Водяной тёплый пол как самостоятельная система отопления в частных жилых домах

Система водяного теплого пола прочно обосновалась на рынке инженерного оборудования благодаря возможности создания максимально комфортного температурного режима. Многие отечественные компании используют внутрипольное отопление как дополнительный источник теплоты, в то время как зарубежные фирмы применяют тёплые полы как самостоятельную систему отопления не только в коттеджных домах, но и в многоэтажных зданиях.

Преимущества и недостатки водяного тёплого пола по сравнению с радиаторным отоплением

Система «теплый пол» обладает рядом преимуществ:

• Тёплый пол создаёт в помещении оптимальное распределение тепла по вертикали. Нагрев воздуха начинается прямо на уровне пола. Это позволяет обеспечить соблюдение принципа «тёплые ноги – холодная голова», что максимально комфортно для самочувствия и работоспособности людей, находящихся в помещении. При использовании радиаторного отопления такого эффекта нет: комфортная температура 20–21 ºС достигается только на уровне груди человека, на уровне пола температура на 4–5 ºС ниже и составляет только 16–17 ºС.
• Водяной тёплый пол обладает более высокой энергоэффективностью и экономичностью. Температура теплоносителя в системе водяного пола составляет 30−50°C, что значительно ниже, чем в традиционных системах радиаторного отопления. Это снижает энергопотребление жилого дома на 20–30%. В больших помещениях с высоким потолком за счёт того, что воздух прогревается только на 2–2,5 м от уровня пола, экономия на отоплении может достигать 60%.
• Тёплый пол надёжен, так как контуры теплого пола монтируется цельным трубопроводом без стыков и соединений в стяжке.
• Водяной тёплый пол обладает эффектом саморегуляции. Он возникает, когда температура в комнате превышает температуру поверхности напольного отопления, и теплоотдача прекращается. И соответственно при снижении температуры в комнате, возобновляется.
• Тёплый пол более интересен с точки зрения эргономичности и эстетики. Монтаж системы водяного тёплого немного уменьшает высоту помещения. Однако, поскольку нагревательные элементы размещены внутри конструкции пола, они не занимают полезную площадь помещения. Это даёт более широкие возможности при проектировании и дальнейшей эксплуатации интерьеров, а также облегчает уборку.

Наряду с преимуществами, устройство систем водяного тёплого пола имеет свою специфику и ряд недостатков:

• Система водяного тёплого пола требует более высоких первоначальных затрат. Специалисты рекомендуют не экономить на материалах и комплектующих для его устройства, чтобы минимизировать риски протечек, поскольку их устранение потребует значительных дополнительных расходов.
• Высокие требования к качеству изготовления и монтажа. Для обеспечения надёжности и долгого срока службы, необходимо учитывать все требования по расчету системы, подбору комплектующих и монтажу.
• Ограничения и риски при ремонтных работах в помещении. В ходе ремонта возможны непреднамеренные повреждения находящихся в стяжке пола нагревательных элементов.
• Неэффективная работа под мебелью. Участки тёплого пола, на которых расположена мебель, работают со сниженной эффективностью. При этом обходить мебель не рекомендуется, так как есть риск образования конденсата, который в свою очередь приводит к образованию плесени.

Возможность применения тёплого пола как основной системы отопления в российских условиях

При проектировании систем отопления в России тёплые полы используют всё чаще, но, традиционно, их рассматривают только как дополнение к радиаторному отоплению. Рассмотрим, насколько тёплые полы способны обеспечить тепловые потребности зданий.

В [3] приведено понятие «удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания». Эта характеристика численно равна расходу тепловой энергии на 1 м³ отапливаемого объема здания в единицу времени при перепаде температуры в 1 °С, имеет размерность Вт/(м³·°С) и определяется для различных типов жилых и общественных зданий по таблицам 1 или 2 [3 п. 10.1].

Таблица 1

Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию малоэтажных жилых одноквартирных зданий

Таблица 2

Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию малоэтажных жилых одноквартирных зданий

Согласно [3] расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания должно быть меньше или равно нормируемого значения.

Второй важный фактор – максимально допустимая температура поверхности пола. Согласно [4], среднюю температуру поверхности строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами в расчетных условиях следует принимать не выше, °C:

• 29 – для полов помещений с постоянным пребыванием людей;
• 31 – для полов помещений с временным пребыванием людей;
• 35 – в рантовых зонах (вне зон постоянного пребывания людей) вдоль наружных ограждений шириной до 1 м.

Для расчета удельного теплового потока от теплого пола используем формулу (1):

(1)

где q – удельный тепловой поток водяного теплого пола, Вт/м²; a_п – коэффициент теплоотдачи, приблизительно равный 8,92; t_п.мах – максимальная температура пола; t_в – необходимая температура воздуха в помещении.

Примем температуру воздуха в помещении 20°C. Используя формулу (1), получаем значения теплового потока, представленные в таблице 3.

Таблица 3

Максимальный удельный тепловой поток от теплого пола

Для температуры внутреннего воздуха в помещении 20 °С и высоте 2,8 м рассчитанный требуемый удельный тепловой поток для помещений с постоянным пребыванием людей в жилых зданиях представлен в таблице 4.

Таблица 4

Требуемый удельный тепловой поток для жилых зданий

По итогам расчётов можно сделать вывод, что даже в одноэтажных зданиях внутрипольное отопление способно покрыть теплопотребность. Для создания более комфортной температуры, а также при наличии панорамных окон или недостаточно утеплённых стен, рекомендуется устраивать краевые (рантовые) зоны с меньшим шагом укладки тепловой трубы вдоль наружных ограждений.