Монтаж водяного теплого пола своими руками

Наверно многие из нас, выбираясь в зимний холодный вечер из теплой ванны, хоть раз, да и попадали на холодную поверхность кафеля. После получения массы приятных ощущений от водных процедур такие события фактически приводили к моральным падениям с небес на землю и сразу же заставляли многих отправляться на поиски тапочек и теплых носков. Все бы и хорошо, только такая ситуация может появляться не только в ванной, но и на кафельном полу кухни, на ламинате в спальне, да и во многих других местах. К тому же, сидя на стуле, даже в теплой комнате мы частенько можем заметить, как наши ноги с каждой минутой все сильнее и сильнее замерзают, в то время как остальное тело чувствует себя довольно комфортно.

Как решить эти проблемы при помощи теплых полов, да и вообще, что это такое, мы поможем Вам в этом разобраться. Но обо всем по порядку, и для того чтобы лучше понять суть происходящих при обогреве процессов, для начала вернемся в чудесный мир школьной физики.

Теплопроводность

Тепло — это одна из форм энергии, которая не только необходима для нашей жизнедеятельности, но и для комфортного существования. Но на самом деле температура играет здесь далеко не первостепенную роль.
Различные вещества имеют различную теплопроводность и, соответственно, перенос тепла у каждого из них будет происходить по-разному. Для того чтобы понять, кто переносит тепло лучше, а кто хуже, можно заглянуть в таблицу с коэффициентами теплопроводности различных материалов. В большинстве случаев коэффициент теплопроводности называют просто теплопроводностью, а мерой измерения служит Вт/(м*К) (Ватт/метр*Кельвин).
шерсть: 0,05 Вт/(м*К);
дерево: 0,15 Вт/(м*К);
бетон: 0,4 Вт/(м*К);
сталь: 45 Вт/(м*К);
алюминий: 240 Вт/(м*К).

Тепловое расширение

Суть этого понятия довольно простая: при нагревании размеры подавляющего большинства тел увеличиваются, а при охлаждении уменьшаются. При этом изменение размеров происходит по следующему закону: 
Изменение длины = Коэффициент линейного расширения * Длина тела * Увеличение температуры
К примеру, при изменении температуры с 0 до 40 градусов длина 12 метрового куска рельса увеличится на 5-6 мм. Поэтому если вы решите соорудить обогреваемый пол больших размеров без необходимых тепловых зазоров, очень вероятно, что в скором времени Вас настигнут некоторые проблемы. Так длинные доски при сильном нагревании могут превратиться в «американские горки», а цементная стяжка, ввиду не большой гибкости, просто потрескается.

Теплый пол

Теперь у нас есть небольшая теоретическая основа и сейчас вполне можно вернуться к нашим полам. «Теплые полы» — это название одной из разновидностей систем отопления помещения. Основная особенность этой системы состоит в том, что нагревательные элементы располагаются в пространстве пола. 
Для того чтобы понять преимущества такой схемы, наш строительный сайт для начала рассмотрит стандартную систему обогрева со всем знакомыми под окнами радиаторами. Прогретый от настенных радиаторов отопления воздух направляется не на обогрев нашего тела, а прямиком под потолок. Затем, постепенно охлаждаясь, воздух опускается на нижние уровни, нагревается от радиаторов и вновь устремляется к потолку. При таком распределении тепла самые теплые потоки будут находиться под потолком и около радиаторов, в то время как ноги, стоящие на полу, будут замерзать из-за недостатка тепла на нижних уровнях.

У теплых же полов наблюдается совсем другая картина. Здесь нагревательные элементы равномерно распределены по всей площади пола, поэтому излучение будет одновременно происходить сразу со всей поверхности. В результате самый теплый воздух будет находиться у поверхности пола, на уровне 1,5-2 м температура воздуха немного снизится, и, наконец, в районе потолка сосредоточатся самые холодные объемы. Такое распределение тепла будет ощущаться человеком как более комфортное. Кроме того ноги, которые постоянно контактируют с полом, теперь будут находиться на более теплой поверхности, что позволит значительно уменьшить потери тепла через стопы. 
Система «Теплый пол» может использоваться не только для комфортного подогрева пола, но и как основной источник тепла, заменяя стандартную радиаторную схему.
В зависимости от типа нагревательного элемента существует две разновидности подогрева. В первом случае источником тепла является горячая вода, которая находится в полимерной трубе. Во втором случае нагревательным элементом служит электрический кабель. У каждого из вариантов есть свои достоинства и недостатки, и начнем мы с водяных теплых полов.

Водяной теплый пол

В случае использования в качестве источника тепла горячую воду, принцип работы системы довольно простой. Вместо радиаторов отопления на поверхность пола монтируется специальная гибкая труба, по который циркулирует горячая вода. Источником горячей воды служит либо система центрального отопления, либо газовый котел.

Правда, вариант с центральным отоплением является не самым оптимальным с точки зрения комфорта. Так каждую осень придется ждать, когда же среднесуточная температура дойдет до заветной отметки и коммунальные службы начнут очередной отопительный сезон. Помимо этого водяной вариант доступен только для владельцев собственных домов. В подавляющем большинстве квартир многоэтажек построить такую систему обогрева никто не позволит. Исключения составляют современные новостройки, в которых возможность установки теплых полов была заложена еще при проектировании, и такие здания имеют специальные стояки для их подключения. В любом случае точный ответ вы получите, обратившись в ЖКХ. Установка же водяного теплого пола без разрешения может быть чревато неприятными последствиями.

Тонкости монтажа

Давайте зададимся вопросом: «А что же такое пол?». Если вы живете, предположим, на втором этаже, то вполне вероятно, что пол будет представлять собой большую бетонную плиту. Если же вы спуститесь на этаж ниже и зададитесь тем же вопросом, то увидите что пол, одновременно является и потолком. Конечно, нагрев нижерасположенной комнаты в принципе не так уж страшен, только вот в большинстве случаев в ней будут жить совершенно незнакомые нам люди или же эта комната может оказаться холодным сырым подвалом. Для того чтобы решить эту проблему, придется устелить всю поверхность пола теплоизолирующим материалом.
Вторая проблема вытекает из теплопроводности материалов. Если вы решите положить трубы под 50 мм сосновую доску, на которой будет лежать несколько слоев утеплителя, ламинат и толстый ковер, то КПД такой системы обогрева будет стремиться к нулю. Поэтому если вам необходим эффективный теплый пол, то полет фантазий стоит ограничить материалами с высокой теплопроводностью.
Классическая схема водяного теплого пола подразумевает укладку трубы в песчано-цементную стяжку, делается это по нескольким причинам. Во-первых, она выдерживает довольно большие нагрузки и тем самым препятствует механическому повреждению трубы. Во-вторых, сами по себе трубы имеют не такую уж и большую поверхностную площадь, а воздух является довольно хорошим теплоизолятором. Поэтому трубы непосредственно контактируют со стяжкой пола, которая работает как одна большая нагревающая поверхность.

Коллекторная группа

Работы по возведению теплого пола начинаются, как бы это не выглядело странным, со стен. Здесь нам понадобится место, расположенное ближе к центру комнаты, где будет располагаться начало из начал теплого пола конкретного помещения — шкаф для коллекторов, его достаточно легко найти на строительном рынке. Размеры коллекторного шкафа составляют приблизительно 60х40х12 см, поэтому молотком и зубилом придется довольно неплохо поработать. Место установки обычно находится непосредственно у поверхности пола.

Зачем нужен коллекторный шкаф? Здесь тоже нет ничего сложного. Внутри него будет происходить стыковка нагревательных труб с остальным теплоснабжением дома. Кроме того, здесь же будут установлены некоторые регулировочные элементы. 
После того как коллекторный шкаф установлен, в него заводят подающую и возвратную трубу. Подающая труба занимается поставками теплоносителя, и содержит внутри себя горячую воду, идущую от котла. Возвратная труба занимается прямо противоположенными функциями: она собирает воду, которая уже прошла по нагревательной системе пола и отдала песчано-цементной стяжке часть своей энергии. Собранная вода направляется обратно в котел, где опять-таки происходит ее нагрев, и она вновь попадает в подающую трубу. Непрерывный поток воды обеспечивается циркуляционным насосом.
Но вернемся к нашему шкафчику, в котором уже расположены концы подающей и возвратной трубы. На каждую из них необходимо установить запорный вентиль. Так если мы решим убрать нашу комнату из общей системы теплоснабжения (по причине ремонта или экономии), обогрев оставшейся части дома при этом никак не пострадает. Всё, что необходимо сделать — это закрыть оба вентиля. Соединение пластиковой трубы и металлического вентиля осуществляется при помощи компрессионного фитинга.

Теперь у нас имеется подающая труба, фитинг и запорный вентиль. Идем дальше. Сейчас к вентилю необходимо подключить коллектор. Что это такое? Грубо говоря, это кусок трубы, который сбоку имеет несколько выходов. Вход коллектора подключается к вентилю. К его боковым выходам, через все те же фитинги, будут подключаться металлопластиковые контура нашего теплого пола. 
Так как мы обозвали коллектор куском трубы с несколькими ответвлениями, то, очевидно, на противоположенном конце от входа имеется еще и выход. Что же подключить сюда? В принципе самый простой выход — это вкрутить сюда обычную заглушку. Но более предпочтительный вариант — размещение разветвителя, с одной стороны которого будет находиться сливной кран, а с другой — автоматический воздухоотводчик. Сливной кран может пригодиться на случай непредвиденного ремонта, а воздухоотводчик будет избавлять систему отопления от случайно попавших в нее пузырьков воздуха.
В принципе ничего сложного здесь нет, и у людей, занимающихся продажей комплектующих частей, вы сможете все это купить уже в сборе. Вся вышеописанная сборка касается как подающей трубы, так и возвратной, поэтому приобретать придется сразу пару комплектов деталей.
Теперь коллекторный шкаф в сборе и можно переключиться непосредственно на наш теплый пол.

Подготовка поверхности

Для начал пол необходимо очистить от мусора и оценить горизонтальность поверхности. Конечно, идеально ровная поверхность нам сейчас не нужна, но если один край комнаты ниже другого на несколько сантиметров, то придется производить работы по его выравниванию. Если этого не сделать, то основная стяжка, в которой будут находиться трубы, получится различной толщины, что приведет к неравномерному нагреву пола. 
После того, как пол будет выровнен, на его поверхности раскладывается тонкая гидроизоляционная пленка. Делается это для того, чтобы наш будущий «бутерброд» не впитывал в себя влагу с ниже расположенных уровней.
Теперь по всему периметру комнаты на стены клеится демпферная лента, которая будет компенсировать тепловое расширение песчано-цементной стяжки. По конструкции лента очень напоминает скотч, поэтому никаких проблем с ее приклеиванием возникнуть не должно. Высоты ленты в 10-15 см обычно вполне хватает, чтобы перекрыть не только слой стяжки, но и слои теплоизоляции. После того как все будет готово, излишки ленты попросту отрезаются.

Следующий шаг — укладка теплоизоляции. Потери тепла через пол могут составлять 15-20%, так что экономия на теплоизоляционном материале в скором будущем сойдет на нет, благодаря большим оплатам за энергию для теплоносителя. Толщина слоя может составлять от нескольких сантиметров (в случае, если снизу находится отапливаемое помещение) и до 20-25 см (на нижних уровнях домов, находящихся в холодных широтах). Универсального решения по толщине и типу теплоизоляционного материала нет, и рассчитать это все можно только, исходя из комплексного подхода ко всей системе отопления. В качестве утеплителя для пола можно использовать такие материалы как экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенобетон, техническую пробку и т.д. В продаже можно также найти специально изготовленную для водяных теплых полов теплоизоляцию. На одной из сторон таких плит находятся выступы, между которыми удобно прокладывать нагревательную трубу.

Коэффициент теплопроводности современных теплоизоляционных материалов примерно одинаковый, хотя в зависимости от производителя может немного изменяться:
пенополистирол: 0,03-0,042 Вт/(м*К);
минеральная вата: 0,032-0,056 Вт/(м*К);
стекловата: 0,033-0,042 Вт/(м*К).
Также при выборе стоит помнить, что различные материалы по-разному реагируют на влагу, при накоплении которой коэффициент теплопроводности резко увеличивается. Поэтому во влажных помещениях пенополистирол будет предпочтительнее минеральной ваты. В то же время минеральная вата обладает более высокими звукопоглощающими свойствами.
В большинстве случаев еще помимо теплопроводности и влагостойкости материала придется искать компромисс между ценой и высотой поднятия пола. Так для нормального открывания дверей в некоторых случаях на слой теплоизоляции не всегда можно выделить даже 2-4 см.

Укладка труб

Когда слой теплоизоляции готов, можно приступать к укладке труб. Здесь возникает сразу несколько вопросов: как закрепить трубу, каким образом ее уложить, да и что вообще за такая труба. Начнем разбирать вопросы по порядку.
Крепеж трубы может осуществляться несколькими способами. Так, например, на слой теплоизоляции можно уложить арматурную сетку, к которой при помощи проволоки будет прикреплена труба. Помимо удобного способа разметки, сетка является еще и армирующим элементом будущей стяжки. Также в продаже можно еще найти всевозможные специальные клипсы и крепежные ленты, которые будут удерживать трубу на слое теплоизоляции. Крепление трубы производят с шагом около 1 м. В случае применения самого легкодоступного проволочного способа крепления стоит не забывать о необходимости наличия небольшого зазора. Так наглухо притянутая при помощи проволоки труба через несколько лет вполне может достаточно сильно деформироваться. Происходит это из-за различного теплового расширения трубы и металлической проволоки.

При протекании через трубы горячая вода отдает часть своей энергии окружающему пространству, в результате чего и происходит падение температуры. Поэтому для того чтобы одна часть комнаты не обогревалась сильнее другой, необходимо соблюдать некоторые правила. 
Во-первых, длина уложенного контура трубы не должна превышать 80-90 м. Рекомендуемое значение 50-60 м. Если в это расстояние уложиться нельзя, необходимо укладывать новый контур. Именно для этого и устанавливается коллектор. Если в комнате получается два контура, необходимо покупать коллектор с двумя выходами, три контура — с тремя, и т.д. При этом длины всех контуров должны быть примерно одинаковыми.
Способы укладки. Для того чтобы компенсировать потери тепла существуют разные способы укладки труб.
Параллельный способ подразумевает укладку труб друг за другом в виде змейки. При этом самая большая температура будет находиться в начале трубы, поэтому укладку лучше всего начинать со стороны окон или стен, которые выходят наружу дома. Этот способ укладки достаточно хорошо подходит для большинства помещений небольшой или средней площади.

При спиральной укладке подающие и возвратные части трубы находятся параллельно друг другу, поэтому охлаждение одной из труб, компенсируется нагревом соседней. Этот способ укладки обычно применяется в помещениях с большой площадью или в местах с повышенным теплопотреблением.

Стандартный шаг укладки труб: 10 см, 15 см, 20 см, 25см, 30 см, 35 см. Снова же без комплексного расчета здесь не обойтись, но в большинстве случаев укладку труб следует производить через каждые 30 см. В местах больших теплопотерь таких, как окна или выходные двери, шаг укладки можно сократить до 15 см. 
Расстояние от трубы до ближайшей стены не должно составлять менее 7 см.
В большинстве случаев оптимальный диаметр труб — 20 мм. Также не стоит забывать, что пол монтируется не на один или два года, поэтому чтобы снизить риск поломок, необходимо покупать только качественную продукцию от известных производителей.
При укладке обычно используются полипропиленовые или металлопластиковые трубы. Если впоследствии вы решите использовать в качестве переносчика тепла незамерзающие жидкости, то предпочтение лучше отдать полипропиленовым вариантам, так как они более стойки к агрессивным средам.

Монтаж водяного теплого пола

После того, как выбран способ укладки и на теплоизоляции смонтированы все крепления, можно начинать непосредственно сам монтаж. Для этого один конец трубы закрепляют в подающий коллектор и начинают укладку контура. При этом желательно чтобы каждая петля была уложена цельным куском трубы, так как дополнительные соединения увеличивают риск протечек. После того как труба уложена, оставшийся конец подключают к возвратному коллектору.

На этом монтажные работы не закачиваются, и если одна из сторон теплого пола превышает длину 8 м, сверху теплоизоляции необходимо уложить деформационный шов. Изготавливается он из той же демпферной ленты и служит для компенсации все тех же тепловых расширений. Все бы хорошо, только через деформационный шов может проходить только подающая и обратная линии контура, т.е. каждый контур должен быть уложен в границах своего температурного шва. Все эти вопросы, конечно, нужно решить еще до укладки труб. 
Также не забудьте, что в местах прохождения трубы, через деформационный шов на нее необходимо одеть защитную гофрированную трубу, который можно найти практически в любом хозяйственном магазине. Ее длина должна составлять около 40-50 см.

Перед окончательной заливкой необходимо удостовериться в качестве проделанной работы. Для этого в трубы впускается вода под давлением, превышающим рабочее в полтора раза, но не менее уровня 0,6 МПа. На первом этапе, который длится 30 минут, давление жидкости не должно снизиться на более чем 0,06 МПа. На втором этапе тестирования, который проходит 2 часа, значение давления достигнутого на уровне 1, не должно снизиться более чем на 0,02 МПа, при этом температура воды не должна изменяться. 
Если система прошла все испытания, то теперь можно переходить к заливке самой стяжки, минимальная высота которой должна равняться 3 см, а максимальная — 7. Если на пол укладывался слой теплоизоляции, минимальная толщина стяжки должна составлять 5 см.
Что касается материала для песчано-цементной стяжки, то на любом строительном рынке вы без труда найдете смеси для теплых полов. Здесь выбор по большому счету упирается только в финансовую сторону. Инструкция по заливке подробно написана на каждом мешке, единственное, что можно добавить к словам производителя, так это то, что заливка производится при нахождении трубы под рабочим давлением воды. Время высыхания стяжки около 30 дней.

Управление температурой

Теперь, когда теплый пол уже практически готов, осталось выяснить, каким же образом происходит регулировка комнатной температуры. Для этих целей существует два самых распространенных подхода: температура в комнате никак не регулируется. Для того чтобы установить индивидуальное значение температуры в каждой из комнат, необходимо осуществить первоначальную регулировку каждого контура при помощи вентилей на коллекторе; при помощи специальной автоматики для теплого пола. Она состоит из двух основных блоков. Первый — это специальный «электрический вентиль». Устанавливается он перед коллектором и служит для открытия или закрытия потока воды. Второй блок — электронный терморегулятор, который крепится на внутренней части стены. Его основная задача — управление сервомотором вентиля, исходя из заложенных в него установок. Терморегулятор помимо собственного датчика температуры, может еще оснащаться и датчиком температуры пола, который монтируется в стяжку.

Покрытие

Здесь, конечно, самым лучшим вариантом будет использование керамической плитки, так как она обладает большой теплопроводностью.

В случае укладки ламината необходимо покупать только те модели, которые сочетаются с теплыми полами. Хотя даже в этом случае все равно придется выдерживать максимально возможную температуру поверхности пола около 26 градусов. При укладке ламината лучше всего использовать как можно более тонкую подложку. 3 мм слоя полипропилена будет вполне достаточно, так как более толстый слой приведет к значительному снижению температуры пола.
Толстые и плотные ковровые покрытия будут действовать как теплоизолятор, поэтому в случае укладки ковролина придется увеличить температуру воды на 4-5 градусов, что увеличит энергозатраты на 15-25%.
Что касается использования натуральных покрытий вроде паркета или паркетной доски, то все работы, в том числе и по монтажу теплого пола лучше поручить профессионалам. Без проведения точных расчетов и настроек существует большая вероятность повреждения напольного покрытия.