Как сделать водяные теплые полы в частном доме

Вместо батарей я сделал теплые полы и не жалею.

В конце 2011 года я приобрел 14 соток под Санкт-Петербургом и начал строить двухэтажный дом площадью 140 м². Отапливать дом я планировал тепловым насосом, который, как я выяснил, отлично работает с водяными теплыми полами.

Расскажу подробнее, какие есть способы обустройства теплых полов, как рассчитать такую систему и сколько она будет стоить.

Теплый пол работает по тому же принципу, что и обычные радиаторы, просто он иначе расположен. Батареи стоят вертикально под окнами. Теплый пол — это, условно, большая положенная на бок батарея: он расположен горизонтально и занимает всю площадь помещения. За счет этого дом отапливается более равномерно. В трубы водяного теплого пола, как и в радиаторы, подается жидкость — обычно это вода, но ее температура меньше, чем в радиаторах.

Часто теплый пол дополняет радиаторную систему, но современные технологии позволяют использовать теплый пол и как основное отопление. У меня именно так: на первом этаже водяной теплый пол вмонтирован в бетонную стяжку, а на втором сделан «сухим» способом на деревянном перекрытии.

Отапливать дом целиком теплыми полами я решил главным образом потому, что планировал поставить тепловой насос. Тепловой насос — это современное и технологичное решение. К тому же это было чуть дешевле, чем платить 500 000 ₽ за подключение газа. Я присмотрел недорогой тепловой насос мощностью 8 кВт.

Но позже от теплового насоса пришлось отказаться: я выходил за рамки бюджета. В итоге решил обогревать дом электричеством по ночному тарифу. Для такой системы теплые полы тоже хорошо подошли.

Ночной тариф на электричество у нас почти в два раза дешевле дневного. Согласно текущим тарифам Ленинградской области, стоимость киловатта по дневному тарифу — 4,96 ₽, по ночному — 2,68 ₽.

Я сразу отказался от электрокотла, так как он показался мне дорогим и ненужным для моего случая.

• Принцип действия моей системы такой: с 23:00 до 07:00 включается ТЭН — своего рода большой кипятильник, который нагревает буферную емкость объемом 1000 л. Вода в ней нагревается до +90…95 °C и затем в течение дня подмешивается в теплые полы. Полы постепенно забирают тепло, и к концу дня в буферной емкости температура воды обычно опускается до +30…40 °C.
• Если погода не слишком морозная или мы затапливаем в доме камин, полы расходуют меньше энергии и температура воды в баке опускается не так сильно.
• В 23:00 снова включается ТЭН и начинается новый цикл: бак нагревается всю ночь, чтобы днем отдавать запас энергии и остывать. По моим прикидкам, за 8 ночных часов мне удается запасти более 70 кВт тепловой энергии и это обходится где-то в 190 ₽.

9 кВт

составляет мощность ТЭНа в буферной емкости

В качестве теплоносителя, то есть жидкости, которая циркулирует в системе отопления, у меня используется вода. Иногда в частных домах вместо воды заливают антифриз, но это более дорогой вариант и он больше подходит, например, для дач, где зимой не живут: антифриз точно не замерзнет в трубах, и их не разорвет из-за перепадов температур.

О то, что лучше, теплые полы или радиаторы, сломано немало копий. Оба варианта имеют достоинства и недостатки. И если вам тяжело сделать выбор, всегда можно совместить обе системы.

Вот аргументы в пользу теплых полов.

Равномерное распределение тепла. Больше тепла у ног, а менее нагретый воздух — на уровне головы. Принцип как в известной народной мудрости: «держи голову в холоде, ноги в тепле».

Экономичность. Часто теплые полы более эффективны, особенно если они питаются от возобновляемых источников энергии: тепловые насосы, солнечные батареи, ветровая энергия. Жидкость в теплых полах достаточно подогреть до +30 °C, а в батареях ее температура может доходить до +70 °C. КПД теплых полов выше.

Скрытый монтаж. Батареи занимают пространство под окнами, многим не нравится их внешний вид. Бывает, на батареи вешают декоративные сеточные экраны, но это только ухудшает теплообмен, а выглядит на любителя. Теплый пол в доме незаметен.

А вот минусы теплых полов.

Сложности с ремонтом. Трубы теплого пола, например, от финской компании Uponor или немецкой Rehau прослужат не менее 50 лет. Но если использовать менее качественные трубы или нарушить технологию монтажа, отремонтировать теплый пол, который уже залили цементом, будет очень тяжело. Радиаторы ремонтировать гораздо проще: потекший можно просто снять и поставить новый. Если все продумано, не придется даже сливать систему отопления.

Невозможность сверлить пол. Даже если знаешь схему укладки труб, не хочется лишний раз рисковать и ненароком повредить трубу. Если надо закрепить унитаз или шкаф, придется использовать жидкие гвозди.

Дороговизна. В сравнении с радиаторами теплый пол стоит дороже, а рассчитать и смонтировать его сложнее.

Сложности при монтаже в уже готовом здании. Водяные теплые полы лучше всего закладывать на этапе строительства дома. В уже эксплуатируемом здании гораздо проще поставить радиаторы, чем заново заливать стяжку. Например, на даче, которая отапливалась печью и к которой подвели газ, проще, быстрее и дешевле установить радиаторы.

Насчет того, какой способ отопления более здоровый, однозначного мнения нет. С одной стороны, радиаторы создают циркуляцию воздуха и поднимают пыль. С другой — я неоднократно слышал мнение, что теплые полы тоже поднимают пыль и аллергики хуже чувствуют себя при таком варианте отопления.

Водяные теплые полы — это гибкий трубопровод, который замурован в полу. По этим трубам непрерывно циркулирует подогретая жидкость.

Существуют также электрические теплые полы: в них нет воды, а подогрев происходит за счет электричества и «напрямую», без котлов и буферных емкостей.

По конструкции выделяют два типа электрических полов:

1. Кабельные. Их кладут в слой плиточного клея или стяжку.
2. Пленочные. Их кладут под напольное покрытие, например под ламинат. Такой пол еще излучает инфракрасные лучи, благодаря чему обогреваются стоящие на полу предметы.

В электрополах также ставят термодатчик и терморегулятор. Они позволяют устанавливать нужную температуру и экономить на электричестве: как только пол прогреется до нужного значения, нагрев выключится.

Электрические теплые полы — более дорогостоящее решение, чем водяные, особенно в эксплуатации. В среднем 10 м² электрического пола потребляют в час 1,5 кВт электроэнергии, а на дом площадью 100 м² может даже не хватить стандартной выделенной для дома электрической мощности в 15 кВт.

Поэтому электрические теплые полы обычно используют локально, как дополнительный отопительный элемент на небольшой площади. Например, в ванной или на лоджии.

Для сравнения: 1100 ₽ стоит 1 м² нагревательного мата для теплого пола. А монтаж 1 м² электрического теплого пола стоит 350 ₽.

Главное преимущество водяной системы перед электрической — ее можно использовать с любым источником отопления. Жидкость в трубах можно подогревать в газовом или электрическом котле, камине с водяным теплообменником, тепловым насосом, солнечными батареями.

Более того, разные источники отопления для водяных теплых полов можно комбинировать, чтобы они работали параллельно. Например, вы используете газовый котел, но решили затопить камин, который имеет водяной теплообменник и встроен в общую систему отопления.

Тогда огонь в каминной топке будет не только выполнять эстетическую функцию, но и подогревать пол, а газовый котел на время отключится. Также в эту систему может быть встроен электрический котел как резервный источник тепла на случай, если с газом что-то случится.

Ограничения на применение теплого пола. Обустроить водяные теплые полы в квартире с центральным отоплением сложно.

По жилищному кодексу запрещено самостоятельно вносить изменения в схемы инженерных коммуникаций квартиры. Прямой запрет на это есть также в постановлении правительства Москвы.

Запрет связан с тем, что встраивание водяного теплого пола влияет на работу отопления по всему стояку многоэтажного дома. Тепловой баланс между квартирами может нарушиться: у всех соседей ниже квартиры с теплым полом возможно снижение давления в трубах, батареи будут хуже прогреваться.

Кроме того, в случае неисправности теплого пола велика вероятность затопить соседей.

За нелегальное устройство теплого пола можно получить судебный иск от УК или ТСЖ, и суд обяжет демонтировать систему.

Но внести изменения в систему обогрева квартиры все же можно, если добиться разрешения от ЖКХ и теплосетей. На практике это удается только в домах с автономным отоплением.

Электрические теплые полы не запрещено устанавливать в квартире и их монтаж не нужно согласовывать, главное — чтобы проводка справилась.

Нормативные документы. Главный документ в вопросе обустройства теплых полов — СНиП 41-01-2003. Он включает требования к организации систем отопления, включая вмонтированные внутрь пола.

Также требования к теплому полу описаны в части 7 ГОСТ Р 50571.25-2001, а также в ГОСТ 32415-2013, где представлены описания труб и фитингов при обустройстве системы.

Также существует ряд стандартов ГОСТ для каждого типа напольного покрытия и к клеевым смесям.

На этапе проектирования дома делается теплотехнический расчет. Это нужно в том числе чтобы понять теплопотери, то есть сколько тепла теряет дом при холодной погоде. Например, показатель теплопотерь моего каркасного дома площадью 140 м² — 9 кВт. Это 64 Вт на 1 м².

Расчет делают для самой холодной пятидневки в году для конкретного региона — в моем случае при −26 °C на улице. При этом внутренняя температура в жилых помещениях принималась за +22 °C, в ванной комнате — за +25 °C, в нежилых помещениях, у меня это топочная, — за +20 °C.

Проектирование системы отопления лучше доверить специалистам, но можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись примером детального расчета водяного теплого пола.

Здесь я не буду вдаваться в технические детали и только обозначу основные моменты.

Расчет теплого пола производится исходя из теплопотерь, при этом необходимо посчитать теплопотери всех контактирующих с улицей конструкций: стен, окон и дверей.

Чтобы учесть весь «пирог» стены из нескольких слоев различных материалов, удобно воспользоваться теплотехническим калькулятором.

В результате мы узнаем удельные теплопотери на 1 м² площади. Если значение теплопотерь превышает 100—150 Вт на м², отопление только теплым полом нежелательно: дополнительно к нему нужны батареи. Дело не в том, что теплый пол не справится с нагревом, а в том, что его придется делать настолько горячим, что ходить по такому полу будет неприятно.

Помимо потерь тепла, стоит также учесть, откуда оно поступает: например, от полотенцесушителя в ванной или от постоянно работающих электроприборов.

При расчете площади помещения, где будет проходить теплый пол, обычно вычитают место под встроенной мебелью, где циркуляции воздуха нет. Например, если в комнате предполагается шкаф-купе, под ним пол греть не нужно. Но трубу стоит заложить под мебелью, которую потом вы можете переставить. Если вы, например, не уложите трубу под кроватью, а в будущем переместите кровать в другое место, у вас появится неотапливаемый квадрат пола.

Для водяного теплого пола можно использовать различные виды труб диаметром 16—20 мм. Вот самые популярные варианты.

Медные — из старого и проверенного материала. Основное его преимущество — долговечность. Недостаток — высокая цена, от 400 ₽ за погонный метр. Также медь чувствительна к жесткости и кислотности воды, и срок службы теплого пола из-за этого может уменьшиться.

Металлопластиковые трубы — стандартное решение для радиаторной системы, используется и для теплых полов. Это недорогие трубы — 35—47 ₽ за погонный метр. Трубы не подвержены коррозии, у них гладкая внутренняя поверхность, что исключает наслоение отложений в трубе.

Трубы PEX — из поперечно сшитого полиэтилена. В зависимости от способа изготовления такие трубы обозначают PEX-a, PEX-b, PEX-c и PEX-d. Это современный, прочный материал, который не подвержен коррозии и действию агрессивных химических веществ. Трубы обладают так называемой молекулярной памятью — после экстремальных загибов и заломов труба восстанавливает свою исходную форму, что облегчает монтаж. Цена за погонный метр трубы PEX-a марки Valtec диаметром 16 мм — 70 ₽, 20 мм — 110 ₽.

Трубы из полиэтилена повышенной термостойкости — PERT. Бюджетный и популярный вариант: порядка 30 ₽ за погонный метр трубы 16-го диаметра и 40 ₽ — 20-го диаметра. Но у этого материала есть ряд минусов: он менее стойкий к перепадам температуры и давления, восприимчив к качеству жидкости, не обладает молекулярной памятью.

В своем доме я использовал трубы PEX-a 20-го диаметра с кислородным барьером EVOH — это дополнительный наружный слой, который предотвращает попадание молекул кислорода внутрь и, следовательно, препятствует коррозии металлических элементов в системе отопления.

Шаг укладки трубы, то есть через какое расстояние друг от друга она кладется, ее диаметр и температуру жидкости вычисляют исходя из проектной мощности теплого пола на 1 м².

Например, при шаге укладки 20 см на каждый 1 м² площади пола в среднем будет приходиться по 5 погонных метров трубы. Прогрев пола на этом участке будет лучше, чем на такой же площади при шаге 30 см. Приблизительная зависимость шага укладки и мощности указана ниже.

Важно также постараться запроектировать все ветки теплого пола примерно одной длины, и чтобы длина каждой не превышала 100—120 погонных метров. Оптимальная длина одной ветки для труб 16-го диаметра — 80 м, для 20-го диаметра — 100 м. При таких параметрах не будет сильных потерь давления в трубах, а жидкость будет циркулировать исправно. Если длина ветки получается больше 100 м, лучше разбить ее на несколько.

Есть два основных способа укладки труб — улитка и змейка, причем для второй есть несколько вариаций.

Улитка. Наиболее популярный и эффективный вариант с точки зрения энергопередачи. В этом случае горячая жидкость сначала проходит по периметру помещения, а затем идет к центру комнаты. Улитка дает равномерное распределение тепла, так как трубы подачи и обратки чередуются.

Также преимущество улитки — трубу можно укладывать с частым шагом от 10 мм, так как все повороты трубы, кроме изгиба в самом центре, имеют угол 90 градусов.

Змейка. Основное преимущество — простота укладки. Петля идет последовательно от стенки до стенки с поворотами на 180 градусов. Оптимальный шаг укладки — 20—30 см.

Самый существенный недостаток — может ощущаться разница температур в разных концах помещения, и чем длиннее помещение, тем выше риск появления такой проблемы. Ведь в одной части поступает горячая жидкость, а к концу контура она остывает.

Сгладить этот недостаток помогает укладка двойной змейкой. В этом случае участки подачи и обратки чередуются.

Существует еще один способ укладки — угловая змейка. В этом случае начало ветки концентрируется вдоль наружных стен с окнами.

Коллекторная группа, она же коллектор или «гребенка», распределяет жидкость по разным контурам — веткам — теплого пола. Обычно для каждой комнаты пускают свой контур, на втором этаже у меня так и сделано: четыре контура на три комнаты и один санузел.

Если контур получается слишком длинным, его разделяют на несколько, и тогда в одном помещении может быть несколько контуров. Так, на первом этаже у меня шесть контуров на общее пространство гостиной и кухни.

Кроме того, на коллекторе стоит узел смешения: с его помощью можно уменьшить или увеличить температуру жидкости, которая идет на контуры. Также для каждого контура на коллекторе можно регулировать количество пропускаемой жидкости и таким образом отрегулировать температуру в каждой комнате: например, законсервировать гостевую комнату, где никто не ночует, установив там минимальную температуру в +10—15 °C.

В моем случае вода нагревается в буферной емкости до +90 °C. А в полы подается около +30 °C. Узел смешения контролирует, чтобы в контурах постоянно циркулировала вода заданной температуры, и как только температура снижается, устройство подмешивает горячую воду из большой емкости. Поэтому жидкость в системе всегда одной температуры.

Также к каждому контуру на втором этаже я подвел электрические кабели, чтобы потом настроить блоки управления, через которые можно будет задавать температуру воздуха. Блок управления должен подавать сигнал на сервоприводы — механизмы, которые будут регулировать на коллекторе количество подаваемого теплоносителя в каждую ветку.

Мой фундамент — утепленная шведская плита. Это подразумевает разведение труб теплого пола внутри стяжки еще на этапе строительства фундамента.

Толщина стяжки пола в моем случае — 10 см, под ней расположено еще 20 см пенопласта: он нужен, чтобы тепло не уходило в землю. На весь первый этаж площадью 90 м², который оформлен единым пространством, у меня получилось шесть веток теплого пола. Способ монтажа — улиткой.

Трубы укладывались прямо на арматурный каркас, который рабочие приподняли на пластиковых креплениях. Таким образом трубы оказались прямо в середине стяжки. Перед тем как заливать фундамент, мы загнали в трубы воду под давлением 3,5 бара, чтобы бетон своей массой не деформировал их.

Позже поверх стяжки залили выравнивающий слой и постелили керамогранит.

Это устройство теплых полов «сухим» методом, когда не предполагается заливка стяжки. Трубы укладываются между досками или другим материалом, а сверху накрываются плитами с хорошей теплопроводностью — обычно ГВЛ или ЦСП.

Часто для легкого монтажа используются специальные пенопластовые маты, но это дорого. Плюс я, например, стараюсь избегать использования пенопласта внутри дома.

Для лучшего распределения тепла по поверхности пола трубы монтируются вместе с металлическими пластинами, чья задача — увеличить площадь и эффективность теплопередачи.

Такой теплый пол я делал сам на втором этаже своего дома. В качестве основания использовал фиброцементные плиты «Гринборд» толщиной 25 мм, которые остались у меня от других работ.

Труба PEX также осталась после заливки фундамента. На второй этаж у меня ушло порядка 300 метров трубы, и после этого осталось еще около 400 метров — в свое время я их купил с большим запасом. Эти остатки я в итоге продал на «Авито» за 5000 ₽.

Укладывал трубы змейкой — самым простым вариантом. Я выбрал шаг укладки 25 см, так как трубу 20-го диаметра сложно сгибать. Теплораспределительные пластины в количестве 150 штук я заказал в Москве по 155 ₽ за штуку.

23 250 ₽

стоили теплораспределительные пластины

Было сложно найти их под 20-ю трубу, в основном они выпускаются под 16-й диаметр.

Поверх плит «Гринборд», внутри которых скрылись теплые трубы, я уложил листы ГВЛ толщиной 10 мм, затем постелил подложку, а на нее ламинат. Только в ванной комнате сделал иначе: ЦСП 20 мм, потом керамогранит.

На втором этаже получилось четыре ветки теплого пола. Коллектор для них установлен также на втором этаже — в ванной.

Стоимость моего теплого пола на первом этаже тяжело посчитать, так как он смонтирован при заливке фундамента и вошел в его стоимость. В 2012 году фундамент мне обошелся в 680 000 ₽, включая работы по укреплению склона и обустройству геоколлектора для теплового насоса.

Текущие цены на монтаж водяного теплого пола в бетонной стяжке — от 860 ₽ за 1 м².

Когда я узнавал цены на устройство теплого пола сухим методом, мне называли цену в 600 ₽ за м². Площадь пола на втором этаже у меня составляет 75 м², то есть заплатить за работу мне бы пришлось 45 000 ₽.

Я решил сэкономить эту сумму и проделал работы самостоятельно. Часть материалов у меня уже были — трубы PEX и плиты «Гринборд». Остальное пришлось докупать.

1. Теплые полы бывают водяные, на основе электрического кабеля и пленочные с ИК-излучением. Водяные дешевле в эксплуатации, но сложнее в монтаже.
2. Водяные теплые полы можно использовать как в качестве основного источника отопления в доме, так и дополнительно к радиаторному отоплению. В первом случае важно, чтобы расчетные теплопотери 1 м² помещения не превышали 100 Вт.
3. Трубы теплого пола обычно закладывают в бетонную стяжку, но существует и сухой способ монтажа по деревянным балкам — с использованием теплораспределительных пластин.