергии составляет 10-15% в стандартных помещениях, а в случае с помещениями с высокими потолками достигает 50%.
Срок службы водяной системы напольного отопления определяется режимом эксплуатации и типом применяемых материалов. Учитывая тот факт, что напольное отопление является низкотемпературным и функционирует при давлении теплоносителя от 2 атмосфер, все элементы системы работают в щадящем режиме, в отличие от систем радиаторного отопления, где высокие температуры приводят к повышенному линейному расширению материалов и, как следствие, более быстрому износу компонентов системы. Система напольного отопления, выполненная с применением полимерных труб на основе сшитого полиэтилена (РЕХ) и смонтированная с соблюдением всех норм и требований, прослужит вам срок, не меньший, чем период между капитальными ремонтами здания, т.е. не менее 40-50 лет. В случае использования медных труб такая система способна бесперебойно работать до 200 лет. Для сравнения — срок службы электрического теплого пола составляет 15-20 лет, систем на основе стальных или алюминиевых радиаторов — 20-25 лет.
Одной из главных особенностей водяного теплого пола является эффект поддержания выбранного температурного режима в помещении без необходимости дополнительного регулирования. Суть этого физического явления заключается в том, что поверхность, излучающая тепло, отдает тем больше тепла, чем ниже температура воздуха в помещении, и при этом не может нагреть окружающую среду сильнее, чем нагрета сама. Соответственно, в зависимости от настройки «теплого пола» будет поддерживаться и температурный режим в помещении. Этот эффект не исключает температурные колебания, но каждый раз при воздействии извне (проветривание помещения, изменение уличной температуры и т.п.) температура в помещении будет стремиться к первоначально заданной.
Насколько бы странным это не показалось, но самым сложным в устройстве водяного теплого пола является процесс проектирования. При непосредственном монтаже компонентов, раскладке трубы и подготовке стяжки не требуется высококвалифицированного персонала. При желании весь процесс монтажа можно осуществить своими силами. Следующие далее инструкции помогут вам разобраться с тонкостями подготовки, проектирования, монтажа и эксплуатирования систем напольного водяного отопления.
Напольное водяное отопление применяется в автономных системах отопления частных строений, а также многоквартирных зданий, в случае если эта система изначально была заложена в проект. Согласно закону, запрещается организовывать водяное напольное отопление в квартирах при непосредственном отборе теплоносителя из сетей центрального отопления или горячего водоснабжения. Это обусловлено тем, что температурный режим и давление в центральных сетях отопления рассчитаны на радиаторное отопление и при использовании в системах водяного теплого пола создадут опасность жильцам, конструкции и инженерным сетям строения. Устройство водяного теплого пола в городских многоквартирных строениях от централизованных сетей отопления должно организовываться с использованием теплообменника, и в обязательном порядке согласовываться с эксплуатирующей организацией. До принятия решения о том, будет ли у вас теплый пол, вам также необходимо определиться с типом напольного покрытия. Наиболее приемлемыми решениями являются плитка и ламинат. Можно использовать линолеум, но в данном случае необходимо обращать внимание на его качество, поскольку в дешевых сортах зачастую присутствуют низкокачественные компоненты, которые при нагреве будут выделять неприятный запах. Ряд таких традиционных решений как паркет или ковролин не подходит для укладки поверх систем напольного отопления по причине высокой теплоизолирующей способности, что приводит к недостаточной теплоотдаче и, как следствие, делает систему «теплого пола» малоэффективной.
Непосредственное инженерное решение по организации водяного теплого пола состоит из двух основных частей:
Распределительный узел — состоит из коллекторной группы, насоса для обеспечения циркуляции теплоносителя и смесительного узла, обеспечивающего необходимый температурный режим теплоносителя при подключении к системе радиаторного отопления. Устройство небольших по площади систем возможно с помощью ручных смесителей, а при организации напольного отопления как основного или единственного источника тепла целесообразно использовать готовые насосно-смесительные узлы.
Контур напольного отопления — состоит из труб, по которым осуществляется прокачка теплоносителя и передача тепловой энергии материалу пола и напольному покрытию.
Оптимальным выбором по совокупности таких качеств как цена, технические характеристики и срок службы являются полимерные трубы на основе сшитого полиэтилена РЕХ или термостойкого PERT — их срок службы совпадает с периодом между плановыми капитальными ремонтами здания и составляет 40-50 лет. При этом они отличаются малым весом, высокой гибкостью и прочностью, имеют единый коэффициент линейного теплового расширения по всей толщине стенки и оставляют вам «право на ошибку» — в отличие от металлических или металлопластиковых труб вы можете позволить себе неправильно уложить контур, демонтаж не изменит характеристик трубы. Стоимость трубы из сшитого полиэтилена близка к стоимости металлопластиковых труб среднего качества. В свою очередь металлопластиковые трубы и фитинги для их разводки очень распространены, а срок службы медной трубы в системах отопления может достигать 200 лет, что оправдывает 4-х кратное превосходство в цене перед полимерными аналогами.
Также необходимо обратить внимание на материалы, которые будут использоваться для теплоизоляции пола и устройства бетонной стяжки. Для изоляции рекомендуется использовать плиты из полистирола и вспененный полиэтилен. Для предотвращения растрескивания стяжки необходимо использование пластифицирующих присадок и армирование стяжки железной арматурой. Также желательно при подготовке раствора добавлять полипропиленовое фиброволокно для дополнительной защиты при усадке.
Первоначально необходимо определиться с тем, каким образом будет происходить отопление вашего дома. В случае с напольным отоплением возможны два варианта: система отопления напольного типа и комбинированная система, которая в свою очередь может использовать напольное отопление как основной или вспомогательный источник тепла.
Основное различие между радиаторной системой и системой теплого пола
В случае с радиаторами формируются высокотемпературные контуры отопления, где температура теплоносителя колеблется в пределах 60-90оС. В случае же с теплым полом – низкотемпературные контуры с температурой теплоносителя 30-40оС. Соответственно, для систем с различной компоновкой потребуются разные настройки отопительного котла. При подборе распределительного узла необходимо исходить из отапливаемой площади. В среднем для отопления 1 квадратного метра площади принимается расход 5 погонных метров трубы. С учетом гидравлического сопротивления в трубах оптимальной площадью, отапливаемой одним контуром, является 10-15 квадратных метров. Количество входов коллекторной группы соответствует количеству контуров на этаже.
Система отопления напольного типа
В данном случае принимается в расчет то, что единственным источником отопления в доме будет система водяного теплого пола. Сама суть инженерного решения будет мало отличаться от систем обычного радиаторного отопления, при этом основными отличиями будут перенастройка отопительного котла на низкотемпературный режим работы и источник теплопередачи — трубы в стяжке пола вместо радиаторов.
На этапе проектирования нужно учитывать то, что на каждый этаж строения требуется отдельный коллекторный узел, подключаемый к основному стояку. Настройка котла по температуре подачи теплоносителя в основной стояк при отоплении только посредством водяного теплого пола составляет 40-50оС, в зависимости от теплопотерь в пределах помещения.
Современные газовые котлы комплектуются циркуляционными насосами, но, как правило, небольшой мощности, которая позволяет организовать достаточный напор в основном стояке, сформированном на сравнительно коротких промежутках из труб больших диаметров. Для отбора воды из основного стояка и преодоления гидравлического сопротивления контуров «теплого пола» целесообразно использование дополнительного циркуляционного насоса повышенной производительности. Это позволяет снизить разницу значения температур на подающей и обратной линии, тем самым увеличивая эффективность системы, поскольку температура в разных частях отапливаемого помещения будет стремиться к среднему значению,что в свою очередь исключает образование «островков холода».
Комбинированная система отопления
Система, в проекте которой заложены как высоко- так и низкотемпературные контуры отопления. Обычно этопроисходит в тех случаях, когда «теплый пол» внедряют в уже готовый проект, предусматривающий радиаторное отопление или нагрев воды посредством бойлера косвенного типа, либо того требуют конструктивные особенности строения. В такой ситуации необходимо обеспечить последовательное подключение высоко- и низкотемпературных систем отопления путем установки узла смешения. Цель данного устройства, смешивая в определенной пропорции теплоноситель из высокотемпературной части системы (70оС) с остывшим теплоносителем (30оС) из обратного коллектора системы напольного отопления, осуществлять подготовку необходимого уровня нагрева (40оС) в подающем коллекторе системы напольного отопления.
При проектировании комбинированной системы, в которой напольному отоплению отводится роль основного источника тепла, целесообразно использование готовых сбалансированных насосносмесительных узлов. В этом случае устанавливается устройство, укомплектованное всей необходимой арматурой, полностью совместимое с готовыми коллекторными группами и стандартными циркуляционными насосами. В случае, когда напольное отопление является вспомогательным, и общая площадь, отапливаемая «водяным теплым полом» не превышает 60м2, возможно использование ручного смесительного узла. Для этого вам понадобится трехходовой смесительный клапан.
Принцип действия этого устройства идентичен обычному сантехническому смесителю и позволяет настроить температуру теплоносителя поступающего в систему напольного отопления. Для этого процесса используется нагретый теплоноситель, поступающий от котла или контура радиаторного отопления и остывший из обратного коллектора системы «теплого пола». Но при серьезных перепадах температуры в основном стояке, например, при временном увеличении потребления горячей воды из бойлера, может возникать потребность в изменении настроек трехходового смесителя, что создает некоторые неудобства.
Однако при необходимости такой узел смешения может быть переведен на автоматическое управление путем установки термостата на коллектор подающей линии в контуры напольного отопления и электрического сервопривода на трехходовой смеситель.
Проект раскладки трубы
После того как будет подготовлен инженерный проект отопления, необходимо сформировать схемы раскладки трубы в помещениях. Для этого нужно определиться с шагом и схемой раскладки.
Для определения шага раскладки необходимо учитывать зоны активных теплопотерь, а именно: внешние стены, окна и двери. Целесообразно сокращать шаг в непосредственной близости от этих зон. Для того чтобы получить максимально комфортное отопление стоит спроектировать подвод теплого пола таким образом, чтобы труба контура, идущая от подающего коллектора с нагретой водой, проходила вдоль зон активных теплопотерь в первую очередь.
Для отопления центральной части помещения используется 20-30-сантиметровый шаг трубы, а в зонах активных теплопотерь 10-15-сантиметровый. Это делается для того, чтобы увеличить теплоотдачу поверхности пола без изменения температур и для исключения дублирующих источников отопления. Однако убедитесь в том, что во всех помещениях вы закладываете одинаковую кратность шага, например, для центральных зон 25 см, а для зон активных теплопотерь 10 см, в таком случае расчет зависимости теплоотдач от температуры теплоносителя для всей поверхности пола строения будет одинаковым.
Для непосредственной укладки трубы существует 2 основных схемы: «змейка» и «спираль». В зависимости от помещения меняется приоритет использования той или иной схемы. Для определения шага придется определиться с тем, какая мощность необходима для отопления того или иного помещения. В случае, когда необходимо организовать отопление небольшого помещения, целесообразно делать укладку трубы «змейкой». В принципе, этот вариант укладки самый простой и универсальный, но у него есть несколько минусов. Во-первых, перепад температуры поверхности пола в разных углах помещения будет наиболее заметен, а во-вторых, при необходимости уложить трубу с малым шагом (
В этом случае необходимо пред усмотреть использование широких петель сгиба. При необходимости отопления жилых комнат средней площади (12-16 м2)лучше использовать метод укладки «спиралью».
В этом случае температура в разных концах помещения будет стремиться к среднему значению, поскольку рядом с трубой с остывшим теплоносителем всегда находится труба с подающей стороны с нагретым теплоносителем. Кроме того, все углы сгиба направлены на 900, что сильно облегчает монтаж жесткой трубы, особенно при необходимости сделать укладку малым шагом ( 18-20 м2) и возникает необходимость укладки двух и большего количества контуров, то по-прежнему целесообразно использование нескольких «спиралей».
Подготовка поверхности
Монтаж начинается с выравнивания капитальной стяжки. В случае если перепад высот в одном контуре будет превышать половину сечения трубы (
6 мм), то резко увеличивается вероятность образования воздушных пробок в трубах, которые в свою очередь будут препятствовать нормальному движению теплоносителя и снижать эффективность системы.
Далее необходимо обеспечить гидро-, паро- и теплоизоляцию перекрытий. Это можно сделать с использованием комбинации из специальных гидроизолирующих мастик, полиэтиленовой пленки, изоляции на основе вспененного полиэтилена и пенополистирола.
Для начала с помощью мастики или полиэтиленовой пленки необходимо обеспечить паро- и гидроизоляцию. Вспененный полиэтилен обладает высокими изоляционными свойствами при относительно небольшой толщине слоя (3-5 мм). Однако не стоит укладывать бетонную стяжку непосредственно поверх него. Он очень мягок и легко продавливается, поэтому при усадке есть риск растрескивания стяжки. Выполнять укладку малым шагом (
В случае, когда необходимо обеспечить отопление большого помещения (>18-20 м2), и возникает необходимость укладки двух и большего количества контуров, то по-прежнему целесообразно использование нескольких «спиралей», но использовать его как дополнительную изоляцию. Для обеспечения необходимой жесткости и правильной усадки стяжки, а также минимального уровня теплопотерь через плоскость перекрытий пола рекомендуется использовать пенополистирол толщиной не менее 20 мм. При устройстве теплоизоляции на плитах, уложенных поверх грунта или над неотапливаемыми помещениями, необходимо довести толщину изолирующего слоя до 80 мм.
В случае, если вы планируете устроить водяной теплый пол в деревянном или ином строении без железобетонных перекрытий, формирование стяжки необходимо производить в заранее подготовленном коробе из водостойкой фанеры, который предотвратит растекание раствора по конструкции и под перекрытия. При этом надо учитывать несущую способность балок исходя из массы стяжки, формируемой для устройства водяного теплого пола. Для того чтобы максимально снизить массу конструкции, целесообразно сократить толщину стяжки до минимально возможной, но не менее 20 мм над трубой. Шаг трубы должен быть единым и не превышать 15 см для наиболее равномерного прогрева. Расчетная температура теплоносителя не должна превышать 40оС. При этом допускается внедрение в стяжку облегчающих частиц (стружки, керамзита), но дозировка такого рода добавок должна быть тщательно рассчитана, с тем, чтобы не снизить теплопередающие свойства формируемой поверхности. Для дополнительной защиты конструкции от протекания раствора рекомендуется обшить короб изнутри и снаружи полиэтиленовой пленкой.
Раскладка трубы отопительного контура.
После того, как вы определились с шагом и схемой раскладки трубы в каждом помещении и подготовили поверхность под укладку труб, рекомендуется перенести эскиз схемы на верхний слой теплоизоляции, поверх которого планируется непосредственная раскладка трубы. Это можно сделать обычным маркером, если поверхность позволяет. В дальнейшем такой рисунок сильно облегчит и ускорит процесс монтажа, а также выявит ошибки, допущенные на этапе проектирования, если таковые имеются.
Существует несколько способов закрепления трубы над поверхностью теплоизоляции в нужном положении. Самым распространенным способом является раскладка с помощью арматурной сетки. На поверхность теплоизоляции раскладывается арматурная сетка с шагом 5-15 см, труба крепится через каждые 50-80 см и в местах сгиба посредством пластиковых хомутов или тонкой проволоки. В данном случае вы получите сразу двойной эффект: вы закрепите трубу и подготовите армирующий слой для стяжки, что положительно повлияет на ее стойкость в процессе усадки и эксплуатации. В данном варианте рекомендуется после окончательной раскладки трубы до заливки раствора «приподнять» сетку с трубой на 5-10 мм над поверхностью с помощью деревянных или пластиковых элементов.
Второй, не менее распространенный вариант крепления трубы контура водяного теплого пола – специальные полистирольные плиты. Особенностью таких плит являются особые регулярные возвышения на верхней поверхности, расположенные в шахматном порядке («бобышки»). Вокруг «бобышек» и производится раскладка трубы.
В данном варианте помимо элемента закрепления трубы обеспечивается 20-мм теплоизоляционный слой, но в дальнейшем потребуется армирование стяжки в том или ином виде.
Помимо традиционных готовых способов раскладки вы также можете подготовить крепежную базу по аскладку самостоятельно. Для этого вам по надобятся длинные доски толщиной 15-25 мм и шириной 50-80 мм. Используя лобзик, вы можете сформировать каркас для раскладки трубы с любым шагом и типом раскладки. Для этого вам потребуется выпилить в досках выемки по внешнему диаметру трубы с требуемым интервалом, потом закрепить доски таким образом, чтобы сформировались контуры будущего контура раскладки, при этом изоляция должна раскладываться таким образом, чтобы нижняя кромка выемок была на одном уровне с верхней плоскостью слоя изоляции. Далее в выемки акладывается труба с тем, чтобы повторить ранее спроектированную схему и шаг раскладки.
После окончательной готовности каркаса рекомендуется проложить вертикальные плоскости демпферной лентой во избежание компрессионного разлома конструкции при температурном расширении стяжки.
Чтобы разложить трубу контура «змейкой» необходимо сформировать прямоугольный каркас.
В ависимости от размеров помещения потребуется 2-3 заготовки по длине, соответствующей длине комнаты, а также 2-3 доски для закрепления каркаса по ширине. В случае раскладки трубы «спиралью» потребуется закрепить доски по диагонали или двумя треугольниками. При этом довольно сложно рассчитать места выемок «на бумаге». Целесообразно сначала собрать каркас и разложить изоляцию, перенести эскиз проектной схемы на поверхность и наметить места для выпилов. После этого аккуратно вынуть каркас, выпилить выемки и вернуть каркас на место. В этом случае вы сможете гарантировать полное совпадение рисунка и каркаса. Кроме того, при раскладке трубы «спиралью» достичь правильной геометрии схемы не получится. Стоить заметить, что такой вариант раскладки является наименее затратным по части приобретения материалов, но с точки зрения дополнительных работ, это, безусловно, является более длительным и сложным.
После того как все трубы контуров напольного отопления разложены и подключены к распределительным узлам, необходимо проверить систему на герметичность. В первую очередь вас должна интересовать герметичность соединений и участков трубы, которая окажется в стяжке. Кроме того, необходимо убедиться, что все соединения сделаны правильно и выдержат запланированное давление.
Все эти действия необходимо выполнить до момента заливки стяжки. Для начала необходимо заполнить систему водой или специальным раствором – антифризом. Рекомендуется заполнять контуры поочередно. Для этого оставьте открытым один контур и начните подачу воду. Как только контур будет полностью заполнен, а воздух удален, перекройте краны и откройте следующий контур. Таким же образом нужно заполнить все контуры, подведенные к данному распределительному узлу. Когда вся система на этаже будет полностью заполнена, откройте все контуры и поднимите давление до 4-5 бар, что будет соответствовать 1,5-кратному максимальному рабочему давлению. Давление будет постепенно падать, но при условии герметичности системы через некоторое время стабилизируется, что будет означать функциональность системы. Для того чтобы дополнительно проверить соединения на герметичность, необходимо еще раз довести давление до 4-5 бар и оставить на 2 часа, после этого сбросить давление и оставить на 2 часа. Цикл рекомендуется повторить 3-4 раза.
После окончания проверки целесообразно выставить рабочее давление 1,5-3 бар и оставить систему на сутки – давление не должно больше падать. В случае падения давления проверьте все соединения и контуры. Как правило, с учетом некоторой степени запыленности в ремонтируемом помещении, обнаружить свежие потеки несложно. Если в систему залит антифриз, то специфичный запах также даст знать о протечке. По окончании заполнения и испытаний контуров напольного отопления можно произвести заполнение и опрессовку подающих контуров и котла. Откройте коллектора распределительных узлов и заполните основной стояк, подающие трубопроводы и котел. Проведите гидравлические испытания согласно регламенту, прописанному в инструкции по эксплуатации вашего котла. После гидравлических испытаний можно переходить к тепловым испытаниям системы. Перекройте все контуры «теплого пола» на распределительных узлах. Установите рабочее давление, включите циркуляционные насосы на проектную ступень и доведите температуру в основном стояке до расчетной. Откройте дальний от котла контур напольного отопления и дождитесь, пока он полностью прогреется.
После того как разница температур между подающим и возвратным коллектором достигнет 5-10оС, откройте следующий контур. Таким образом последовательно запустите всю систему. После того, как вся система прогреется и выйдет на проектную мощность, увеличьте температуру в контурах до максимальной предусмотренной в проекте. В случае если система напольного отопления является единственным источником отопления строения, то проверьте настройки котла.
Если система комбинированная, то установите требуемые значения на узлах смешения или термостатах. Максимальная температура теплоносителя в системе напольного отопления не должна превышать 55оС. Система должна проработать в пиковом режиме не менее 6 часов. Запишите давление и температуру при пиковой тепловой нагрузке в разных точках системы. В дальнейшем, в случае срабатывания аварийной защиты котла или обнаружения неправильной работы системы, вы сможете использовать эти данные для диагностирования и выявления неисправностей. После тепловых испытаний еще раз проверьте систему на наличие воздуха и протечек.
После того, как вы убедитесь в герметичности и работоспособности системы отопления, можно приступать к устройству бетонной стяжки. Для этого еще раз проверьте изоляцию и подготовьте раствор. Не забудьте добавить пластификатор и фиброволокно. Для предотвращения разрушения стяжки по причине линейного теплового расширения необходимо проложить по периметру помещения демпферную ленту. Через демпферную ленту допускается прохождение только подающего и обратного трубопровода – их желательно проложить в гофре для дополнительной защиты от случайного повреждения в процессе эксплуатации. Запустите систему. Установите среднее проектное давление 1,5-2 бар. Не нагревайте теплоноситель. Максимальная температура в контуре по заливке стяжки не должна превышать 25оС до окончательного затвердевания бетона (17-28 дней). После этого периода систему можно запускать на проектную мощность. Толщина стяжки непосредственно над трубой должна составлять 30-50 мм. Чем меньше толщина стяжки, тем быстрее она будет прогреваться, при этом возможно появление эффекта «тепловой зебры», когда четко ощущается место прохождения трубы с теплоносителем. Соответственно, чем больше шаг между трубами, тем пропорционально большую толщину должна иметь стяжка для равномерного прогрева поверхности пола. После заливки стяжки рекомендуется провибрировать поверхность для удаления пузырьков воздуха и более плотного прилегания бетона к трубе. Это существенно увеличит эффективность вашей системы отопления. После окончательного затвердевания стяжки можно укладывать напольное покрытие.