Текст книги "Устройство полов. Материалы и технологии"

Часть III
Устройство специальных полов

К специальным видам полов можно отнести теплые полы, фальшполы и плавающие полы.

Глава 9
Теплый пол

Теплые полы – регулируемая отопительная система, управляемая вручную или автоматически. В последнем случае существенно экономится электроэнергия. Пожарная и экологическая безопасность напольного отопления бесспорны.

Существует три типа теплых полов: водяные, электрические (кабельные) и пленочные инфракрасные. У каждого есть плюсы и минусы. В загородных домах, подключенных к газовой магистрали и отапливаемых от соответствующих теплогенераторов, предпочтительнее водяной обогрев. Монтаж водяных теплых полов довольно сложен и дорог.

Устройство электрического напольного обогрева обходится дешевле, но в эксплуатации намного дороже, чем водяной.

Основными преимуществами пленочных инфракрасных полов являются надежность, простота технологии монтажа системы, совместимость с любым типом покрытия.

В последнее время все большее распространение в России приобретают системы низкотемпературного теплоснабжения. В том числе технология водяного теплого пола (ВТП) как наиболее эффективная и экономичная система.

Системы и технологии ВТП могут быть эффективно использованы для любых типов зданий и сооружений, в том числе для жилых комплексов, офисных и торговых центров, деревянных домов, стадионов и спортивных площадок, автомобильных дорог, подъездных путей и взлетно-посадочных полос. Теплые полы можно организовать как в отдельной квартире или частном коттедже, так и в многоэтажном доме и помещениях большой площади. Универсальность систем позволяет монтировать их как при строительстве, так и в уже возведенном объекте. При этом возможно как подключение к теплоцентрали, так и полностью автономное использование.

Концепция ВТП сводится к монтажу между полом и напольным покрытием сети мини-трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель – нагретая вода. От прогретого пола тепло поднимается вверх, равномерно отапливая все помещение, что обеспечивает отсутствие "перегретых" (у радиаторов) и "холодных" зон, а также горизонтального перемещения воздуха. При помощи термостатов и климат-компенсаторов можно в индивидуальном порядке задавать и поддерживать желательный микроклимат в каждом помещении.

Равномерность прогрева помещения и свободное регулирование интенсивности обогрева позволяют экономить порядка 6–8 % тепла. При отоплении торговых площадок и иных больших помещений температура без ущерба для комфортности человека и функционального использования объектов может быть снижена до необходимых значений, что тоже даст значительную экономию.

В коттеджах водяное напольное отопление может быть смонтировано с применением "мокрой" технологии, предусматривающей укладку труб в бетонную стяжку, усиленную арматурной сеткой. Работы начинают с подготовки основания. При необходимости базовый пол выравнивают или придают ему нужный уклон. Если систему напольного отопления устраивают в подвальном или цокольном этаже, то подоснову гидроизолируют. Деревянное покрытие (паркет, доска из массива дерева) нуждается в пароизоляции.

На готовую подоснову настилают рулонную или листовую теплоизоляцию (пенополистирол, минеральная базальтовая вата). Утеплитель накрывают полиэтиленовой пленкой, защищающей его от строительного раствора. Затем по периметру помещения и вокруг других конструкций (колонн, столбов и т. д.) крепят ленту из пенополистирола, выполняющую функцию демпфера. Окантовка воспринимает температурное расширение бетона и предотвращает появление трещин, а также других деформаций стяжки. В помещениях сложной формы или имеющих площадь более 45 м² устраивают температурные швы, для чего используют деревянные рейки или пенополистирол.

Следующий этап – установка подающего и обратного коллекторов. Их размещают в монтажном шкафу. К подающему коллектору подсоединяют конец бухты, после чего формируют греющий контур.

Водяное напольное отопление монтируется тремя способами. Простейший из них "одиночный змеевик" применяется в небольших по площади помещениях, в коридорах и на участках с уклоном. Для обогрева просторных комнат с большими теплопотерями используют "параллельную спираль". При этом раскладку труб осуществляют таким образом, чтобы у наружных стен спиральные сегменты располагались ближе друг к другу, чем во внутренних зонах.

Третий способ предполагает параллельную укладку подающей и обратной труб. При такой схеме возможно образование тепловой "зебры", когда соседние участки пола нагреваются неравномерно.

Смонтированные контуры обычно крепят к арматурной сетке. Существуют и другие способы фиксации, например, при помощи элементов профилированной теплоизоляции. Водяной теплый пол бетонируют после успешного завершения гидравлических испытаний системы. В это время отопительные контуры находятся под рабочим давлением. Раствор для стяжки замешивают в строгом соответствии с рецептурой производителя системы напольного отопления, бетонирование проводят в один этап. Чтобы избежать образования воздушных полостей, уложенный бетон тщательно уплотняют.

Система теплых полов запускается не раньше, чем через 28 дней после устройства стяжки, т. е. срок, за который бетон набирает 70 % прочности.

РХТУ им. Д. И. Менделеева, МФТИ, ВНИИжелезобетон, МГСУ разработали сухую смесь для устройства обогреваемых полов. Фирма "Победит" начала производить материал, который получил название Победит и может использоваться для устройства бетонных стяжек полов, в которые вмонтированы тепловыделяющие элементы при перепаде температуры нагревателя и обогреваемого помещения до 200 °C.

Состав содержит цементно-песчаную смесь, компенсаторы тепловых расширений, регуляторы твердения, наполнители, пластификаторы и армирующие добавки и обеспечивает равномерное распределение тепла по поверхности, при застывании не создает остаточных напряжений, не дает усадки, обладает хорошей теплостойкостью и морозостойкостью.

Состав Победит АМ-8 применяется для устройства стяжек толщиной 2–7 см при температуре нагревательного элемента 150 °C и отличается высокой пластичностью, адгезией к бетонным, кирпичным и другим основаниям (2,7 МПа).

Состав Победит АМ-9 применяют для заделки нагревательных элементов с температурой до 200 °C слоем 5—15 см для полов с повышенными нагрузками (М500). Материал пригоден для применения и эксплуатации на улице.

Отличительной особенностью материала является эффективность в конструкциях, эксплуатируемых в режиме периодического нагревания и охлаждения (табл. 9.1).

Состав набирает 10–15 % прочности через 24 ч и готов к минимальным механическим нагрузкам, а через 7 суток прочность составляет уже 50–75 % и позволяет выдержать полную тепловую нагрузку.

Смеси сертифицированы Госстроем России и применены при устройстве теплого пола в ряде жилых зданий и здании церкви МВД в Москве.

Таблица 9.1. Техническая характеристика сухой смеси Победит АМ-9

Водяные теплые полы можно монтировать и «сухим» методом. Он применяется при устройстве напольного отопления под деревянным перекрытием. [119–122]

Одной из самых современных систем напольной отопительной системы является система WIRSBO. Основная особенность ее в том, что используются не металлические трубы, а полиэтиленовые. Носят они международное название PEX-труба, изготавливаются из HD-полиэтилена (High Dencity – "высокая плотность"), модифицированного пероксидом при высоких температурах, и обладают целым спектром особенностей:

• не ржавеют;

• выдерживают огромные перепады температур: от -100 до +100 °C;

• прекрасно гнутся как в холодном состоянии, так и "на горячую", причем ошибки при изгибе устранить очень просто: достаточно нагреть феном нужный участок и труба вернет прежнюю конфигурацию;

• обладают очень низким коэффициентом трения, тем самым препятствуя отложению загрязнений и накипи на стенках;

• отличаются низким коэффициентом падения давления воды и обеспечивают большую скорость ее подачи;

• очень прочны механически при минимальном весе: метр трубы диаметром 16 мм весит порядка 100 грамм;

• легко режутся и обрабатываются самым простым инструментом;

• экологически чисты.

Для препятствия кислородной диффузии разработана особая труба PE PEX, которая имеет специальный слой из материала PVAL (поливинилгидрооксид) или EVOH (этилвинилгидрооксид). При использовании PEX-труб надо отметить исключительную простоту и надежность соединений при монтаже.

Быстрый и простой способ для укладки труб WIRSBO – это использование специальных полистироловых реек со скобами. Трубы закрепляются к стальной арматуре перед установкой направляющих реек (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Укладка и крепление трубы к стальной арматуре

Основной принцип при монтаже: петли пластиковых труб укладываются с определенным шагом и в нужной конфигурации (спирально, зигзагом или «улиткой») на бетонное или иное основание «черного» пола, прикрепляются проволокой к арматурной сетке или защелкиваются в специальных пластиковых фиксаторах, затем заливаются слоем жидкого бетона (рис. 9.2, а). После застывания стяжки система готова к включению. Особое внимание здесь нужно обратить на следующие моменты:

• все штукатурные работы в помещении должны быть закончены до начала монтажа труб, чтобы не загрязнить их и не повредить;

• перед началом монтажа следует провести укладку всей необходимой гидро– и теплоизоляции пола и стен;

• в любых бетонных зданиях имеются так называемые швы расширения полов, и при пересечении такого шва пластиковая труба должна быть защищена металлической втулкой, а арматурная сетка в этих местах разрезается;

• минимальный радиус изгиба PEX-трубы в общем случае равен ее пяти наружным диаметрам, т. е. при размере трубы в 20 мм радиус изгиба составит 100 мм. Следовательно, этот показатель и определит шаг укладки петель отопления, а если необходимо уложить трубы с меньшим шагом, придется выполнять изгибы в "грушевидной" форме;

• при подключении петель отопления к подающему и возвратному коллекторам очень удобно пользоваться специальными угловыми изгибателями-кондукторами, фиксирующими изгиб на угол 90°;

• после заливки бетоном необходимо выдержать нужный срок (обычно 21 день) для полного и правильного застывания стяжки, прежде чем включать систему отопления.

Рис. 9.2. Укладка теплого пола: а – стандартный вариант с бетонной стяжкой: 1 – основание; 2 – труба PE PEX 20 мм; 3 – арматурная сетка; 4 – стяжка;5 – теплоизоляция; б – укладка на деревянные лаги с алюминиевыми эмиссионными пластинами: 1 – теплоизоляция; 2 – лаг продольный; 3 – балка; 4 – эмиссионная пластина

В случае, если применение наливной бетонной стяжки не представляется возможным, например, в старых зданиях с балочными металлическими или деревянными перекрытиями, вполне можно использовать способ крепления нагревательных труб снизу, под несущей поверхностью, с помощью алюминиевых пластин (рис. 9.2, б). Для этой цели создана система WIRSBO-Alu. [123]

Фирма "Thermo Tech Rus" (Санкт-Петербург) в течение ряда лет успешно применяет конструкцию КНАУФ-суперпола с водоподогревом.

В целях повышения эффективности передачи тепла и его равномерного распределения от труб по всей поверхности пола в настильных системах применяют алюминиевые пластины для шага укладки 150 и 300 мм. Пластины имеют специальный профиль для плотного прилегания к трубе. Алюминиевые пластины укладываются без приклеивания в пенополистирольные плиты с пределом прочности 200 кПа. В комплект входят поворотные плиты с пазами. Обычный или ламинированный паркет, толщиной как минимум 9 мм, укладывается непосредственно на алюминиевые пластины через тонкую влагопоглощающую прокладку из картона или вспененного полиэтилена. При использовании линолеумного покрытия, керамической плитки или покрытия из ПВХ следует сначала на алюминиевые пластины положить плиты ГВЛ толщиной 10 мм в два слоя.

Возможна также установка системы на старый пол, так называемая "система достройки (обновления)". Конструктивно система достройки аналогична настильной системе, только в отличие от стандартной настильной системы применяются те же алюминиевые пластины с уже приклеенными пенополистирольными листами толщиной 20 мм без пазов. Основные отличия настильных систем от кабельных в том, что они подходят для любых типов зданий (несущих конструкций). Кроме того, отсутствует мокрый процесс, что сокращает время на монтаж и обеспечивает немедленную готовность к эксплуатации после монтажа. Конструкция КНАУФ-суперпол с водоподогревом выполняется в соответствии со СНиП 2.03.13–88 и чертежами типовых деталей полов 2.244-1 (узлы 153, 154, 155, 158, 159). [22]

Устройство электрических теплых полов может осуществляться как по «мокрой», так и по «сухой» технологии.

Тепло поступает от нагревательных секций, которые изготавливаются из резистивного кабеля. Тепловыделяющим элементом в нем является одна или две металлические жилы с высоким сопротивлением. Принято считать, что двухжильные "резисторы" технологичнее одножильных. Их используют для одностороннего подключения (на второй конец ставят конечную муфту), что значительно упрощает электромонтажные работы. В продаже есть и одножильные кабели, которые подключаются по возвратной схеме (кабели российского производства).

Кабели для напольного обогрева экранированы металлической (медной или алюминиевой) оплеткой, величина их электромагнитного излучения существенно ниже допустимого уровня.

Для управления системами кабельного обогрева используют как простейшие термостаты, так и программируемые терморегуляторы.

Монтаж электрического теплого пола начинают с выравнивания базовой поверхности. На прочное, сухое и чистое основание укладывают теплоизоляционный слой. Если напольное отопление оборудуется над отапливаемым этажом, то утеплитель не обязателен. В дальнейшем события могут развиваться по двум направлениям.

В цементно-песчаную стяжку толщиной 3—10 см (которая устраивается для аккумулирования тепла) укладывается нагревательная секция. Если конструкция включает теплоизоляцию, то на утеплитель сначала наносится защитный слой цементного раствора. Затем на затвердевший цемент крепят стальную монтажную ленту, к которой змейкой фиксируют греющий кабель. Если теплоизоляция не используется, а стяжка имеет солидную толщину, то секцию приподнимают над базовой поверхностью с помощью арматурной сетки.

Для устройства тонких теплых полов используют нагревательные маты.

Датская фирма "DE-VI" предложила тонкий теплый пол Девимат™. Девимат разработан для обогрева помещений от 1 до 8 м², для больших площадей понадобится несколько комплектов Девимат. Поставляется в готовом к монтажу виде: тонкий нагревательный кабель толщиной 2 мм закреплен с определенным шагом на пластиковой сетке. Девимат имеет фиксированную ширину (0,5 м), но различается по длине. Для обхода препятствий сетку, на которой закреплен кабель, можно разрезать – делать это надо осторожно, чтобы не повредить сам кабель.

Для устройства теплого пола необходимо, прежде всего, измерить требующую обогрева площадь и выбрать соответствующий Девимат. Важно помнить, что из общей площади помещения нужно вычесть площадь, занятую мебелью и оборудованием.

Подготовка к укладке Девимат состоит из следующих этапов. В полу и стене вырезается штроба диаметром 20 мм. Она служит для прокладки гофрированной трубки, идущей от центра помещения к настенному терморегулятору. В нее будет уложен датчик температуры пола. После прокладки трубки можно расстелить Девимат. После того как Девимат уложен, разрезан и прикреплен к полу скотчем, следует покрыть его слоем плиточного клея. Этот клей должен просто скрыть Девимат – не более. После полного застывания наносится новый слой клея, после чего можно настилать новое напольное покрытие. Единственное, что необходимо поручить профессиональному электрику, – это подключение Девимата к электросети (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Технология укладки Девимат

Ручкой терморегулятора устанавливается температура пола, которая будет поддерживаться сколь угодно долго, с точностью до +0,4 °C.

При устройстве теплого пола после монтажа КНАУФ-суперпола в первую очередь устанавливают датчик терморегулятора, размещаемого в смежных слоях стяжки из ГВЛВ и плиточной мастики. Датчик с подводящим проводом прокладывают в защитной трубке с наружным диаметром не более 12 мм, которая должна доходить до монтажной коробки терморегулятора, расположенного на стене. Штробление стяжки допускается на глубину не более 10 мм с последующим заполнением оставшихся пустот плиточной мастикой.

На загрунтованное основание наклеивают Девимат. На разложенный Девимат наносят плиточный клей (плиточную мастику) и укладывают керамическую плитку. После укладки проверяют целостность нагревательной жилы и изоляции нагревательного кабеля. После высыхания клея устанавливают терморегулятор и проводят электрические соединения.

Для создания теплого пола можно применять классический нагревательный кабель "DE-VI". Это двужильный кабель, в котором одна жила нагревательная, а другая возвратная. Их защищает изоляция из высокомолекулярного полиэтилена. Поверх нее нанесен еще один слой изоляции. Затем идет медная экранирующая оплетка, которую закрывает защитный слой из поливинилхлорида.

Кабель рассчитан на напряжение 220 В. По желанию заказчика, в квартире может быть обогрет весь пол или только небольшой его участок. От покупки до включения пройдет не более 30 дней. За это время на предварительно подготовленное бетонное основание укладывается и закрепляется монтажная лента Девифаст. По ней петлями раскладывается нагревательный кабель, а уже сверху заливается бетонная стяжка. Чтобы новый бетонный пол окончательно застыл, требуется указанное время. На бетон можно уложить любое напольное покрытие: линолеум, ковролин, керамическую плитку или ламинат.

Применяя классический кабель "DE-VI", можно устраивать сухие теплые полы(devicell dry), позволяющие полностью избавиться от мокрой технологии укладки пола (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Устройство сухих теплых полов

Это специальным образом профилированные листы алюминия, которые лежат на теплоизоляционном материале. В канавки, которые сделаны в этих листах, устанавливается нагревательный кабель. Такая конструкция позволяет получить следующие преимущества. Во-первых, алюминий очень хорошо проводит тепло. Натуральная съемка при помощи тепловизора показала, что неравномерность температур по всей поверхности такого пола не превышает 0,4 °C. Во-вторых, наличие под алюминием слоя теплоизолятора позволяет избежать нежелательных потерь тепла вниз. Кроме этого, практически все теплоизоляторы являются хорошими поглотителями шума. И в-третьих, такая система обладает малой тепловой инерционностью, что делает применение регуляторов Д-540 или Д-550 крайне желательным для таких систем и позволяет добиться того, что пол выходит на рабочий режим за время, не превышающее 25 минут.

Терморегуляторы Д-540 и Д-550 имеют искусственный интеллект. На передней панели терморегулятора находятся большой круглый дисплей и одна ручка управления. При помощи ручки необходимо установить температуру пола или воздуха в помещении (если это система полного отопления). Устройство само проанализирует способность помещения сохранять тепло, определит время прогрева и остывания помещения, а потом будет регулировать температурный режим.

Можно применить регулятор Д-530Т, который также имеет встроенный таймер, но не имеет искусственного интеллекта. Он дешевле.

Уложив плиты сухого теплого пола, получаем поверхность, готовую к последующей укладке на нее паркета или ламината. Идеальным вариантом будет укладка паркета Junckers, который изготавливается из массива древесины твердолиственных пород: скандинавского бука, дуба, ясеня, клена, ятобы и мербау (красное дерево). Максимальная толщина слоя дерева доходит до 22 мм, что позволяет многократно циклевать такой пол в процессе его эксплуатации. Однако паркетная доска сделана настолько качественно, что после ее укладки в циклевке для выравнивания пола нет необходимости. Укладка паркета ведется по технологии, рекомендуемой производителем. При этом теплый пол, который находится под деревом, нисколько не вредит паркету. Средства по уходу за паркетом, которые рекомендует производитель, способны обеспечить его отличный внешний вид в течение 60 лет. Столько же прослужит и нагревательный кабель, который устанавливается под паркет.

Мощность, необходимая для устройства теплого пола, не превышает 100 Вт/м². Это связано с тем, что на поверхности деревянного пола достаточно поддерживать температуру около 22–23 °C, в то время как на керамической плитке она должна быть на уровне 26–28 °C. Кроме значительного снижения потребляемой мощности, это приводит к тому, что все оборудование, да и сама древесина, эксплуатируются в весьма щадящем режиме. Для оборудования теплого пола это небольшие мощности и температуры, а для паркета – практически постоянная температура и небольшие колебания влажности. Данный режим работы, а также применение кабеля с удельной мощностью, равной 10 Вт/м, приводит к тому, что такой пол практически никогда не перегреется.

Вся продукция датской фирмы имеет сертификат ISO 9001, а также все необходимые российские сертификаты: соответствия, пожарные и гигиенические. [22, 95, 119, 123–126]