Теплый водяной пол как элемент системы автономного  дома

Участники портала делятся опытом эксплуатации, самостоятельного расчёта и нюансами монтажа водяного теплого пола.

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.

Итак, мы расскажем:

  • Что мешает построить полностью автономный дом в России.
  • В чем заключаются особенности расчёта теплого пола.
  • Может ли теплый пол быть единственной системой отопления загородного дома.
  • Какие нюансы необходимо учесть при самостоятельном монтаже теплого пола.

Возможные проблемы строительства автономного дома

О теплом водяном поле на нашем портале написано немало статей и создано множество тем, где пользователи делятся опытом его монтажа. Тем не менее, вопросов у начинающих застройщиков о том, что это за система, и какие плюсы и минусы у неё есть, остаётся немало. Чтобы не повторяться, советуем прочитать статью «Тёплый пол - советы и рекомендации по выбору», где эксперты подробно рассказывают о базовых принципах работы и преимуществах этой системы поверхностного отопления.

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.

От бесперебойного электроснабжения полностью зависит «жизнь» современного дома.

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.

Чем больше площадь дома, тем дороже перевести его на полностью автономное энергоснабжение.

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.

Понижение температуры всего на 1 °C позволяет снизить потребление энергоресурсов примерно на 6 %.

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:

  • Максимум для жилых помещений — 28-29 °C (при температуре внутреннего воздуха 20 °C).
  • Максимум для туалетных и ванных комнат, т.е. там, где человек появляется периодически — не более 33 °C (при температуре внутреннего воздуха 24 °C).
Если нагреть поверхность тёплого пола до более высоких температур, то на такой поверхности некомфортно стоять, а в помещении будет жарко, не говоря о возможных проблемах с кровообращением нижних конечностей человека.

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).

Скептик Участник FORUMHOUSE

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.

Радиаторы компенсируют разницу между рассчитанными теплопотерями дома и фактической теплоотдачей теплого пола.

Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:

q = 8.92 х (tп – tв )1,1,

где:

   q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м2;

   tп – средняя температура поверхности пола — 29 °C;

    tв – средняя температура воздуха — 20 °C.

Подставляем значения в формулу.

q = 8.92 *(29 – 20)1,1 = 100 Вт/м2.

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.

RomanXRoman Пользователь FORUMHOUSE

Я строю двухэтажный дом из газобетона D500. Ширина блока 40 см. Делаю полы по грунту. Отопление планирую комбинированное - теплый пол и радиаторы. Для этого я самостоятельно выполнил расчёт теплопотерь в специализированной программе.

Уменьшая теплопотери дома, мы повышаем его энергоэффективность и степень автономии, а также экономичность. Т.к. сделать автономным хорошо утеплённый дом (в разумных пределах) дешевле, чем пытаться наращивать мощность резервной системы энергообеспечения. Также помним о правиле, что все компоненты системы — «коробка»-теплоизоляция-инженерные системы – должны быть сбалансированы.

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.

Все компоненты теплого пола должны быть качественными, от хорошо зарекомендовавших себя производителей.

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.

RomanXRoman

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:

  • Коллекторный узел и фитинги – 30 тыс. руб.
  • Трубы теплого пола 2 бухты по 200 м, итого 400 м – 20 тыс. руб.
  • Экструзионный пенополистирол – 33 тыс. руб.
  • Материалы для стяжки – 29 тыс. руб.

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.

ЭППС для надежности закрепили к подбетонке при помощи пластиковых дюбель-грибов для утеплителя длиной 14 см диаметром в 1 см.

Важный нюанс: стяжка теплого пола должна быть отделена от стен демпферной лентой. Это нужно для компенсации температурного расширения.

RomanXRoman

Цена демпферной ленты меня не устроила, поэтому я купил вспененный полиэтилен толщиной в 1 см и разрезал рулон, не разматывая ножом, как колбасу. Получилась лента, которую я пристеплерил к стенам с учётом нахлёста над стежкой. Лишнее потом отрежу.

Стяжку армировали сеткой, диаметром 4 мм, и ячейкой 10х10 см.

Сетка не должна просто лежать на утеплителе, необходимо её немного приподнять. Так она окажется в «теле» стяжки и включится в работу.

Для точной раскладки труб предварительно, до укладки сетки, маркером были начерчены траектории размотки контуров. Петли получались по: 74, 66, 66, 65 и 62 метра. Итого – 333 м.

Важный нюанс: петли контуров теплого пола по возможности должны быть примерно одной длины.

При укладке труб теплого пола они крепились к металлической сетке пластиковыми стяжками из расчёта 3.5 хомута на 1 метр трубы. На длинных прямых участках расход хомутов - 1 шт. на 1метр.

Далее пользователь собрал коллектор, герметизируя соединения льном и пастой. Как показала практика, такое соединение получилось намного надёжнее, чем при использовании специальной нити.

Важный этап — опрессовка собранной системы компрессором до того, как будет залита стяжка.

RomanXRoman

Опрессовывал на давление в 6 бар. Из наблюдений. З бар – протечек нет. 4 бар – потекло соединение с лентой фум. Перемотал на лён. 5 бар - потекли соединения с нитью, и опять лента фум. Перемотал на лен. Так постепенно дошел до 6 бар и все соединения пересобрал на лён.

После этого последовал подготовительный этап к заливке стяжки, который включил в себя:

Укладку досок – «помостей» для того, чтобы не ходить по трубам.

Установка «маяков», в качестве которых использовали направляющие для гипсокартона.

Заливка стяжки бетоном-самомесом.

RomanXRoman

Сетку я поднял непосредственно перед заливкой бетона, поставив её на держатели арматуры. Смесь мешали в бетономешалке, для чего позвал двух помощников. 1 человек принимает бетон, укладывае, и выравнивает стяжку. 2 других мешают смесь и носят её.

Опыт показал, что такая «бригада» за 1 рабочий восьмичасовой рабочий день заливает 20 кв. м пола толщиной 8.5 см. Это примерно 1.7 куб. м бетона. Бетономешалка пользователя на выходе даёт 50 литров смеси. Итого: 1700 л / 50 л = 34 замеса. 34 замеса х 15 минут / 60минут = 8.5 часов.

Зная эти цифры, можно примерно рассчитать, сколько времени уйдет на заливку стяжки, и реально ли это сделать в одиночку, или выгоднее нанять помощников, чем «убиваться» самому.

Важный нюанс: для приготовления бетона пользователь использовал пластификатор, что увеличивает подвижность бетона при уменьшении количества воды, необходимой для затворения смеси. Также повышается удобоукладываемость и уменьшается трещинообразование стяжки.

После заливки стяжки, протяжки её правилом, зачистки, удаления маяков заделывания штроб и ухода за ней получился готовый теплый пол и основание под укладку финишного покрытия.

Вооружившись знаниями и опытом уже прошедших этот путь, можно самостоятельно сделать в загородном доме теплый пол и, тем самым, повысить энергоэффективность коттеджа, экономичность, степень автономии и комфортность проживания.

В теме RomanXRoman можно узнать все подробности самостоятельной укладки теплого пола. Также рекомендуем изучить раздел на FORUMHOUSE системы «Теплый пол».

Всем заинтересовавшимся темой автономии и отопления советуем прочитать статьи, где рассказывается о базовых принципах строительства автономного дома, что такое система отопления тёплый плинтус и как ее сделать своими руками.

В наших видеосюжетах - энергопассивный дом, а также комплексная система альтернативного отопления загородного дома.