Что лучше – теплый пол или радиаторы отопления?

Водяной тёплый пол – система обогрева в виде замкнутого контура из труб, находящихся в конструкции пола, чаще всего в стяжке, по всей площади пола. В трубах циркулирует жидкий теплоноситель, нагреваемый с помощью котла (газового, электрического), либо теплового насоса.

Что лучше – тёплый пол или традиционные радиаторы? Давайте разберёмся. Начнём с преимуществ тёплого пола.

Преимущества тёплого пола

• Комфортный для человека обогрев. Тепло распространяется от пола вверх, равномерно распределяясь по помещению. Впрочем, в области ног воздух теплее, в области головы – холоднее. Многим нравится, что ногам всегда тепло. Для других же это минус, и такие заказчики стараются комбинировать в доме отопление тёплым полом и радиаторами.

 Существенная разница между тёплым полом и отопительной батареей - в распределении тепла по помещению. Батарея прогревает помещение неравномерно: вблизи неё всегда есть зона с перегретым воздухом. Более того, от батареи воздух поднимается вверх к потолку, где остывает, отдавая часть своего тепла перекрытию и верхним частям стен. И только затем он спускается вниз, двигаясь вдоль противоположной от радиатора стены. К тому же в области ног воздух всегда холоднее, а в области головы – теплее, и это не очень комфортно для человека. 

Вместе с тем зона перегрева рядом с радиатором, размещённым под окном, может быть и плюсом: когда зимой открывают окно на проветривание, в комнату поступает уже немного подогретый воздух. 

С другой стороны, есть неудобство в плане размещения мебели, предназначенной для отдыха или работы жильцов: ставить её рядом с радиатором - будет слишком жарко, ставить у противоположной стены - будет прохладно. Впрочем, и тёплый пол с высокой температурой нагрева теплоносителя, также может доставлять дискомфорт, когда он находится под такой мебелью. 

• Нет заметных глазу элементов системы отопления. Трубы находятся под напольным покрытием, что предоставляет неограниченные возможности по отделке помещения. Это плюс в сравнении с радиаторами: их невозможно скрыть, они будут видны в интерьере. В случае панорамного остекления радиаторы – однозначно некрасивое решение. Конечно, есть внутрипольные радиаторы, но у этих устройств есть минусы, в том числе высокая цена, шум при работе, затраты на эксплуатацию, сложность уборки пола и пр.
• Универсальность. Тёплый пол можно выполнить как поверх бетонной плиты фундамента или бетонного перекрытия (так называемый «мокрый» способ), так и поверх деревянного балочного перекрытия («сухой» способ). Можно использовать любой котёл и любой теплоноситель. Очень мало ограничений по видам напольных покрытий, под которыми можно располагать тёплый пол.

Есть ряд особенностей тёплых полов, которые в зависимости от предпочтений заказчика могут считаться либо плюсами, либо минусами этой системы отопления:

• Высокая инерционность. Невозможно быстро изменить температуру тёплого пола и, соответственно, воздуха в помещении. В этом есть плюс: при отключении электроэнергии нагретая тёплым полом массивная стяжка медленно остывает и потому долго отапливает дом. В то время как радиаторы остывают быстро, и дом стремительно охлаждается.

Но у инерционности есть и обратная сторона: прогреть дом тёплым полом в короткий срок, например, после долгого отсутствия жильцов, не получится. Да и резко изменить температуру в отдельном помещении тоже проблематично. Отчасти эта проблема решается погодозависимой автоматикой, но в любом случае в помещении с батареями быстро нагреть и охладить воздух проще. Добавим, что у тёплого пола с неправильным конструктивом значительная часть тепла может “уходить” в перекрытие, и тогда система отопления становится ещё более инерционной, а помещение прогревается ещё медленнее. 

• Экономичность в эксплуатации при определённых параметрах системы отопления. Маркетологи утверждают, что в эксплуатации тёплый пол обходится заметно дешевле радиаторного отопления. В большинстве случаев это не так. Ведь система отопления всего лишь компенсирует потери тепла из дома, а они не зависят от вида системы отопления. Так что расходы на обогрев будут одинаковыми. Но есть несколько вариантов, при которых экономия действительно возможна.

1. При использовании конденсационного газового котла. Система тёплых полов – низкотемпературная, а конденсационные котлы, которые отличаются повышенным КПД, наиболее эффективны как раз при низкой температуре теплоносителя – 45-50°С (в то время как в системе с радиаторами температура теплоносителя обычно высокая – 60-65°С). Комбинация «конденсационный котёл + тёплый пол» позволяет экономить до 15% на отоплении дома.
2. При использовании электрического котла или электрического водяного теплового насоса. В этом случае низкотемпературный тёплый пол позволяет экономить электроэнергию.

Ещё один важный нюанс. Радиаторы нагревают воздух преимущественно за счёт конвекции, а теплые полы - за счёт лучистой энергии. То есть в помещении с радиаторами больше тёплого воздуха, чем тёплых поверхностей. Поэтому когда открывают окно на проветривание, помещение с радиаторами остывает быстрее: весь тёплый воздух “выдувается”, а поверхности предметов относительно холодные. В связи с чем проветривать таким способом комнату с радиаторами нежелательно: всё тепло быстро уйдёт. Но в помещении, которое греется тёплым воздухом, часто хочется освежить этот воздух, и потому там часто открывают окно. Как результат - расходы на отопление растут. Поэтому для подачи в дом с радиаторами свежего воздуха лучше использовать вентиляционные системы с рекуперацией.

В случае отопления тёплыми полами воздух не перегрет, да и при проветривании теряется меньше тепловой энергии, так как воздух охлаждается, но остаются теплые предметы. 

Недостатки тёплого пола

• Низкая ремонтопригодность. Если по тем или иным причинам труба тёплого пола повредилась и появилась протечка, то исправить ситуацию очень сложно и дорого. В частности, придётся демонтировать напольное покрытие и стяжку, а потом заново делать их. Нередко найти точное место протечки проблематично. Зачастую ремонт вообще невозможен. Если же сломался радиатор, то его легко заменить на новый. 
• Довольно сложный монтаж плюс большие временные затраты на устройство тёплого пола. В этом плане радиаторная система выигрывает у тёплого пола.
• Нередко случается, что тёплый пол не может быть единственной системой отопления частного дома. Ведь площадь пола ограничена, а значит, есть предел возможной тепловой мощности тёплого пола. Обязательно надо делать сложный расчёт, который покажет, хватит ли этой системы для обогрева коттеджа в целом, а также нужен ли радиатор при тёплом поле в конкретном помещении. Комбинированный вариант – тёплый пол и радиаторы – обычная практика для коттеджей большой площади и с несколькими этажами.

В каком случае тёплый пол может стать единственной системой отопления дома?

Чтобы точно ответить на это вопрос, надо сделать расчёт. Для этого нужно обратиться к СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». В данном СП в таблице 14 приведены нормативные характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период. А в приложении Г.7 этого СП есть формула расчёта расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Расчёт даст ответ на этот вопрос. Отметим, что во многих случаях тёплый пол вполне способен быть единственным источником тепла для загородного дома.

Однако комбинированная система отопления, с радиаторами и тёплым полом, предпочтительнее в плане комфорта, поскольку позволяет чередовать полы с тёплым полом и без него.

Расчёт мощности тёплого пола

Чтобы рассчитать необходимую тепловую мощность тёплого пола для конкретного здания, проще всего воспользоваться той или иной специальной программой, представленной в интернете. Программа, в частности, определит, достаточно ли мощности тёплого пола, чтобы компенсировать потери тепла.

При проектировании системы тёплого пола не стоит забывать, что, согласно нормам, температура поверхности пола в помещении с постоянным пребыванием людей не должна превышать 29℃, а в помещениях с временным пребыванием – 31℃*. Специалисты называют комфортной температуру пола в диапазоне 26-29 ℃.

Кроме того, нужно обратить внимание на разницу между максимальной и минимальной температурой поверхности пола. Минимальная – это температура участка на равном расстоянии от соседних труб контура. Максимальная – температура над трубой. Желательно, чтобы разница между минимальной и максимальной не превышала 2-5℃ (по нормам – 10℃**). Если разница будет больше, то обитатели дома будут чувствовать тепловые перепады под ногами, и это будет не очень комфортно.

Технологии устройства водяного тёплого пола

Есть два способа монтажа водяного тёплого пола:

• «Мокрый». Он предполагает, что трубы укладывают поверх бетонной плиты (фундамента, перекрытия) и затем заливают бетонной стяжкой, которая становится источником нагрева воздуха в помещении.
• «Сухой». Его устраивают, как правило, поверх деревянных перекрытий. Трубы монтируют в специальные стальные пластины, – они и становятся теплораспределяющими элементами.

В домах из газобетона перекрытия, как правило, железобетонные, поэтому наиболее востребован «мокрый» способ. О нём мы и будем говорить.

Стяжка

Поскольку именно стяжка играет роль нагревательного элемента, важна её толщина: чем больше, тем больше тепла будет аккумулировать стяжка.

Между тем отечественные нормативы расходятся в требованиях по минимальной её толщине при нанесении поверх труб тёплого пола. Согласно СП.29.13330.2011***, стяжка, уложенная поверх обогреваемых полов, должна быть не менее, чем на 45 мм больше диаметра используемых труб. То есть толщина стяжки от верха трубы диаметром 16 мм должна быть не менее 61 мм, от верха трубы диаметром 20 мм – не менее 65 мм. В другом нормативе, СП 41-102-98****, говорится, что минимальная высота заливки стяжки над трубой – 30 мм.

Так или иначе, малая толщина стяжки – это риск появления в ней трещин.

Цементно-песчаная смесь для создания стяжки должна содержать цемент марки не ниже М400, а также пластификатор (для повышения пластичности смеси) и полипропиленовую фибру (во избежание появления усадочных трещин в стяжке).

Многие специалисты не рекомендуют применять популярную сегодня полусухую стяжку: в сравнении с обычной, «мокрой», у неё ниже теплопроводность, а значит, пол будет дольше прогреваться. И если заказчик хочет, чтобы помещения быстрее нагревались и остывали, то лучше выполнять «мокрую» стяжку.

Перед нанесением стяжки основание подготавливают:

• Вдоль стен по всему периметру помещения укладывают демпферную ленту, обычно из вспененного полиэтилена толщиной 5-8 мм. Лента должна выступать над проектируемым уровнем стяжки не менее чем на 20 мм. Впоследствии ленту закрывают плинтусом. Она компенсирует тепловое расширение стяжки, тем самым препятствуя появлению в ней трещин.
• Поверх бетонного перекрытия укладывают полиэтиленовую плёнку, которая не позволит влаге из раствора проникать в плиту перекрытия. Ведь стяжка не должна слишком быстро высыхать во избежание появления трещин. 
• Поверх плёнки укладывают теплоизоляцию, чтобы уменьшить потери тепла через бетонное основание пола, направить тепловой поток вверх и тем самым повысить КПД системы отопления.

Теплоизоляция

Допустимо использовать теплоизоляцию плотностью не ниже 35 кг/м3: утеплитель должен быть прочным, чтобы без деформаций воспринимать нагрузку от вышележащей конструкции пола, мебели и пр. То есть чтобы на стяжке не появлялись усадочные трещины. Чаще всего применяют теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола (ЭППС).

Чем толще плита теплоизоляции, тем меньше тепла «утекает» в бетонную плиту перекрытия или фундамента. Рекомендуют выполнять утепление толщиной не менее 30 мм. Оптимально – 50-100 мм для тёплого пола, устроенного поверх плиты фундамента, и 30-50 мм для тёплого пола поверх плиты межэтажного перекрытия.

Популярные на рынке рулонные теплоизоляционные материалы из вспененного полиэтилена с фольгированной поверхностью не стоит использовать для тёплого пола поверх плиты фундамента, так как они очень тонкие. Для межэтажного перекрытия эти материалы вполне подходят. И если выбор пал на подобный тонкий утеплитель, то нужно помнить, что фольга при прямом контакте со стяжкой разрушается в течение 3-5 недель. Поэтому перед укладкой стяжки такой утеплитель надо закрыть полиэтиленовой плёнкой. Либо применять подобные материалы, уже имеющие заводскую плёнку поверх фольги. 

Кроме того, поверх теплоизоляции устанавливают арматурную сетку, обычно с прутками диаметром 4-5 мм и ячейками 50х50 мм. Сетка повышает прочность на растяжение стяжки, а также служит удобным основанием для закрепления труб тёплого пола.

Виды труб

Главный элемент тёплого пола – трубы, по которым циркулирует теплоноситель. Применяют трубы из разных материалов:

• РЕХ – трубы на основе сшитого полиэтилена.
• РЕ-RT – трубы из полиэтилена повышенной термостойкости.
• PEX-AL-PEX – металлополимерные трубы.

Наиболее востребованы первые два решения.

Трубы РЕХ различаются по методу сшивки, но для стандартных условий эксплуатации тёплого пола эти различия не принципиальны. Трубы РЕХ очень прочные и термостойкие. Ещё один их плюс – высокая молекулярная память: способность восстанавливать форму (с сохранением физико-механических свойств) после деформации. Если в процессе монтажа на трубу упал тяжёлый предмет или если произошёл её излом при изгибе, то, как правило, её можно восстановить. Нагреваем строительным феном до температуры 100-120℃, и труба принимает изначальную форму. Этого свойства лишены трубы из других материалов.

К относительным недостаткам труб РЕХ можно отнести более высокую, по сравнению с аналогами, цену, а также довольно высокий коэффициент линейного расширения при нагреве. Впрочем, не стоит опасаться, что нагретые трубы из сшитого полиэтилена могут разрушить стяжку – для этого у них просто не «хватит сил».

Трубы РЕ-RT изготовлены из того же сырья – полиэтилена, но из-за другой технологии производства имеют свои особенности. Принципиальный момент – срок их службы резко сокращается, если в системе отопления долгое время превышен рекомендуемый производителем труб температурный режим. Для некоторых заказчиков это безусловный минус: если предполагается, что температура теплоносителя в контуре будет превышать 70℃, то трубы РЕ-RT лучше не применять. Но если эксплуатировать их в стандартном для тёплого пола режиме, то проблем со сроком службы не будет. Более того, в этом случае проявляется главный плюс таких труб – меньшая, чем у РЕХ, цена. Трубы РЕ-RT – выбор для тех, кто хочет сэкономить.

Диаметр, шаг, длина труб

Диаметр труб и шаг их укладки определяют теплотехническим и гидравлическим расчётами. Как уже говорилось, стандартные диаметры труб – 16 и 20 мм. Если нет проекта системы тёплого пола, то, например, контур из труб 16 мм раскладывают, как правило, с шагом 150 мм. При этом вдоль наружных стен рекомендуют выдерживать меньший шаг, чтобы зимой тепло равномерно распределялось по помещению, а окна не запотевали. Если основной шаг – 150 мм, то у наружных стен его следует уменьшать до 100 мм, прокладывая с таким шагом 1-2 петли тёплого пола.

Максимальная длина петли тёплого пола зависит от многих показателей и определяется расчётом. Играют роль, прежде всего, потери давления и скорость движения теплоносителя в системе отопления. Экономически оправдан тёплый пол, потери давления в котором не превышают 20-30 кПа. Нормативная скорость движения теплоносителя – от 0,1 м/с*****.

Можно приблизительно посчитать максимально допустимую длину петли, зная диаметр трубы, шаг её укладки, необходимую температуру поверхности пола. На практике для трубы диаметром 16 мм максимальная длина петли – обычно 100 мм, для трубы диаметром 20 мм – обычно 120 м. Впрочем, лучше избегать крайних значений, ориентируясь на величины 80 и 100 м соответственно.

Схемы укладки труб

Наиболее популярные:

• «Змейка»: трубы укладывают параллельно длинной или короткой стене помещения.
• «Улитка»: трубы укладывают по спирали, начиная с края помещения и двигаясь в центр.

Плюсы «змейки»:

• Простота укладки.
• Возможность без особых сложностей реализовать тёплый пол в помещениях узких (коридор) или неправильной формы.

Минусы «змейки»:

• Более высокое гидравлическое сопротивление, поскольку изгиб труб составляет 180°. Это чревато более заметным перепадом температуры теплоносителя на входе в контур и выходе из него. 
• Не столь равномерное распределение тепла по поверхности пола, ведь по мере движения по контуру теплоноситель остывает.

Плюсы «улитки»:

• Меньшее количество труб для устройства тёплого пола, в сравнении с тёплым полом, уложенным «змейкой».
• Относительно низкое гидравлическое сопротивление в контуре: как правило, изгиб труб – 90°.
• Равномерное распределение тепла по всей площади пола, поскольку при укладке «улиткой» чередуются трубы с подачей и обраткой, то есть горячие и чуть остывшие.
• Удобное обустройство краевых зон (граничащих со внешними стенами здания), где требуется укладка труб с меньшим шагом.

Минус «улитки»:

• Более трудоёмкая в сравнении со «змейкой» укладка.

При монтаже тёплого пола трубу, идущую от коллектора, то есть имеющую самую высокую температуру теплоносителя, рекомендуют прокладывать вдоль наружных стен здания, и только затем формировать остальную петлю. Раскладывая петли, отступают не менее чем на 50 мм от стен и не менее чем на 200 мм от каминов или дымовых труб, которые могут разогреваться до очень высоких температур.

Частый вопрос – можно ли укладывать тёплый пол под мебелью? Можно, при условии, что температура тёплого пола не превышает нормативных значений: в этом случае локального перегрева трубы не будет. Но если мебель стационарная, которая не будет перемещаться в процессе эксплуатации, то нет смысла делать под ней тёплый пол, – это неоправданный расход труб. Правда, если такая мебель установлена вдоль наружной стены, то тёплый пол под ней предусмотреть нужно. 

Площадь одного участка тёплого пола не должна превышать 40 м2, согласно европейским нормам******, или 30 м2, согласно российским*******. Поэтому в помещении большей площади тёплый пол разделяют на две зоны, разграничивая их деформационным швом в стяжке. Пересекать деформационный шов петли тёплого пола не должны. Пересекать его может только подводящая труба.

Способы крепления труб к основанию

Трубы тёплого пола фиксируют к теплоизоляции. Есть несколько видов крепежа, самые актуальные:

• Пластиковые или нейлоновые хомуты-стяжки, с помощью которых трубы крепят к арматурной сетке, уложенной на утеплитель. Это самый популярный способ, поскольку максимально доступный, дешёвый, простой и быстрый в исполнении.
• Специальные теплоизоляционные плиты (маты), выполненные из пенополистирола, на лицевой стороне которых есть выступы-бобышки, удерживающие трубы тёплого пола. Плиты ускоряют монтаж системы, поскольку не требуют никакого дополнительного крепежа для труб. Но имеют недостатки – довольно высокую стоимость и небольшую толщину собственно теплоизоляционного слоя, около 20 мм. Напомним, что рекомендуемая толщина слоя утепления поверх бетонной плиты фундамента – не менее 50 мм.
• Специальные пластиковые планки (шины), которые крепят пластиковыми гарпунными скобами к утеплителю. Планки имеют выступы-защёлки, к которым и крепят трубы тёплого пола.
• Специальные пластиковые клипсы для труб, устанавливаемые на арматурную сетку.

Добавим, что после укладки петель тёплого пола и подсоединения их к коллектору необходимо опрессовать систему – испытать на герметичность при давлении, превышающем рабочее в 1,5 раза (но не менее 0,6 МПа********). Опрессовка – это либо гидравлические испытания, либо проверка воздухом, в зависимости от температуры окружающей среды во время монтажа тёплого пола.

Важный момент: согласно нормам, трубы тёплого пола при заливке стяжки обязательно должны быть заполнены теплоносителем под давлением*********. После того, как стяжка затвердевает, давление стравливают.

Коллекторный блок

В общих чертах схема работы тёплого пола такая: от котла (как вариант – от теплового насоса) нагретый теплоноситель поступает в распределительный коллекторный блок с двумя гребёнками. Первая направляет теплоноситель в петли тёплого пола (как минимум по одной петле на каждое помещение). На выходе из петель остывший теплоноситель направляется во вторую гребёнку, откуда движется в трубу обратки и по ней возвращается в котёл.

Коллекторы могут иметь разное количество выходов: обычно до 12. Подходящую модель коллектора выбирают, исходя из числа петель, которые нужно подсоединить.

Помимо собственно распределительной функции, коллекторный блок выполняет и другие задачи. В частности, он подмешивает остывшую обратку к подаче, поскольку, как мы помним, температура теплоносителя для тёплого пола должна быть ниже той, которая подаётся в систему радиаторного отопления.

Чтобы выполнять все свои задачи, коллектор комплектуется дополнительными элементами. Среди них:

• Насосно-смесительный узел
• Трёх- или двухходовые клапаны
• Термостатические клапаны
• Расходомеры

Обратите особое внимание на последние. Дело в том, что гидравлические сопротивление во всех петлях тёплого пола должно быть одинаковым, – это залог эффективной работы системы. Для этого у всех петлей должна быть одна и та же длина. На практике это, как правило, невыполнимо. И если петли разной длины, то теплоноситель будет распределён по ним неравномерно. Решение проблемы – установка расходомеров на гребёнке подачи. Расходомер регулирует величину потока жидкости в трубу, и в результате теплоноситель циркулирует по тёплому полу равномерно. 

Температуру теплоносителя можно задавать и изменять вручную или автоматически, на общей гребёнке или в каждой петле. Удобнее всего регулировать температуру в помещении с помощью комнатных терморегуляторов, которые работают совместно с приводами, управляющими термостатическими клапанами в коллекторном блоке.

Требования к напольному покрытию

Эффективность системы отопления напрямую зависит от того, насколько хорошо тепло от труб проходит через напольное покрытие. При этом само напольное покрытие должно быть рассчитано на то, что оно будет подвергаться довольно сильному нагреву. То есть подобный режим эксплуатации не должен уменьшать срок службы материала, из которого сделано покрытие, и провоцировать выделение из него токсичных веществ.

Иными словами, принципиально важны три характеристики материала для финишного покрытия пола:

• Теплопроводность, способность передавать тепло (чем она выше, тем быстрее нагревается материал).
• Устойчивость к постоянному нагреву и возможному перегреву.
• Безопасность для здоровья людей при данном режиме эксплуатации.

Лучше всего проводит тепло плитка из керамики и керамогранита. К тому же эти материалы не вызывают вопросов и в плане долговечности и экологичности. Однако некоторых заказчиков может смущать фактура и тактильные ощущения пола из плитки. Кроме того, хрупкие предметы при падении на такой пол обычно разбиваются.

Деревянные напольные покрытия (ламинат, паркетная доска, инженерная доска, массивная доска) – не самый удачный вариант. Эти покрытия отличаются низкой теплопроводностью, к тому же под воздействием повышенной температуры могут давать усадку, менять линейные размеры. Как результат – возможны щели между элементами покрытия, коробление и вздутие поверхности пола.

Кроме того, обычный ламинат при нагреве может выделять вредные вещества. Допустимо использовать только специальный ламинат, на упаковке которого есть соответствующая маркировка о возможности укладки поверх тёплого пола. То же самое касается и популярного синтетического материала – кварцвиниловой плитки.

Добавим, что производители деревянных и синтетических напольных покрытий допускают монтаж своей продукции поверх тёплого пола только при условии, что температура стяжки не будет превышать 27°С.

Узнать подробно про строительство дома из газобетона и в том числе про устройство в нём инженерных систем можно на очном курсе или бесплатном вебинаре YTONG

Смотрите также:

Перемычка из газобетона

Перекрытие из газобетона

*СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», п. 14.18

**СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб»

***СП 29.13330.2011 «Полы»

****СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб»

*****СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», п. 6.3.9

******DIN 18560

*******СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб»

********СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб», п. 5.25

*********СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб», п. 5.29