Монтаж водяного тёплого пола

27.06.2024 02:45

Водяной теплый пол является достаточно популярным способом обогрева жилых помещений в частном строительстве. Его выбирают из-за высокой экономической эффективности. Использование этой разновидности теплого пола позволяет экономить на обогреве до 30% энергии. Кроме этого, данный вид обогрева весьма надежен, при правильном монтаже водяной тёплый пол может прослужить до 50 лет. В статье мастер сантехник расскажет, как выбрать трубы и смонтировать систему теплого водяного пола.

Область применения

В частных домах водяной тёплый пол позволяет значительно экономить на отоплении, за счет равномерного прогрева воздуха в помещении и достижения наивысшей температуры у пола, а не у потолка, как при радиаторной системе отопления.

Благодаря высокой надежности, водяной тёплый пол отлично подходит для отопления гаража или мастерской.

Наилучший обогрев достигается применением в качестве финишного покрытия кафельной или мраморной плитки, а также ламината. Чуть хуже дело обстоит с ковролином, так как он плохо проводит тепло.

Принцип работы

Водяной тёплый пол, это система обогрева помещения, в которой теплоноситель циркулирует по контуру, находящемуся под напольным покрытием. Он отдает тепло стяжке, после чего возвращается обратно в котел.

Стяжка путем конвекции передает тепло финишному покрытию, а от него нагревается воздух в помещении. Если водяной тёплый пол является единственным источником отопления, то температура регулируется на котле. Если же теплый пол дополняет радиаторное отопления, то регулирование температуры осуществляется при помощи смесительного узла, в котором происходит смешивание нагретого и охлажденного теплоносителя в установленной пропорции.

Таким образом, вся система состоит из нагревательного котла, общего стояка отопления, распределительного узла и труб, по которым циркулирует теплоноситель. Теплоносителем может быть обычная вода или специальная жидкость, например, антифриз.

Распределительный узел, в свою очередь, состоит из циркуляционного насоса, смесительного узла и коллекторной группы, которая осуществляет «разводку» различных контуров отопления.

Преимущества и недостатки

Плюсами водяного теплого пола являются:

Высокая энергетическая эффективность. Более эффективная схема отопления позволяет экономить до 30% энергии. Это самый дешевый способ подогрева полов в помещениях;
Высокая надежность системы при условиях правильного монтажа. Средний срок службы водяного тёплого пола составляет 50 лет;
Водяной тёплый пол может быть единственным источником отопления в помещении. Это позволяет отказаться от использования радиаторов и более эффективно использовать пространство комнаты.

К минусам водяного теплого пола относятся:

Сравнительно высокая сложность проектировки и монтажа. Важно тщательно продумать размещение всех элементов системы теплого пола и разводку труб между помещениями. Контур циркуляции не должен содержать стыков, поэтому нужно заранее начертить схему расположения труб и рассчитать необходимую длину;
Невозможность применения в большинстве многоквартирных домов из-за несовместимости с системами централизованного отопления.

Монтаж водяного тёплого пола

Пошаговая инструкция по устройству водяного подогрева пола включает в себя выполнение четырех последовательных этапов:

Разработать самостоятельно, скачать готовый типовой или заказать индивидуальный проект теплого водяного пола. На этом этапе рекомендуется привлечение специалиста, чтобы исключить ошибки;
Подобрать оборудование и строительные материалы;
Монтаж греющих контуров;
Заливка стяжки и настройка коллектора.

Этап №1 - Проектирование теплого пола

На этом этапе необходимо определиться будет ли тёплый пол являться основным источником отопления, или же он лишь дополнит радиаторное отопление. В первом случае можно обойтись без смесительного узла и регулировать температуру напрямую на котле. В этом случае, как правило, котел греет теплоноситель до 45 градусов, после чего он напрямую поступает в систему теплого пола.

Если же тёплый пол дополняет систему радиаторного отопления, то установка смесительного узла строго обязательно. Для эффективной работы радиаторов теплоноситель должен иметь температуру 70 градусов, это слишком высокая температура для системы теплого пола, поэтому теплоноситель необходимо охлаждать в смесительном узле.

Вообще вопрос, как рассчитать теплый водяной пол, требует отдельного рассмотрения, т. к. при проектировании учитывают множество нюансов: теплопотери, мощность и т. д.

На графике показана зависимость плотности потока от средней температуры теплоносителя. Пунктиром указаны трубы диаметром 20 мм, а сплошными линиями – 16 мм.

В графике показаны данные, справедливые только при использовании цементно-песчаной стяжки толщиной 7 см, с покрытием плиткой. Если толщину стяжки увеличивать, к примеру, на 1 см, то плотность теплопотока понижается на 5-8%

Вам нужно спроектировать размещение отдельных коллекторных узлов и смесителей для каждого этажа здания, они должны быть подключены к общему отопительному стояку. Рекомендуется размещать коллекторный узел в центре этажа, чтобы длина труб до всех отапливаемых комнат была примерно одинаковая. Это значительно облегчит настройку всей системы.

Наилучшим вариантом является использование уже готовых коллекторных шкафов, которые собраны и проверены в заводских условиях. Вам нужно лишь выбрать необходимое количество коллекторных групп, мощность циркуляционного насоса и смесительный узел, если он необходим. Шкаф монтируется в стену и к нему подключается отопительный контур из общего стояка и циркуляционные контуры теплого пола. Единственным недостатком применения готового коллекторного шкафа является его сравнительно высокая цена, но когда речь идет о повышенной надежности и безопасности, экономить не имеет смысла.

Для грубой оценки необходимого количества труб можно исходить из расчета 5 погонных метров трубы на 1 м2 пола. Оптимальными по соотношению цена/качество являются полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Они мало весят, неприхотливы в монтаже и имеют срок службы 50 лет. Металлические трубы имеют больший срок службы, но стоят заметно дороже и их сложнее монтировать. На сегодняшний день большинство систем водяного теплого пола работают на полимерных трубах.

Необходимо заранее продумать схему укладки трубы. Для небольших помещений подходит параллельная укладка труб «змейкой» с шагом 20-30 см. Это наименее трудоемкий способ, но он не подходит для больших помещений и случаев, когда шаг трубы должен быть меньше 20 см. В большом помещении при укладке «змейкой» температура пола в противоположных углах комнаты будет заметно отличаться, а при укладке «змейкой» с малым шагом труба может легко сломаться из-за слишком сильного изгиба.

На помощь приходит метод укладки «спиралью», он более трудоемкий, но дает лучшие результаты. Нагрев пола будет максимально равномерным, а труба не будет испытывать дополнительных нагрузок на изгиб.

В общем случае для помещений площадью менее 10 м2 используют укладку «змейкой», для пощади 10-15 м2 могут применяться оба способа, а для больших помещений, как правило, применяют несколько параллельных спиралей.

Если теплый пол является единственным источником отопления, то шаг трубы должен составлять 15-20 см, если же в помещении есть другие источники обогрева, то шаг увеличивают до 25-30 см.

Расчет системы теплого пола

Этап №2 - Комплектующие для теплого пола

Теплый пол водяной, это сложная система труб с теплоносителем. Поэтому перечислим, что нужно для устройства теплого пола (компоненты системы):

Котел для теплого водяного пола. Расчетная мощность котла должна быть на 15-20% выше суммарной мощность всех полов в помещении.
Циркуляционный насос для теплого пола. Необходим для обеспечения движения теплоносителя в системе. Встроенный в котел насос не справится с нагрузкой, если площадь дома превышает 100 м.кв.
Трубы для теплого пола: Медные трубы по мнению специалистов считаются идеальным вариантом - долговечные, отличаются высокой теплоотдачей, но их стоимость существенно увеличит бюджет монтажа; Трубы из металлопластика лидируют по соотношению цена/качество. Их состав исключает появление коррозии и накоплений, что оставляет неизменным диаметр проходного сечения трубы. Кроме того, металлопластиковые трубы имеют малый вес, легко гнутся и обладают высоким температурным пределом; Полипропиленовые трубы привлекают низкой ценой, но высока вероятность купить некачественный товар; PEX-трубы из сшитого полиэтилена отличаются надежностью, но требуют жесткого крепления, т.к. при нагреве распрямляются. Пользователи рекомендуют уменьшать шаг крепления держателей при использовании РЕХ-труб в 2-3 раза. Оптимальное сечение - 16-20 мм. Расход труб на 1 м.кв. 5-6 м.п. (при шаге в 200 мм). Согласно отзывам, пользователи советуют использовать продукцию только известных марок (Uponor, Rehau, Рехау).
Утеплитель для теплого водяного пола. В качестве теплоизоляции можно использовать материалы: Ф ольгированный полиэтилен (при минимальной проектной толщине теплого пола); Пенополистирол. Пользователи рекомендуют использовать готовые теплоизоляционные маты, имеющие выступы для укладки труб с шагом 50х50 мм; Минеральная вата. Пользователи плохо отзываются о вате в случае устройства бетонной системы из-за способности минваты поглощать часть влаги из раствора.
Теплоизоляционный слой (толщина утеплителя для теплого пола) над подвалом, в цокольном этаже, на первом этаже в частном доме, должен быть толще. Кроме того, чем выше предполагаемая температура теплоносителя, тем толще нужно делать слой теплоизоляции.
Коллекторный шкаф. Устанавливается для монтажа регулировочных элементов и стыковки труб контуров с магистралью теплоснабжения.
Армирующая сетка для теплого пола. По поводу укладки армированной стеки мнения пользователей расходятся. В целом, сетка для армирования позволит дополнительно усилить бетонную стяжку после прокладки системы труб.
Компоненты для устройства стяжки: Бетон (цемент, песок, вода).
Демпферная лента шириной 100-150 мм.
Крепежные элементы для фиксации труб.

Этап №3 - Монтаж греющих контуров

Установка коллекторного шкафа

Монтаж системы начинается с установки коллекторного шкафа, обязательными элементами которого являются (коллекторный узел): коллектор, насос, воздухоотводный клапан и сливной отвод. Габариты коллектора зависят от его комплектации. Рекомендуется устанавливать коллектор в равной удаленности от всех контуров. В случае невозможности выполнения этой рекомендации, возле самого протяженного из контуров.

При установке коллектора предусматривается свободное пространство для загиба труб. При этом не допускается монтаж труб сверху, только снизу. Это обеспечит нормальное движение теплоносителя. Установка запорного вентиля между системой трубопровода и коллектором упростит обслуживание системы в случае необходимости (профилактика, спуск, ремонт).

Подготовка основания

Основание для укладки труб должно быть максимально ровным. Не допускается перепад высот в одном циркуляционном контуре более 6 мм. При необходимости залейте пол черновой бетонной стяжкой.

Между черновой стяжкой и трубами должен располагаться достаточный слой теплоизоляции. Если под теплым полом находится отапливаемое помещение, то достаточно будет положить слой полистирола или пенофола толщиной 3-5 мм. Если снизу находится холодное помещение, то слой необходимо увеличить как минимум до 20 мм. Если это первый этаж и ниже пола находится грунт, то слой утеплителя должен составлять 60-80 мм.

После того как теплоизоляция будет уложена, не поленитесь начертить на ней схему укладки труб с помощью маркера. Это значительно облегчит монтаж и поможет выявить возможные ошибки еще до начала работ по укладке труб.

Раскладка и закрепление труб

Наиболее популярным способом закрепления труб является применение специальной монтажной сетки. Это металлическая или пластиковая сетка с ячейкой 100 мм, которая расстилается поверх теплоизоляции. Трубы раскладываются на сетке в соответствии со схемой и крепятся при помощи проволоки или пластиковых хомутов. Плюсами этого способа является дополнительно укрепление финишной стяжки за счет армирования сеткой, а к минусам можно отнести высокие трудозатраты при монтаже.

Вторым распространенным способом укладки является использование полистирольных матов, созданных специально для монтажа водяного теплого пола. Они одновременно играют роль теплоизоляции и фиксируют трубы в нужном положении. Это достигается за счет того, что на лицевой стороне мата сделаны специальные выступы, расположенные в шахматном порядке. Труба прокладывается между этими выступами, которые надежно фиксируют ее в нужном положении. Это более дорогой, но и более удобный и быстрый способ монтажа водяного теплого пола.

Независимо от того какую схему укладки и способ монтажа вы выбрали, избегайте чрезмерных перегибов труб, старайтесь лишний раз не наступать на них и не ронять тяжелые предметы. Даже небольшое повреждение трубы потребует замены всего контура.

Отрезайте трубу только по месту, то есть начинайте укладку от подающего коллектора и отрезайте остатки трубы только после того, как доведете ее до возвратного коллектора. Не экономьте на трубах, не располагайте их в натяг и не пытайтесь сделать соединение двух отрезков. Возможная экономия не стоит потенциальных проблем, связанных с утечкой теплоносителя.

При укладке труб «змейкой», постарайтесь начало трубы расположить у «холодной» стены комнаты или у окна, чтобы компенсировать неравномерность нагрева пола. При укладке «спиралью» такой необходимости нет, пол всегда будет прогреваться равномерно.

После того как все контуры будут разложены и подключены к коллекторной группе, можно приступать к гидравлическим испытаниям системы.

Испытания

Перед заливкой стяжки необходимо испытать всю систему повышенным давлением и температурой. Заполните систему теплоносителем. Убедитесь, что все контуры, присоединенные к коллекторной группе, заполнились. После чего доведите давление в системе до 5 бар. Давление будет постепенно снижаться, это нормально. При достижении давления в 2-3 бар снижение должно прекратиться. Снова доведите давление до 5 бар, повторите этот цикл несколько раз. Внимательно осмотрите все контуры циркуляции, убедитесь, что отсутствуют даже незначительные утечки.

Доведите давление в системе до отметки в 1.5-2 бар, что соответствует рабочему давлению и оставьте так на сутки. Давление не должно падать. Если все в порядке, то можно приступать к финальным испытаниям.

Выставите на котле максимальную рабочую температуру и установите циркуляционные насосы на достижение рабочего давления. Если теплый пол дополняет радиаторное отопление, то выставите регуляторы смесительных узлов на рабочие отметки. Дождитесь полного нагревания всей системы. Убедитесь, что все циркуляционные контуры теплые и нагреты примерно одинаково. Проверьте это еще раз через сутки. Если все в порядке, то можно отключать нагрев и готовиться к заливке финишной стяжки.

Этап №4 - Заливка стяжки и настройка коллектора

Заливка стяжки делается только после монтажа всех контуров и гидравлических испытаний. Рекомендуется использовать бетон не ниже М-300 (B-22,5) со щебнем фракцией 5-20 мм. Минимальная толщина 3 см над трубой делается не только ради получения нужной прочности, но и для равномерного распределения тепла по поверхности. Вес 1 кв. м. стяжки при толщине 5 см составляет до 125 кг.

Чтобы трубопроводы сохранили рабочую форму и не всплыли в растворе из-за неудачного крепления, система после опрессовки не опорожняется – петли остаются наполненными теплоносителем.

Порядок ведения работ:

Приобретите маяки – металлические перфорированные рейки, приготовьте 2—3 ведра густого раствора без пластификатора. Делать ограничительные планки из дерева не рекомендуется;
Пользуясь мастерком и строительным уровнем, установите маяки на требуемой высоте;

Смешайте порцию основного раствора, высыпьте в дальнем углу поверх «пирога» и растягивайте вдоль маяков правилом. Если образуются углубления с лужами, добавляйте раствор, а при следующем замесе уменьшите объем затворяющей воды;

Повторяйте замесы, пока не зальете всю площадь комнаты. Ходить по монолиту и вести дальнейшие работы допускается при наборе 50% прочности, а запускать прогрев – при 75%.

Таблица набора твердости бетоном в зависимости от времени и температуры воздуха

Деформационные швы

Пример разделения большого помещения на зоны

Отсутствие или неправильное положение температурных зазоров является наиболее частой причиной разрушения стяжки.

Усадочные швы делают в следующих случаях:

Помещение имеет площадь более 30 кв. м.;
Стены имеют длину более 8 м;
Длина и ширина комнаты различаются более чем в 2 раза;
Над деформационными швами конструкций;
Помещение имеет слишком изгибистую форму.

Для этого по периметру швов укладывают демпферную ленту. На месте шва арматурная сетка должна быть разделена.

Укладка труб через деформационные швы

Деформационный зазор должен быть в основании толщиной 10 мм. Верхнюю часть обрабатывают герметиком. Если помещение имеет нестандартную форму, его нужно разбивать на более простые элементы прямоугольной или квадратной формы.

Схема деформационного шва

Если трубы проходят через деформационные швы в стяжке, в этих местах их прокладывают в гофрированной трубе, по 30 см гофры в каждую сторону (согласно СП – 50 см с каждой стороны).

Рекомендуется не разделять один контур деформационными швами, через него должны проходить трубы подачи и обратки.

Прохождение контуров через технологические швы

При укладке плитки на деформационные швы повышается вероятность её отклеивания из-за разного расширения смежных плит. Чтобы избежать этого, первую часть укладывают на плиточный клей, а вторая часть крепится на эластичный герметик.

Для дополнительного разделения можно использовать деформационные швы неполного профиля. Их делают с помощью мастерка, на 1/3 толщины. После застывания бетона их также заделывают герметиком. Если через них проходят трубы, они также защищаются гофрой.

Трещины на стяжке

Достаточно частое явление – появление на стяжке трещин после высыхания. Это может спровоцировать целый ряд причин:

Низкая плотность утеплителя;
Плохое уплотнение раствора;
Отсутствие пластификаторов;
Слишком большая толщина стяжки;
Отсутствие усадочных швов;
Слишком быстрое высыхание бетона;
Неправильные пропорции раствора.

Избежать их очень просто:

Утеплитель нужно использовать плотностью выше 35-40 кг/м3;
Раствор стяжки должен быть пластичным при укладке и с добавлением фибры и пластификатора;
В больших комнатах нужно делать усадочные швы;
Также нельзя давать бетону быстро схватиться, для этого его накрывают полиэтиленовой пленкой на следующий день (на неделю).

Раствор для стяжки

Для теплого пола обязательно использовать пластификатор, для повышения эластичности и прочности бетона.

Без наличия опыта сделать цементно-песчаную стяжку для теплого пола без щебня/гравия не получится, и правильная марочная ЦПС будет стоить дороже заводского бетона. Поэтому, чтобы избежать трещин из-за нарушения состава раствора, заливают именно бетон со щебнем.

Раствор М-300 из цемента марки М-400, мытого песка и щебня делается по следующим пропорциям:

Массовый состав Ц : П : Щ (кг) = 1 : 1,9 : 3,7.
Объемный состав на 10 литров цемента П : Щ (л) = 17:32.
Из 10 литров цемента получится 41 литр раствора.
Объемный вес такого бетона М300 составит 2300-2500 кг/м3 (тяжелые бетоны).

Также есть еще и другой вариант с использованием гранитного отсева вместо песка, для его приготовления использованы следующие элементы:

2 ведра щебня фракцией 5-20 мм;
Вода 7-8 литров;
Суперпластификатор СП1 400 мл раствора (1,8 л порошка разбавляется в 5 литрах горячей воды);
1 ведро цемента;
3-4 ведра гранитного отсева фракцией 0-5 мм;
Объем ведра – 12 литров.

Качественный бетон не должен выделять воду при укладке (расслаиваться). Если все сделано правильно и температура воздуха 20°С, он должен начаться схватываться через 4 часа, а через 12 часов не будет оставлять следов от каблуков.

Спустя 3 дня после заливки стяжка наберет половину своей прочности, а застынет полностью только через 28 дней. Не рекомендуется включать систему подогрева до этого момента.

Первое включение

Очень важный этап эксплуатации водяного тёплого пола. Чтобы не потрескалась стяжка от неравномерного прогрева, и не повредились трубы, включение проводят по следующей схеме:

1 сутки – температура 20 ˚C.
2 сутки – увеличивают температуру на 3 ˚C.
3 и следующие сутки, поднимают температуру по 4 ˚C, до выхода на рабочий режим.

Только после этого, можно переходить к монтажу напольного покрытия.

К каким последствиям могут привести ошибки при монтаже

При укладке труб важно следить, чтобы они располагались строго параллельно полу. Если перепад высоты между началом и концом трубы будет больше половины ее диаметра, это приведет к образованию воздушных пробок, которые затруднят циркуляцию теплоносителя и заметно снизят эффективность отопления.

Каждый контур циркуляции должен быть выполнен из цельного отрезка трубы, соединения в контуре должны быть только с коллекторной группой. Соединение двух отрезков трубы в одном контуре и заливка этого соединения в стяжку крайне нежелательны. Это сильно повышает возможность утечки теплоносителя, и в несколько раз снижает надежность всей системы.

Перед заливкой стяжки важно провести гидравлические испытания всей системы повышенным давлением при рабочей температуре теплоносителя. Давление должно оставаться неизменным в течение суток, важно убедиться в отсутствии утечек. После заливки стяжки найти место утечки будет крайне сложно.

Заливка стяжки производится при заполненном контуре с температурой теплоносителя не более 25 градусов. Несоблюдение этого правила может привести к деформации труб, образованию воздушных пробок и неравномерному застыванию стяжки, что приведет к ухудшению нагрева.

Запускать систему с рабочей температурой разрешается не ранее, чем через 28 дней после заливки стяжки. Нагрев на более ранних сроках приведет к образованию пустот внутри стяжки, что в несколько раз снизит эффективность работы теплого пола.

Заключение

Устройство водяных теплых полов в небольшом одноэтажном доме – задача вполне решаемая. Работы лучше вести в начале теплого периода, чтобы располагать запасом времени на устранение возможных ошибок

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Монтаж коллектора теплого пола и автоматики регулировки температуры