По полу босиком… (теплый пол своими руками)
Наверное, подобное воспоминание детства не забывается никогда - нагретые солнцем половицы и ощущение этого доброго тепла босыми подошвами... Один популярный журнал даже предпослал статье о теплых полах такой эпиграф: "Вы имеете возможность передвигаться по дому, не надевая обувь, отдыхать, есть, работать и даже спать прямо на полу, а маленьким детям на всегда сухих полах будет комфортно и весело..." К тому же, кроме приятного ощущения, которое вы получите от хождения без обуви, нагретый пол резко уменьшает термоконвенционные потоки в помещении, а значит, и количество поднимающейся в воздух пыли, что уменьшает вероятность возникновения аллергических заболеваний. Теплый пол в помещении сочетается почти с любым напольным покрытием, устраняет сквозняки и позволяет сохранять естественную влажность воздуха. Кроме того, теплые полы не требуют профилактики и ремонта в течение длительного срока (гарантия не менее 10 лет), снижая расход энергии на обогрев помещений на 20...30%.
Теплый пол - это здоровье и хорошее настроение. Даже в деревенской избе с ее не очень комфортными условиями проживания был "теплый пол" - лежанка на русской печи. С XVI века в православных храмах стали устраивать специальную систему отопления с теплым полом: дымовые газы из печи в подклети проходили по дымоходам в полу и обогревали его. Поэтому многочасовые стояния на коленях не были опасны для здоровья верующих. И сейчас теплые полы продолжают сооружать в церквях, только уже современные, электрические. Конечно, те или иные элементы жилища (полы, лежанки) с теплыми поверхностями известны достаточно давно у разных народов. Но если ранее тепловую энергию для обогрева получали при сжигании органического топлива (дров, торфа, угля), то теперь нагрев того же пола осуществляют с помощью электричества - самого экологически чистого и очень удобного для управления вида энергии. Нагреватели теплых полов Нагрев теплого пола осуществляет электрический кабель, или попросту теплоэлектронагреватель (ТЭН). В технике ТЭНы применяют очень широко: для нагрева газовых потоков и жидкостей, обогрева поверхностей трубопроводов и т.д. Подобный ТЭН стоит и в вашем электрическом чайнике; привычный электрический кипятильник, который вы опускаете в стакан с водой, - это тоже ТЭН. Нагревающий элемент ТЭНа - проводник высокого сопротивления, окруженный многослойной изоляцией и защитным корпусом. Если ТЭН рассчитан на нагрев до высоких температур (ТЭН для духовки), корпусом служит металлическая трубка, у низкотемпературных ТЭНов (для нагрева одеяла и др.) защитный корпус выполняют из пластика или даже из ткани. А если изготовить ТЭН в виде гибкого длинного кабеля, положить его под настил пола и подключить к сети - получится теплый пол. Многожильный токопроводящий сердечник кабеля заключен в многослойную изоляцию, которая обеспечивает надежную защиту сердечника от влаги, а человека - от поражения электрическим током. Рекомендуемые значения энергии, которую должен излучать нагреваемый пол для создания в помещении комфортной обстановки (для средних климатических условий Центральной России), приведены в таблице 1.
Таблица 1. Ориентировочные значения энергии, которую должен излучать обогреваемый пол в бытовых помещениях
Кабели, укладываемые в пол, подключают к сети переменного тока, то есть вокруг кабелей возникает переменное электромагнитное поле, совершенно ненужное и даже весьма вредное для человека. Поэтому вместо кабелей с одним токонесущим проводником желательно применение кабелей с двумя тонконесущими жилами. В последнем случае ток в проводниках кабеля течет в противоположных направлениях, в результате чего магнитное поле одного проводника гасит магнитное поле другого. Поэтому в бытовых помещениях укладывают исключительно двужильный кабель, а однопроводный используют там, где люди находятся редко, например, в гаражах, складских помещениях.
Кабели для организации теплого пола поступают в продажу в виде готовых изделий с подсоединительными муфтами на конце, так что резать и соединять их нельзя. А чтобы подобрать для помещения той или иной площади подходящий кабель, эти ТЭНы выпускают разной длины и с различным значением удельной мощности, то есть мощности, которую обеспечивают 1 м кабеля (удельная мощность кабелей для теплых полов колеблется от 8 до 35 Вт/м).
В таблице 2 для примера приведены данные о двужильных кабелях испанской фирмы Ceilhit с удельной мощностью 18 Вт/м.
Таблица 2. Характеристики двужильных кабелей модели 22PSVD18 фирмы CEILHIT на напряжение 220 В
Отметим, что информация о кабелях - ТЭНах именно этой фирмы приведены только из-за того, что эта фирма выпускает большое число кабелей различной мощности. Заметим, что кабели мощностью более 5 кВт обычно не выпускают, так как одного кабеля такой мощности достаточно для обогрева помещения площадью 35...50 м2. Куда же больше! Обратим внимание на то, что для комнаты площадью 18 м2 совершенно не обязательно использовать кабель марки 22PSVD182100 мощностью 2100 Вт (см. таблицу 2) или аналогичный по мощности кабель другой фирмы. Один такой кабель, например, заменят два кабеля марки 22PSVD18970 мощностью по 970 Вт.
Конструкции теплых полов
Рассмотрим технологию сооружения теплого пола на различных напольных покрытиях, причем приемы, с которыми мы вас познакомим, годятся как для устройства новых теплых полов, так и для реконструкции существующих.
Самый распространенный случай - тонкий теплый пол на бетонной плите перекрытия (рис. 1).
Рис. 1. Разрез теплого пола на бетонном основании: 1 - напольное покрытие (паркет); 2 - нагревательный кабель; 3 - датчик температуры пола; 4 - монтажная лента; 5 - слой теплоизоляции; 6 - бетонное основание; 7 - стяжка; 8 - слой гидроизоляции; 9 - теплоотражающий экран (алюминиевая фольга)
Напольное (верхнее) покрытие такого теплого пола может быть разным: паркет наборный классический, паркетная доска, керамическая плитка для кухни, линолеум и т.п. Понятно, от вида напольного покрытия и функционального назначения помещения несколько меняется и структура "пирога" теплого пола. Например, если это паркет или другое деревянное покрытие, то влаги особенно опасаться не приходится (на наводнение пол не рассчитан!), так что слой гидроизоляции в "пироге" желателен, но не обязателен. Если это керамическая плитка, которую обычно укладывают на пол в ванных комнатах для защиты от луж, под слой плитки укладывать слой гидроизоляции необходимо. Под слой линолеума обычно кладут картон или оргалит, приклеивая линолеум к оргалиту.
Под напольным покрытием находится основной рабочий слой теплого пола - стяжка с размещенными в ней нагревательным кабелем и датчиком температуры пола. Сам кабель зафиксирован на монтажной ленте.
Ниже расположена комбинированная теплоизоляция - теплоотражающий экран, в качестве которого применяют исключительно алюминиевую фольгу толщиной 100 мкм, слой собственно теплоизоляционного материала (тонкие маты из пробки или пенопласта). И весь этот "пирог" покоится на бетонной плите перекрытия дома.
Несколько подробнее о стяжке. Последняя не только содержит в себе нагревательный кабель и датчик, но также служит для выравнивания поля температур. Поэтому нет смысла формировать стяжку из теплоизоляционного материала, например, керамзита, который затруднит теплообмен между кабелем и напольной поверхностью. Толщина стяжки рекомендуется различными изготовителями в пределах 2...25 см, на практике же толщина стяжки составляет 4...10 см. Учтите, чем выше теплопроводность напольного покрытия (керамика), тем толще делают стяжку и наоборот, чем ниже теплопроводность покрытия (толстый линолеум на оргалите), тем тоньше нужна стяжка. Такая с первого взгляда парадоксальная ситуация объясняется спецификой механизма передачи тепла от кабеля к поверхности пола. Между стяжками под паркетом и под линолеумом особой разницы нет, так как хотя линолеум на оргалите хуже проводит тепло, но зато его толщина меньше толщины паркета.
Теплый пол не возбраняется сооружать прямо на существующем деревянном полу. Как видно из рис. 2, наружные верхние слои "пирога" здесь практически те же, что и в предыдущем варианте теплого пола (см. рис. 1): напольное покрытие (в данном случае керамическая плитка), слой гидроизоляции, стяжка, датчик температуры пола, нагревательный кабель на монтажной ленте, теплоотражающий экран, теплоизоляция. Однако есть и изменения в "пироге". Так, чтобы "родному" деревянному полу из досок придать большую однородность, на нем укрепляют металлическую сетку, а для защиты "родного" пола от возгорания между досками пола и теплоизоляцией обычно предусматривают тонкий слой огнезащитной стяжки (вот тут керамзитовый состав будет вполне уместен).
Рис. 2. Разрез теплого пола на деревянном полу: 1 - неполное покрытие (кафель); 2 - нагревательный кабель; 3 - датчик температуры пола; 4 - монтажная лента; 5 - слой теплоизоляции; 6 - стяжка; 7 - слой гидроизоляции; 8 - теплоотражающий экран (алюминиевая фольга); 9 - огнезащитный слой; 10 - металлическая сетка; 11 - "родной" деревянный пол
Понятно, при укладке теплого пола поверхность нового пола в помещении поднимется над уровнем старого примерно на 8...12 см, что не следует забывать, принимаясь за реконструкцию полов. Итак, теплый пол с покрытием из кафельной плитки, паркета или линолеума можно соорудить как на бетонной плите перекрытия, так и на старом деревянном полу.
Обычный деревянный пол превратить в теплый удается значительно проще. На рис. 3 приведена конструкция теплого пола, нагрев которого осуществляет кабель, смонтированный внутри обычного деревянного пола на лагах. По поверхности черного пола между лагами располагают теплоотражающий экран из профилированной (волнистой) алюминиевой фольги, при этом фольга подобной конфигурации не только выполняет роль отражателя, но и обеспечивает образование под ней воздушных прослоек, которые служат дополнительной теплоизоляцией. Если раньше пространство между досками и черным полом было занято керамзитовой засыпкой, ее либо удаляют полностью, либо частично. В последнем случае алюминиевую фольгу разрешается уложить ровным слоем на сохраненный слой керамзита. Для размещения и крепления нагревательного кабеля и датчика температуры предназначена металлическая сетка (см. рис. 3), которую укрепляют примерно на половине высоты лаг. Выравнивание температуры наружного чистого пола обеспечивается воздушной прослойкой в результате конвективного теплообмена в пространстве между алюминиевым отражателем и чистым полом. Только учтите, что подобный подогрев пола реально осуществим в том случае, когда расстояние между черным и чистым полом составляет не менее 6...8 см.
Рис. 3. Разрез деревянного теплого пола: 1 - напольное покрытие (доски); 2 - нагревательный кабель; 3 - датчик температуры пола; 4 - металлическая сетка; 5 - деревянная лага; 6 - теплоотражающий экран (алюминиевая фольга)
Теплый пол удается соорудить и на земляном основании. Как видно из приведенного на рис. 4 вертикального разреза пола, серьезных конструкционных отличий этого теплого пола от вышеприведенного теплого пола на бетонном основании всего две: бетонное основание, уложенное на почву, и гидроизоляционный материал, размещенный внутри стяжки. При этом температурный датчик располагают выше гидроизоляции, а нагревательный кабель - ниже, что позволяет избежать значительного парообразования под полом (в результате выделения влаги из слоя почвы). Такой пол обычно устраивают в гараже, подвале, мастерской, на открытой площадке. Однако если теплый пол, устраиваемый на почве, предназначен для душевого или ванного помещений, где наличие воды на полу является нормой, слой гидроизоляции размещают уже над стяжкой, в которой находятся нагревательный кабель и датчик температуры, то есть так же, как у теплых полов на рис. 1 и 2.
Рис. 4. Разрез теплого пола на почве: 1 - напольное покрытие (ламинат); 2 - стяжка; 3 - датчик температуры пола; 4 - слой гидроизоляции; 5 - нагревательный, кабель; 6 - монтажная лента; 7 - теплоотражающий экран (алюминиевая фольга); 8 - слой теплоизоляции; 9 - бетонное основание; 10 - почва
Пол с покрытием из керамической плитки служит удобным основанием для теплого пола (рис. 5). Здесь наружное напольное покрытие в виде кафельной плитки укладывают непосредственно на слой гидроизоляции. В стяжке размещают датчик температуры и нагревательные кабели, укрепленные на монтажной ленте, при этом ленту и стяжку укладывают непосредственно на покрытие старого пола, то есть на плитку. В результате уровень пола повышается всего на 3...5 см.
Рис. 5. Разрез керамического теплого пола на керамическом полу: 1 - напольное покрытие (кафель); 2 - гидроизоляция; 3 - стяжка; 4 - датчик температуры пола; 5 - нагревательный кабель; 6 - монтажная лента; 7 - существующее кафельное покрытие; 8 - бетонное основание существующего пола
Укладка кабеля
Теперь рассмотрим варианты размещения кабеля при устройстве теплого пола (рис. 6). Самая простая раскладка кабеля приведена на рис. 6, а, где в бытовом помещении двужильный нагревательный кабель выложен петлями. Если это помещение люди посещают редко и там постоянно никто не находится, то вместо двужильного кабеля дешевле воспользоваться одножильным (рис. 6, б). Для помещений большой площади подойдет раскладка трех одножильных кабелей для включения в трехфазную сеть (рис. 6, в). Аналогичным образом используют и двужильный кабель. Кстати, в одном помещении часто укладывают несколько кабелей, каждый из которых снабжен своим блоком регулирования, так что в разных частях помещения можно устанавливать тот или иной температурный режим. Несколько одинаковых кабелей часто включают параллельно, подсоединив к общему блоку регулирования (подобрав блок по допустимому току нагрузки).
Рис. 6. Варианты раскладки нагревательного кабеля: а - двужильный кабель; б - одножильный кабель; в - групповое включение кабелей в трехфазную сеть
При укладке нагревательных кабелей необходимо выполнять определенные правила, которые следует знать:
• изгиб кабеля осуществляют плавным, причем радиус изгиба составляет на меньше шести диаметров наружного покрытия кабеля (на практике радиус изгиба равен 60...75 мм);
• от стены помещения кабель располагают на расстоянии примерно 15 см (или на расстоянии от одного до двух шагов раскладки кабеля), но это не касается помещений, где приходится греть не всю поверхность пола;
• при укладке в полу ветви кабеля не пересекают;
• нельзя укладывать нагревательный кабель непосредственно на слой теплоизоляционного материала без слоя фольги;
• толщину слоя стяжки под кабелем делают не меньше 2...3 см;
• запрещается включать для проверки неразмотанный кабель, в размотанном же виде его включают только через блок терморегулятора;
• нельзя включать систему обогрева сразу после завершения монтажа, ее необходимо выдержать для полного схватывания стяжки (20...30 дней), иначе в стяжке вполне вероятно образуются трещины, которые приведут к неравномерному нагреву пола и перегреву кабеля;
• не используют для наружного напольного покрытия материалы большой толщины с низкой теплопроводностью (толстые ковры, линолеум на тканевой основе и т. п.);
• под паркет и другие деревянные напольные покрытия на бетонной стяжке не укладывают гидроизоляцию;
• максимально допустимая температура напольного покрытия из дерева составляет +26°С, но даже в этом случае при толщине доски (паркета) более 18 мм возможно коробление покрытия;
• запрещается укладывать кабель на тех частях пола, на которых будет постоянно находиться тяжелая мебель (или сантехническое оборудование). Последнее ограничение связано не с механической нагрузкой на кабель от веса мебели, а со сложностью теплообмена этой части пола с воздухом, что способно привести к перегреву пола и кабеля в данной зоне.
