Теплый водяной пол от газового котла в доме своими руками: схемы, расчеты и пошаговый монтаж

Устройство основания под тёплый пол.

Тёплый пол нужно устанавливать на прочном основании. Например, на плите из бетона. Тогда толщина «общего» слоя пола не превысит 8 см. При укладке пола прямо на грунт, требуется его максимально выровнять и как можно лучше утеплить. Толщина утеплителя будет зависеть от погодных условий района и конкретного местоположения. В том случае, если тёплый пол будет укладываться над подвальным помещением, либо на этажах выше первого, толщина утеплителя будет самой минимальной. Около 3 см.

Утепление и гидроизоляция.

Вместо плотной полиэтиленовой плёнки можно использовать рубероид. От рулона плёнки или рубероида отрезают куски по длине помещения и укладывают с нахлёстом друг на друга (нахлёст около 20см.) Так же гидроизоляцию надо обязательно завернуть на стены.

Поверх выложенной гидроизоляции кладётся утеплитель, который служит для удержания тепла в помещении. Из множества вариантов, которые могут предложить современные производители, профессионалы советуют выбирать из двух вариантов:

Экструдированный пенополистирол. Обладает всеми необходимыми преимуществами. У него пониженная теплопроводность, повышенная влагостойкость. Так же он весьма износоустойчив.
Пенополистирол в виде профильных матов. Главная особенность этого вида утеплителя — поверхность с выступами. Это позволяет легче производить укладку труб. Шаг выступов в этом утеплителе 5 см. Главный недостаток — повышенная стоимость по сравнению с ЭППС.

При выборе толщины слоя утеплителя следует учесть несколько важных условий.

При укладке утеплителя прямо на грунт его толщина обязана быть не меньше 10 см. Так же можно рассмотреть вариант двухуровневой укладки. Два слоя утеплителя по 5 см. толщиной.
При выкладке утеплителя в помещении под которым расположен подвал, слой от 5 см.
При укладке на все последующие этажи его толщина возможна до 3 см.

Для крепления утеплителя потребуются дюбели-зонтики, либо тарельчатые дюбели. Для крепления труб необходимы гарпун-скобы.

Порядок действий выкладки утеплителя:

Выровнять поверхность где будет лежать теплоизоляция. Это лучше сделать при помощи песка или черновой стяжки.
Укладка кусков гидроизоляции. Швы надо проклеить скотчем.
Непосредственно выкладка плит утеплителя стык в стык. (маркированная сторона должна оказаться наверху)
Швы между плитами надо так же проклеить скотчем.
Закрепить утеплитель дюбелями.

Если вы укладываете утеплитель в два слоя, следует соблюдать принцип кирпичной кладки. Швы верхнего и нижнего слоёв не должны совпадать.

Монтаж контура отопления трубами.

Монтаж теплого пола

Тут нужно не забыть учесть повороты, диаметр и шаг труб. Так же во время этого этапа следует установить коллекторный шкаф. Так же можно установить гофру для защиты труб в местах стыковки труб с узлом и полом. Во время этого этапа следует закрепить демпферную ленту. Нельзя использовать и паять полипропиленовые трубы.

Порядок действий при выкладке труб:

На один конец размотанной трубы крепим фитинг, защитную гофру и подсоединяем к коллектору. (трубу следует разматывать отрезками по 10-15 м.)
По заранее размеченному маркером контуру выкладываем трубу. Фиксацию производим посредством гарпун-скоб (крепление происходит на прямых участках трубы, через каждые 30-40 см.) Гарпун-скобы следует устанавливать не сразу, а только после выкладки 5-10 м. трубы
Проложив трубу по всей разметке, подводим её к коллектору и отрезаем. Надеваем фитинг и крепим к коллектору. Отмечаем длину отрезка контура. Это потребуется для последующей балансировки.

Расчёт теплопотерь

От этого будет зависеть, сколько тепла потребуется помещению для поддержания в нём комфортной температуры и какой мощности должен быть пол, а также котёл с насосом.

Теплопотери

Расчёт очень сложный, так как на теплопотери влияют следующие причины:

время года и температура на улице;
вид помещения;
количество и размер окон;
напольное покрытие;
качество утепления ограждающих конструкций: стен, пола, потолка;
отапливаемое или холодное помещение находится снизу или сверху;
наличие других источников тепла, например, оргтехники или осветительных приборов.

Для удобства расчёта можно взять усреднённые величины. В хорошо утеплённых домах со стеклопакетами этот показатель составляет примерно 40 Вт/м2, сравнительно тёплые постройки с небольшой теплоизоляцией теряют 70-80 Вт/м2, в старых домах количество теплопотерь увеличивается до 100 Вт/м2 и выше, а новые коттеджи с неутеплёнными стенами и панорамными окнами могут терять до 300 Вт/м2.

Примерно прикинув, на какую цифру ориентироваться, можно приступать к вычислениям, как же восполнить такие потери тепла.

Монтажные схемы водяного пола

Монтажных схем укладки теплых водяных полов не так уж много:

Змейка. Монтаж осуществляется петлями.
Улитка. Трубы располагают по спирали.
Комбинированный.

Схема #1 – классическая “улитка”

Когда используют монтаж в форме улитки, трубы по которым в комнату подаётся горячая вода, и те, по которым остывшая вода возвращается обратно, размещаются по всей площади комнаты и проходят параллельно друг другу.

Нагрев помещения выполняется равномерно. Если комната, в которой происходит монтаж, имеет стену, выходящую на улицу, в ней может быть использована сдвоенная спираль. Малую спираль размещают вдоль холодной стены, а на оставшейся площади располагают вторую спираль.

Спираль действительно похожа на улитку. Когда её витки располагаются недалеко от “холодной” внешней стены комнаты, шаг между элементами конструкции может быть уменьшен

Преимущества:

нагрев выполняется равномерно
уменьшается гидравлическое сопротивление;
для спирали требуется меньше труб;
изгиб выполняется плавно, поэтому шаг можно сократить.

Недостатки такой схемы это трудоемная укладка, и сложность проектирования по сравнению с другими вариантами раскладки.

Витки спирали равномерно покрывают всю комнату, отдавая тепло одинаково активно по всей поверхности пола. Изображенная на схеме синим, отводящая остывшую воду труба тоже проходит по всему помещению

Схема #2 – укладка змейкой

Это вариант укладки уместен в таком помещении, которое разделено на функциональные зоны, в которых предполагается использование разных температурных режимов.

Если первый виток пустить по периметру комнаты, а внутри него создать одинарную змейку, то одну половину комнаты будет хорошо согревать поступающая горячая вода, а во второй половине будет циркулировать остывшая, и будет прохладно.

Простая змейка чаще всего используется в тех помещениях, в которых применяется зонирование: где-то поверхность пола может быть теплее, а где-то прохладнее

Можно применить и другой вариант той же укладки – двойную змейку. При ней возвращающая и подающая труба проходят по всему помещению рядом друг с другом.

Третий вариант – угловая змейка. Он используется для угловых помещений, в которых на улицу выходят не одна, а две стены.

Петли змейки тоже могут покрывать комнату равномерно, но сразу бросается в глаза тот факт, что трубы в этом случае изогнуты больше, чем при укладке спирали

Преимущества:

такую схему просто и спроектировать, и воплотить в жизнь.

Недостатки:

перепад температур в одном помещении;
изгиб труб достаточно крут, чтобы при небольшом шаге привести к излому.

Схема #3 – комбинированный вариант

Не все помещения имеют прямоугольную форму. Для таких комнат и для тех, которые имеют две наружные стены, разрабатывают комбинированные варианты укладки.

Если помещение рядом с наружными стенами нужно нагревать интенсивнее, можно именно там проложить горячие трубы, расположенные петлями, которые иногда располагаются практически под прямым углом друг к другу.

Ещё одной возможностью прогрева помещения вдоль холодной стены является уменьшение шага расположения труб именно в этом месте.

Не каждая комната в современных индивидуальных постройках может сохранить прямоугольную форму. Для покрытия водными теплыми полами такой поверхности необходима комбинированная укладка

Если вы захотите смонтировать водяной пол с подогревом в своей городской квартире, находящейся в многоквартирном доме, вам, скорее всего, потребуется специальное разрешение.

И такой вид обогрева сможет функционировать только в период отопительного сезона. Но современные новые дома ещё на стадии создания проекта предусматривают именно такие теплые полы. Они работают от единого автономного котла и могут функционировать круглогодично.

Комбинированная укладка – отличный вариант монтажа, который выручает в том случае, когда комната требует разделения по зонам обогрева

Ограничения по монтажу теплых полов

О них не любят говорить производители, но они есть. Перед тем как выбирать конкретную конструкцию теплых полов, нужно ознакомиться с проблемными сторонами такого вида отопления.

Помещения общего пользования нельзя обогревать теплыми полами. Тепловые потери в этом случае настолько велики, что полностью теряется экономическая целесообразность, эксплуатация обходится очень дорого в сравнении с другими видами обогрева, а эффективность значительно понижается.
В большинстве случаев теплые полы рекомендуется использовать в качестве дополнительного отопления помещений. Только если теплоизоляция помещений выполнена с учетом жестких международных стандартов, есть возможность сделать их основным способом обогрева помещений.
Если в многоквартирном доме существует общая система водяного отопления, то никакие конструкции теплых водяных полов монтировать нельзя. Это строго запрещается владельцами домов, получить от них разрешение практически невозможно.

Понимание причин существования ограничений позволит в дальнейшем выбрать оптимальную конструкцию теплого пола с водяным отоплением. В настоящее время существует несколько типов конструкций теплых полов с водяным теплоносителем: тонкие, легкие и бетонные. Кратко рассмотрим каждый из них с точки зрения потребителя и строителя. Такой подход даст возможность рассказать о реальных, а не рекламных технических характеристиках.

Какие ошибки допускаются во время составления схемы

Для тех, кто имеет большой опыт производства работ, эти ошибки кажутся смешными, но новички нередко на них не обращают внимания. В дальнейшем возникают большие проблемы, приходится некоторые архитектурные конструкции переделывать.

Не учитывается высота оконных и дверных проемов, места расположения батарей отопления под окном. Проемы имеют стандартные размеры, а теплый пол всегда поднимет финишное покрытие. Как результат – высота проемов уменьшится, их придется переделывать. Уменьшение высоты может превышать 10–15 сантиметров в зависимости от используемой схемы отопления. Увеличить высоту проемов довольно сложно, над ними установленная балка, ее демонтаж/монтаж требует практических знаний выполнения строительных работ. Поднятие чистового пола нужно учитывать на стадии проектирования дома, а для этого схема укладки уже должна быть готова.
Рекомендуется все существующие домовые инженерные коммуникации прятать в «пироге» теплого пола. Таким способом удастся ускорить работы и улучшить внешний вид помещения. Нет надобности тянуть отопительные и водопроводные трубы по стенам, штробить их, сверлить отверстия и т. д.
Нельзя делать большую заливку теплого пола без разделения на части. Нагрев стяжки существенный, тепловые расширения имеют высокие значения. При таких условиях эксплуатации стяжка обязательно даст трещины, в худшем случае возможно вспучивание. Трещин может быть так много, что они окажут негативное влияние на прочность конструкции. Для того чтобы избежать подобного явления, на схеме следует предусмотреть деление большой по площади стяжки на несколько участков при помощи демпферной ленты. Оптимальный размер одного участка в пределах 15–20 м2.
Неопытные строители на следующий день поле укладки стяжки включают отопление в надежде, что таким способом ускоряют процесс застывания. Это большая ошибка, в таких условиях цементная смесь не застывает, а высыхает. В результате химические реакции прекращаются, цемент никогда не наберет прочности. Профессионалы, наоборот, в слишком теплых помещениях один–два раза в сутки обильно поливают стяжку водой, только так можно иметь ожидаемую прочность пола.
Обязательно обозначьте на схеме или уже на стяжке место прокладки труб под дверным порогом. Во время установки коробки вы будете знать, в каком месте сверлить под дюбели, чтобы не повредить трубы.
Постарайтесь не использовать способ укладки труб змейкой, самый оптимальный вариант — класть их улиткой. Это несколько труднее, требует терпения и внимания, но усилия вполне оправдаются результатом, пол по всей площади будет иметь одинаковую температуру.
На схеме нужно нарисовать раскладку труб во всех помещениях сразу, а не по отдельности. Если этого не сделать, то возникнут случаи, когда их будет невозможно правильно уложить, выход из одной комнаты будет мешать входу в другую. Придется трубы резать на куски и соединять, а каждое лишнее соединение – дополнительный риск появления протечек.

Если все продумано, просчитано и правильно нарисовано на схеме, то есть уверенность в эффектности теплого водяного пола.

Какие факторы влияют на монтажные схемы

Чем больше факторов принимается во внимание во время разработки монтажных схем, тем лучше теплые полы справляются со своим прямыми обязанностями, тем выше КПД, меньше затраты на содержание дома в отопительный период. Кроме того, повышается надежность и долговечность эксплуатации системы, а это очень важный показатель

Надо знать, что плановый или аварийный ремонт теплых полов с водяным теплоносителем требует много времени и финансовых средств, в сложных случаях ликвидация протечек может превышать сметную стоимость строительства новых полов.

Эффективность обогрева помещения радиатором и теплым полом

Во время самостоятельного планирования монтажных схем следует иметь в виду несколько параметров.

Качество утепления конструктивных элементов помещений

Здесь надо обращать внимание не только на теплотехнические характеристики оснований и утеплителей пола, но и на величину тепловых потерь стен, окон и потолков. В зависимости от этих значений принимается решение о мощности контура, шаге между трубами, температуре теплоносителя на входе и выходе

Одновременно следует рассчитать, хватит ли мощности теплого пола для основного обогрева помещения или его можно применять лишь в качестве дополнительного. Решение принимается для каждой климатической зоны с учетом минимальных температур в зимний период времени и для каждой комнаты отдельно в зависимости от рекомендованных государственными санитарными организациями показателей микроклимата в них.

Геометрия и размеры помещений. У каждой комнаты есть свои зоны, решение о монтаже под ними отопительной системы принимается на месте. Оно зависит от характеристик и плана размещения мебели, типов финишных половых покрытий и т. д. Если для дополнительного обогрева шаг петель в пределах 20–30 см, то для основного он уменьшается до 10–15 см, а в комнате может использоваться только одна монтажная схема или комбинироваться два варианта.

Уровень размещения дверных проемов. Если дом строится по проекту, то в нем все размеры даны с привязкой к уровню размещения финишного напольного покрытия, это нулевая точка отсчета. Все, что выше пола, обозначается знаком плюс, а все, что ниже со знаком минус. Никаких проблем самостоятельно решать нет необходимости, требуется только в точности выполнять монтажные чертежи, они имеются в комплекте проекта. Расчет приходится делать, если работы ведутся без чертежей — в этих случаях перед началом монтажа надо согласовать высоту пирога пола с существующими дверными проемами в межкомнатных перегородках и фасадных стенах.

На основании предварительных расчетов выбирается мощность отопительного котла.

Принципы проектирования

Рассчитывая водяной теплый пол, необходимо учитывать:

только активную площадь системы, под которой расположены трубы с подогревом, а не всю квадратуру комнаты;
шаг и способ укладки в бетоне трубопровода с водой;
толщину стяжки – минимум над трубами должно быть 45 мм;
требования по разнице температур в подаче и обратке – оптимальными значениями считаются 5–10 0С;
вода должна в системе двигаться со скоростью 0,15–1 м/с – насос подбирать следует соответствующий этим требованиям;
длину труб в отдельном контуре ТП и всей системе отопления.

Каждые 10 мм стяжки – это приблизительно 5–8% потерь тепла на нагрев бетона. Заливать его слоем более 5–6 см над трубами стоит только в крайнем случае, когда требуется повышенная прочность чернового основания.

Способы уладки контуров

Трубы в напольном контуре отопления укладываются:

змейкой (петлями);
спиралью (улиткой);
сдвоенной спиралью;
комбинированным способом.

Самым простым в реализации является вариант первый. Однако при укладке труб «змейкой» температура воды в начале контура и в конце различаться будет на 5–10 0С. А это достаточно заметная разница, которая ощущается босыми ногами. Поэтому в большинстве случаев рекомендуется выбирать «спираль» либо комбинировать способы, чтобы обеспечить по всему полу приблизительно равный температурный режим.

Способы укладки

Утеплитель

В качестве теплоизоляционного материала под трубы лучше всего класть экструдированный пенополистирол (ЭППС). Это влагостойкий и прочный утеплитель, который удобен в монтаже и спокойно переносит контакт со щелочным цементным раствором.

Толщина плит ЭППС подбирается так:

30 мм – если этажом ниже отапливаемое помещение;
50 мм – для первых этажей;
100 мм и более – если полы настилаются по грунту.

Утеплитель для пола

Коллекторно-смесительный узел

Один из основных элементов водяного пола – это смесительный узел с коллектором, запорной арматурой, воздухоотводчиком, термометром, термостатом и байпасом. Непосредственно в его составе либо перед ним ставится циркуляционный насос. Если регулировку ТП в планах производить вручную, то подключение контуров к коллектору можно выполнить через простые вентили. В противном случае придется на каждый отвод устанавливать термостаты и электрические клапаны.

Коллекторно-смесительный узел позволяет точно регулировать температуру воды в каждом контуре и благодаря байпасу защищает котел от перегрева. Устанавливается он в специальный шкаф либо нишу в комнате с теплым полом. При этом если настройку данного узла выполнить неправильно, то под ногами может получиться раскаленная сковородка, однако тепла в помещении хватать не будет. Именно от него зависит эффективность работы всей системы напольного обогрева.

Коллекторный узел

Преимущества и недостатки теплого водяного пола

Система водяного теплого пола представляет собой нагретый теплоноситель, проходящий по трубам, которые установлены в полу. Прежде чем вы решитесь на проведение монтажа системы, нужно рассмотреть все ее достоинства и недостатки. Возможно, взвесив все минусы и плюсы, вы поймете, что результат не стоит вашего труда либо, наоборот, еще больше уверитесь в том, что установка этой системы – идеальное решение в вашем доме. Преимущества:

Экономичность. Обустройство водяного пола в частном доме приведет к снижению электропотребления примерно на 20 % благодаря невысокой температуре теплоносителя (от +30 °C до +50 °C).
Комфорт. Равномерный прогрев дома по всей площади позволит создать оптимальную для человека температуру (около +22 °C на уровне ног и примерно +18 °C на уровне головы). По полу будет комфортно ходить босиком.
Безопасность эксплуатации. Нагревательная система скрыта, что делает ее абсолютно безопасной – исключаются риски ожогов и травм при контакте с теплоносителем.
Длительная эксплуатация. При правильно проведенном монтаже срок эксплуатации системы составит около 40 лет.

Система водяного теплого пола

Но нет ничего идеального. Проведение монтажа своими руками – довольно трудоемкий и сложный процесс, поскольку конструкция системы представляет собой «бутерброд» из нескольких слоев с разным наполнением. При неправильно проведенной установке вероятна протечка. В этом случае придется удалять напольное покрытие, убирать стяжку и проводить ремонт. Также система водяного теплого пола, к сожалению, не может использоваться как единственный источник тепла в частном доме. Лучше всего дополнить систему отопления радиаторами либо другими отопительными приборами.

https://youtube.com/watch?v=b1doyL6EwWs

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой

Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м3 раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливают маяки и замешивают раствор по вышеизложенной рецептуре. Толщина стяжки должна быть не менее 4 см над поверхностью трубы. Учитывая, что ø трубы 16 мм, общая толщина будет достигать 6 см. Время созревания такого слоя цементной стяжки – 1,5 месяца

ВАЖНО: Ускорять процесс включая подогрев пола – недопустимо! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит при наличии воды. А нагрев вызовет её испарение

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Монтаж теплого водяного пола

Начиная чертить схему примерного размещения труб, стоит задуматься: а нужно ли греть пол там, где стоит мебель? Если перестановка в ближайшие годы не планируется, то смысла в этом нет. Те же, кто любит постоянно что-то менять и переставлять, могут расположить трубы по всей комнате. Водяной пол это позволяет.

Итак, для схемы потребуется бумага-миллиметровка, линейка с карандашом и точные замеры комнаты. Очертив на листе контур помещения с учётом масштаба и мебели, нужно примерно наметить места расположения труб. Когда схема будет готова, по ней удастся узнать длину всего трубопровода. К этому значению нужно прибавить ещё два метра на стояк и возможные погрешности. Зная диаметр трубы и её длину, можно посчитать и объём воды, необходимой для заполнения контура. Эта информация понадобится при выборе котла и насоса.

Выбор труб

Чаще всего встречаются диаметры 16, 20 и 25 мм. Разумеется, чем шире труба, тем больше её теплоотдача и тем лучше она справляется с задачей обогрева помещения, однако следует учитывать и мощность насоса, а также максимальную высоту будущей стяжки.

Способы укладки

Всего существует четыре схемы укладки труб: змейка, двойная змейка, угловая змейка и улитка.

Змейка и угловая змейка укладываются последовательно, так что в одной стороне комнаты пол будет теплей, чем в другой. Такой способ укладки используется только в небольших помещениях.

Улитка и двойная змейка располагаются иначе: часть контура с тёплой водой соседствует с другой частью, где вода уже начала остывать. Это позволяет распределять тепло более равномерно. Улитка, не имеющая резких поворотов, характеризуется ещё и меньшими потерями давления.

Установка котла

Для системы «тёплый пол» выбирают котёл в зависимости от теплоносителя. Если в доме есть газ, то целесообразно выбрать газовый котёл. Его устанавливают в помещении. Расходы на теплоноситель будут минимальными. Необходимо оборудование с выходами для горячего водоснабжения и для водяной напольной магистрали.

Если в доме устанавливают печь на твёрдом или жидком топливе, то для нагревательного оборудования обустраивают отдельную котельную. Неудобства состоит в том, что придётся постоянно следить за расходом топлива.

Вода в теплообменнике нагревается до высокой температуры, потребуется дополнительно установить радиаторы, сушилки для полотенец, можно вывести отдельные контуры в баню или в гараж. Данные мероприятия необходимы, чтобы выдержать в напольной магистрали определённое давление и температуру воды.

Структура водяного теплого пола

Теплый пол состоит из следующих элементов:

Плита перекрытия (железобетонная)
Гидроизоляция, поскольку малейшее увлажнение снизу серьезно ухудшает теплоизоляционные свойства любого утеплительного материала
Утеплитель (его задача – минимизировать тепловые потери вниз и создать максимальный тепловой поток вверх, т.е. в помещение, которое мы и стараемся отопить нашей системой водяного теплого пола)
Труба теплого пола, от которой идет тепловой поток во все стороны

Минимальная толщина стяжки 65 миллиметров и минимальное расстояние от верхнего края трубы до края стяжки – 45 миллиметров. Обязательно по периметру помещения укладывается демпферная лента для минимизации тепловых потерь через стены и компенсации расширения бетонной стяжки. Поскольку нет жесткой связи между бетонной стяжкой и стеной, стяжка дышит. Соответственно она должна отделяться от стены с помощью демпферной ленты.

Наша задача состоит в том, чтобы направить тепло вверх, в обогреваемую комнату и не дать ему уйти вниз, в подвал, на улицу. Для этого нам и предлагают устанавливать подложку для теплого пола.