З екранів телевізорів постійно говорять про кризу, що насувається енергії та про проблеми пов'язані з цим явищем, пояснюють як важливо в нашому житті енергозбереження і як заощаджений тепло і електроенергія врятують екологію планети. Ось тільки звичайний російський покупець краще всяких слів розуміє мову грошових знаків, саме тому все більше вітчизняних домовласників замислюються про комплексної модернізації систем опалення своїх котеджів з метою зменшення експлуатаційних витрат на власність. Одне з найбільш новаторських технічних рішень, яке дозволяє істотно знизити витрати на енергоносії - це теплий водяна підлога.

Перші теплі підлоги з'явилися ще за часів давніх римлян. У перекриттях проробляли безліч дрібних поздовжніх каналів, в яких природно циркулював підігрітий в топках печей повітря. Аналогічним способом опалювалися будови в північних областях Індокитаю, тільки високотемпературні повітряні маси переміщалися усередині порожніх товстостінних бамбукових стебел.

Як все влаштовано
У сучасних умовах водяна тепла підлога є трубну конструкцію, покладену певним чином всередині перекриттів будинку. З нижнього боку така система огороджена ізоляційним матеріалом, а з верхньої, закрита міцним настилом, добре проводять тепло. Порожнини труб заповнені теплоносієм (звичайна вода або антифриз), які підігрівається джерелом тепла (газовим котлом, тепловим насосом). Безперервність руху рідини в системі забезпечує циркуляційний насос. Крім того, подібна конструкція забезпечена комплексом автоматичного регулювання, що підтримує сталість температури повітря всередині приміщень.

У порівнянні з радіаторні опаленням, система теплої водяної підлоги має ряд незаперечних переваг. Основне з них тісно пов'язане зі старовинною народною приказкою «Тримай ноги в теплі, а голову в холоді». Автор цього висловлювання, сам того не підозрюючи придумав девіз для вбудованих у перекриття опалювальних комплексів.

Шкільна фізика старших класів, однозначно описує теплообмінний процес в приміщенні з батареєю: холодне повітря нагрівається і поступово піднімається до стелі, а поблизу підлоги його замінюють спустилися, вже остиглі повітряні маси. При рівномірному підігріві нижньої площини приміщення конвекція зводиться до мінімуму, і найбільш нагріті зони завжди розташовані нижче холодних, тобто саме так, як заповіла мудра приказка.

Ще трохи бонусів
Всі інші позитивні властивості водяних теплих підлог виникають з описаного вище явища, а саме:
• середня температура в приміщеннях, що обігріваються стає менше на пару градусів, без втрати комфортних умов у них;
• мінімізовано конвективний рух повітря, а значить, зменшені теплові втрати через дах, віконні отвори і зовнішні стіни;
• обігрів проводиться за допомогою джерела з малим тепловим потенціалом, що сприяє появі ефекту саморегулювання (детальніше);
• відсутність в приміщеннях високотемпературних джерел тепла (радіаторів), робить весь будинок більш безпечним і розширює простір для дизайнерської фантазії;
• більшість елементів системи заховані від домочадців і захищені від випадкового фізичного впливу;
• сама комплекс труб виконаний з мінімальною кількістю стиків і з'єднань, що значно підвищує його гідравлічну надійність.

Поговоримо мовою грошей
Якщо позитивні технічні та художні аспекти не переконали домовласника у вигідності підлог з водяним підігрівом, то незайвим буде в доважок описати економічну складову проекту. Отже, за рахунок зниження яких експлуатаційних та капітальних витрат подібна система може бути вигідніше класичної опалювальної:
• більш низька температура теплоносія, дозволяє також зменшити теплові напруги у всіх поверхнях і апаратах застосовуються під час монтажу. Це означає менш потужний опалювальний котел, боле слабка ізоляція трубних конструкцій і загальне зниження втрат тепла в них;
• зонна система автоматичного регулювання температури, працюватиме, як клімат-контроль у дорогому автомобілі і дозволить значно знизити суму рахунку, що виставляється домовласникові за енергоносії;
• ефект температурного саморегулювання при гарній теплоізоляції будови, дозволить заощадити додатково кілька тисяч грн. на рік;
• комбінування підлог водяної теплої підлоги з геотермальними опалювальними комплексами дозволить сезон за сезоном створювати затишок в побудованому котеджі взагалі без експлуатаційних витрат, енергія землі поки ще безкоштовна.

Система теплих підлог з водяним підігрівом буде справно функціонувати не одне десятиліття, тому для її створення потрібно вибирати тільки високоякісні матеріал і комплектуючі вироби. Саме в цьому криється основний недолік подібних опалювальних систем. Без урахування вартості котла (теплового насоса) та іншого додаткового обладнання (автоматичної системи регулювання, датчиків, електричних насосів та інше) вартість одного квадратного метра покриття варіюється від 275 до 600 грн.

Робимо проект своїми руками
В основі будь продуманої роботи лежить попередній розрахунок. Для початку слід провести невеликий енергоаудит будинку, в якому проходитиме монтаж теплих підлог. Озброївшись тепловізором необхідно скласти температурну карту будинку, з метою визначення місць мають найбільш «слабку» термоізоляцію. Потім проводиться комплекс заходів спрямованих на зменшення теплових втрат будівлі, чим менше буде ця величина, тим дешевше в результаті обійдеться створення системи водяної теплої підлоги.
Наступним кроком в котеджі вимикається існуюче опалювання і за допомогою все того ж тепловізора будується температурна карта всіх кімнат. Настільки ретельний аналіз дозволить найбільш точно визначити необхідну потужність нової опалювальної системи в кожному приміщенні. Підсумувавши всі величини теплової потужності, і поділивши це число на загальну площу котеджу, ми отримаємо питомий коефіцієнт, який підтвердить домовласникові обгрунтованість застосування теплої водяної підлоги в його житлі.

Саме на цьому етапі потрібно врахувати появи ефекту саморегулювання при використанні систем опалення з низьким тепловим потенціалом. Справа в тому, що крім нагрітих труб у перекритті в кімнатах розташовані і інші джерела енергії, наприклад сонячні промені, електричні прилади, потужне освітлення. Всі ці елементи, також намагаються віддати своє тепло більш холодному повітрю в приміщенні. Однак встановлений кімнатний радіатор своїм потужним конвективним потоком «тисне» тоненькі струмочки енергії цих джерел і вся система ніколи не прийде в стан балансу.

Для теплих водяних підлог характерна інша картина, температура повітряного простору рівномірно стабільна по всьому об'єму, а значить, кожен генератор тепла передає йому свою енергію і загальне навантаження самої системи опалення дещо знижується. Якщо на кімнату впливають додаткові джерела побутового або природного тепла, то величину розрахованої потужності для цього приміщення слід помножити на компенсаційний коефіцієнт 0,97.
При ефективної термоізоляції всього будови середнє значення коефіцієнта не повинно перевищувати сто ват на квадратний метр. Якщо розрахунки показали велику величину, то ефективно протопити такий будинок водяним підігрівом підлоги не вийде, потрібно комбінувати його з іншими системами.

Далі можна перейти безпосередньо до проектування транспортують тепло конструкцій. Попередній розрахунок зазвичай проводиться для труб діаметром 16 - 20 міліметрів заповнених етиленгліколем. Для кожного приміщення їх укладання на підлозі буде індивідуальна в залежності від складеної температурної карти.
Найбільш простий варіант розташування труб на поверхні - змійка. Він характеризується всього одним геометричним параметром - кроком укладання, тобто відстанню між двома паралельними колекторами. У найбільш холодних областях кімнати (близько віконних прорізів і зовнішніх стін) труби укладаються з меншим кроком, такий підхід забезпечить максимально рівномірний розподіл теплового потоку по поверхні.

Описаний вище спосіб монтажу має один дуже серйозний недолік - різниця температур прямого і зворотного мережевого теплоносія не може бути більше 10 градусів Цельсія, тому що при цьому на підлозі утворюються так званий теплові смуги. Уникнути подібного ефекту допоможе інший спосіб укладання - мушля чи зворотна змійка, при якому, кожна зворотна труба розташована між двома подавальними.

Для приблизної оцінки необхідної кількості матеріалу можна скористатися співвідношенням, розрахованим для укладання труб змійкою з кроком 200 міліметрів: загальна довжина (в метрах) всіх труб водяного статі буде дорівнює площі кімнати (в метрах квадратних) помноженої на п'ять.

Монтаж - тонкощі і премудрості

Існує кілька основних способів укриття прокладених трубних конструкцій: заливка бетонної стяжкою, дерев'яне і полістирольні покриття. Два останні види більш легкі і застосовуються в основному в будовах з пінобетонних блоків, щоб знизити навантаження на фундамент. Розглянемо послідовність монтажу для найбільш популярної «класичної» цементної стяжки.

По-перше, поверхня перекриття ретельно очищається, можна навіть додатково пропилососити її. Якщо в плитах або стиках стін присутні порожнечі, то вони в обов'язковому порядку заповнюються монтажною піною або будівельним розчином. На підготовлену основу укладається теплоізоляційний матеріал (полістирол, пеноплекс та інше), поверх якого і буде монтуватися трубна конструкція. Дуже важливо, щоб розрахункове значення теплопровідності низлежащего шару значно (у 5-10 разів) перевищувало, аналогічну сумарну величину всіх покриттів, які будуть змонтовані зверху системи труб (наприклад, бетонної стяжки і ламінату). В іншому випадку частина теплової енергії буде «йти» в перекриття не нагріваючи приміщення.

Наступним шаром викладається звичайна поліетиленова плівка. Вона необхідна, щоб уникнути заповнення не щільність в тепловій ізоляції бетонним розчином. Поверх поліетилену монтується металева сітка. Її завдання спростити кріплення трубної конструкції до підлоги. Осередок сітки вибирається таким чином, щоб її величина була кратною розрахунковому кроку укладання труб. Наприклад, для проекту з межколлекторной відстанню в 200 міліметрів ідеально підійде армування квадратами зі стороною 5, 10 і 20 см. На цьому ж етапі до стін приміщення трохи вище підлоги приклеюється спеціальна крайова стрічка. Цей елемент буде не тільки демпфіровать неминучі поздовжні розширення стяжки, але й створить надійний теплоїзолірующий шар.

Третім етапом, на весь цей «бутерброд», у повній відповідності з проектом, укладається система труб. І надійно закріплюється, посредствам пластикових хомутів до металевої сітки. Тепер можна готувати бетонний розчин, для цих цілей рекомендується використовувати тільки якісний цемент (не нижче М-300), додаткове армування також вітається. Не варто забувати, що заливати нескінченно великі площі стяжки можна. Бетонної суміші властиво розширяться при збільшенні температури, тому всю площу кімнату необхідно поділити на окремі ділянки (менше 20 квадратних метрів) створивши між ними перегородки з демпфуючого матеріалу. У тих місцях, де труби з теплоносієм перетинають кордони поділу бетонної стяжки, вони повинні бути додатково захищені металевою гофрой.

Окремо рядком варто виділити процедуру опресування всієї системи теплої підлоги. За добу до початку заповнення підготовленого підстави бетонним розчином в трубах має бути створено тиску близько 4-6 бар, при цьому температура теплоносія не повинна перевищувати 20 градусів Цельсія. Фахівці рекомендують підтримувати такий режим протягом усього періоду «дозрівання» стяжки (приблизно 30 днів). Коли бетонний розчин повністю застигне, можна поступово збільшувати температуру теплоносія, доводячи її до максимального робочого значення.

Фінальним штрихом всієї роботи стане монтаж чистового підлогового покриття. Тут також слід звернути увагу на показник теплопровідності Настилати матеріалу, він повинен бути не менше 75 Вт / м • К і його «ставлення» до високих температур. Ідеально для цих цілей підійде плитка з кераміки або керамограніта. Інші типи покриттів, будь то ламінат, паркет або лінолеум повинні мати бути спеціального виконання придатного для укладання на теплу підлогу. Уточнити цю інформацію можна у консультантів у будівельному магазині або на просторах "всесвітньої павутини».