Бизнес и финансы

Выбор и расчет труб для водяного теплого пола

Климат наших широт не позволяет обеспечить в жилище уют и комфорт в холодный период года без источника тепла. К сожалению, не всегда используемая отопительная система в достаточной степени прогревает помещение по всей площади. Из-за этого с наступлением холодов начинается дискомфорт из-за проникающего в дом холода.

Новости СМИ2

Одним из перспективных вариантов систем отопления в домах и квартирах представляется водяной теплый пол. Основной задачей при установке теплого водяного пола является выбор материала. В статье мастер сантехник расскажет, какие трубы лучше использовать для водяного теплого пола. Также будет приведена инструкция, следуя которой вы сможете выполнить расчет диаметра и определить расстояние между трубами теплого пола при укладке.

Принцип работы теплого пола

Системы водяного теплого пола – это достаточно новое решение в сфере систем отопления. Такой вид отопления представляется чрезвычайно экономичным, позволяя снизить затраты на отопление жилища. В отличие от традиционных радиаторов отопления, обогреваемый пол сразу обеспечивает прогрев воздуха до комфортных температур внизу (22-24°C), в то время как на уровне головы температура уже несколько ниже (18-20°C), а под потолком не образуется зона перегрева, не происходит пустых теплопотерь. Такое свойство входит в преимущества водяного теплого пола, так как обеспечивается оптимальный «здоровый» прогрев, способствующий комфорту и здоровью.

Теплый пол состоит из нескольких слоев:

Основание;
Стяжка;
Тепловая изоляция;
Труба теплого пола;
Стяжка;
Напольное покрытие.

На что обратить внимание при выборе трубы

Перед тем, как выбрать трубу для тёплого пола, необходимо ознакомиться с некоторыми требованиями:

Укладка тёплого пола – это относительно сложный процесс. Трубы для обогрева (запрещено применять трубы для горячего либо холодного водяного снабжения) обязаны быть долговечными, выдерживать температурные колебания, перепады давления, химические нагрузки и т.д. При бережной эксплуатации и качественном монтаже срок службы труб из полимеров и металлопластика будет составлять более полувека.
С целью защиты обогревательной системы от окисления, трубы должны иметь хорошую изоляцию и герметичность.
Труба для тёплого пола должна обладать эластичностью (гнуться руками), устойчивостью к изгибаниям. Эти условия важны для надёжной установки и для того, чтобы рассчитать шаг трубы.

Данными параметрами характеризуются трубы для тёплого пола из сшитого полиэтилена, металлопластика, из нержавеющей стали и меди.

Какой тип трубы лучше использовать для теплого пола

Очевидно, что универсальных теплых полов не бывает, а каждый тип трубы отличается своими особенностями. Хороший способ сэкономить, ничем не рискуя, заключается в том, чтобы сделать обдуманный, обоснованный выбор. К тому же, дефицита сейчас практически нет, а вся информация – в открытом доступе.

Трубы из сшитого полиэтилена

Это большой класс продукции, в который входит, например, всем известный трехслойный металлопластик. Но труба из сшитого полиэтилена может состоять всего из двух или даже одного слоя. Ведь основную нагрузку несет именно полиэтилен, а прослойка выполняет хоть и важную, но, все-таки, вспомогательную функцию. Она предотвращает диффузию кислорода и может быть не металлической, а полимерной. Только полимер здесь особый – EVOH.

Сшитый полиэтилен отличается от обычного (PE) более прочной, устойчивой к нагреву структурой, усиленной поперечными межмолекулярными связями. Сшивают его четырьмя способами, поэтому маркировка трубы может выглядеть, как «PEX-a», «-b», «-c» или «-d». В начале века указывали просто «PEX». Самая дорогая и условно качественная модификация – PEX-a, популярная – b, а самые дешевые и, вероятно, опасные для здоровья – c, d. В Евросоюзе, например, запрещено использование трубопровода из PEX-c.

PEX-a: сшивка органическими пероксидами или гидропероксидами, мин. степень сшивки по ГОСТ - 70, метод сшивки - химический

PEX-b: сшивка органическими силанидами (силанами), мин. степень сшивки по ГОСТ - 65, метод сшивки - химический

PEX-c: сшивка потоком элементарных частиц (радиационный метод), мин. степень сшивки по ГОСТ - 60, метод сшивки - физический

PEX-d: сшивка азотированием, мин. степень сшивки по ГОСТ - 60, метод сшивки - химический

Однако в закрытых системах отопления токсичность полиэтилена роли не играет, ведь теплоноситель порой тоже ядовит. Более значимый момент – сам факт сшивки, не всегда являющийся достоверным. Хотя проверить несложно – нужно подержать изделие в духовке с температурой 120-150°C минут 10-20. Качественный материал совершенно не изменится, а обычный полиэтилен расплавится.

Учитывая соотношение цены и качества, PEX – лучшие трубы для теплого водяного пола. Тем более, в таких системах трубопровод эксплуатируется, как правило, в щадящем режиме. То есть, с температурой воды не более 45-50°C и давлением, не превышающим 2-2.5 атм. Здесь раскрываются все преимущества сшитого полиэтилена, особенно – двух- или трехслойного.

Плюсы:

Заявленный срок службы – до 50 лет (при соблюдении требований к укладке и эксплуатации);
Длительная (в течение срока службы) стойкость к умеренно высокой температуре при давлении до 5-6 атм.;
Кратковременная стойкость к пиковым значениям – до 95°C и 15 атм.;
Устойчивость почти ко всем видам коррозии (за исключением воздействия сильных окислителей, щелочей, концентрированных углеводородов);
Устойчивость к УФ-излучению;
Достаточная для теплого пола теплопроводность;
Отсутствие электропроводимости;
Прочность, сочетающаяся с гибкостью и поддержанием заданной формы;
Быстрая, простая, надежная сборка посредством компрессионных или пресс-обжимных соединений;
Длина цельного куска в бухте, достаточная для бесшовной укладки на значительных площадях;
Низкая шероховатость поверхностей, высокая проходимость воды;
Цена некоторых подвидов трубы в 10 раз ниже, чем у медной.

Минусы:

Быстрый выход из строя при нарушении правил эксплуатации (применении неподходящего теплоносителя, слишком высокой температуры и давления);
Значительное температурное удлинение, увеличивающее нагрузку в местах трения;
Недопустимость «замоноличивания» соединений;
Стоимость инструмента для пресс-обжимных соединений;
Относительно большой радиус сгиба, равный 8-10 диаметрам трубы;
Интенсивность кислородной диффузии сквозь стенки (для однослойных модификаций).

Стоит отметить, что заявленные свойства проявляет, как правило, только продукция известных крупных производителей. Они на собственном опыте, методом проб и ошибок, установили все нужные параметры автоматизированного производства. Например, соотношение компонентов, временные интервалы, режимы температуры и давления. Мелкие компании («noname»), как правило, не выдерживают конкурентной борьбы, беспокоясь о качестве. Все-таки, такое производство – не самое простое.

Проверить прочность трубы можно, попытавшись сломать ее или разорвать. Надежный образец, скорее всего, сломать руками не получится.

Несмотря на важность недостатков, они, в основном, условны. Например, двух- или трехслойная труба, типа PEX-Al-PEX или PEX-EVOH, не намного дороже однослойного PEX. Однако антикислородная прослойка даёт серьезный эффект, защищая как сам полиэтилен, так и металлические компоненты системы. Прочие же изъяны технологии можно обойти, соблюдая правила и рекомендации по укладке, эксплуатации. Например, применять только пресс-обжимные соединения, защищать торцевые части трубопровода (места сгиба) мягкими прокладками и т. д.

Трубы из полиэтилена с высокой термостойкостью

Термостойкий полиэтилен (PE-RT) – это полимер, отличающийся от обычного полиэтилена более разветвленными связями между молекулами. Его не сшивают, так как здесь эти связи устанавливаются во время синтеза. Поэтому они более равномерны, чем, например, в материале PEX-c, но менее устойчивы, чем в PEX-a (или «b»).

Плюсы:

Доступность (в 1.5-2 раза дешевле качественного PEX);
Термостойкость, ограниченная совокупностью условий эксплуатации – до 90° при 4-5 атм., до 60° при 7-8 атм.;
Долговечность при работе в щадящем режиме;
Устойчивость к УФ-изучению;
Простота монтажа, обработки;
Достаточная длина трубы в бухте;
Устойчивость почти ко всем
Видам коррозии (хуже, чем у PEX);
Прочность (хуже, чем у PEX);
Гладкость поверхности.

Минусы:

Непредсказуемый выход из строя в случае несоблюдения рекомендованных режимов;
Температуры и давления;
Интенсивная диффузия кислорода;
Радиус сгиба, равный 10-12 диаметрам трубы;
Значительное расширение (удлинение) при нагреве.

Разумеется, когда речь идет о том, что PE-RT в чем-то хуже, чем PEX, подразумеваются примерно равные по классу изделия одного производителя. Здесь можно выделить показатель, который иногда становится решающим – цену. Учитывая, что фитинги применяются одни и те же (по крайней мере, «надвижные гильзовые»), экономия будет существенной. Хотя этот факт зависит, в первую очередь, от объема работ.

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковая труба в разрезе представляет собой «бутерброд» из 3 слоев. Его сердцевина – алюминиевая фольга, толщиной 0.3-0.5 мм. Она усиливает конструкцию, упрощает формование сгибов и препятствует кислородной диффузии.

Внутренний и наружный слои – это полимер, отвечающий за герметичность и пространственную жесткость трубы. Он может быть изготовлен из обычного, сшитого или термостойкого полиэтилена. Выясняя, какие трубы лучше для теплого пола, часто подразумевают два последних варианта.

Благодаря хорошим характеристикам металлопластиковой трубы, с монтажом можно справиться, даже не имея особых навыков и оборудования. Понадобится лишь общее представление о процессе, калибратор, труборез для металлопластиковых труб и пара разводных ключей.

Плюсы:

Низкая цена;
Заявленный срок службы до 50 лет (при соблюдении правил монтажа и эксплуатации);
Стойкость к нагреву до 90°C (кратковременно) при давлении воды до 6-8 атм.;
Стойкость ко всем видам коррозии;
Гигиеничность, безопасность, эстетичность;
Прочность, сочетающаяся с эластичностью;
Простота обработки и монтажа;
Гладкость внутренней поверхности;
Отсутствие электропроводимости;
Отсутствие кислородной диффузии;
Длина цельного «хлыста», в большинстве случаев достаточная для бесшовной укладки скрытых участков;
Небольшой радиус сгиба, равный 6-8 диаметрам трубы, и удержание полученной формы.

Минусы:

Высокий коэффициент температурного расширения, снижающий надежность цангового соединения и обуславливающий трение о твердые тела (например, стяжку);
Стоимость фитингов;
Стоимость инструмента для выполнения надежных пресс-обжимных соединений;
Высокая зависимость срока службы от совокупности температуры, давления и периодичности их воздействия;
Отсутствие стойкости к УФ-излучению, высоким температурам (превышающим заявленные значения);
Недопустимость перегибов, переломов;
Низкая теплопроводность.

Перечень недостатков, казалось бы, заставляет сомневаться в целесообразности применения металлопластика. Однако соблюдение правил монтажа и эксплуатации в большинстве случаев снижает их значимость. К тому же, некоторые негативные факторы могут стать нейтральными.

Например – низкая теплопроводность, из-за которой приходится уменьшать скорость потока, увеличивать диаметр трубы, повышать температуру воды. Такой трубопровод не шумит, а с обеспечением циркуляции справится даже не очень мощный насос.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали

Гофротрубы из нержавейки – это ребристые изделия, изготавливаемые из тонкого (0.3-0.5 мм) листа нержавеющей стали. Могут быть отожженными или неотожженными, что сказывается на эластичности и стоимости (первые – лучше и дороже). Применяются для горячего, холодного водоснабжения, а также при сборке систем отопления. В том числе, подходят для устройства теплых полов.

Плюсы:

Неограниченный срок службы и стойкость ко всем видам коррозии;
Химическая инертность (при отсутствии кислорода, иных сильных окислителей и щелочей);
Стойкость к высоким температурам (до 100°C) при давлении до 15-17 атм. в течение длительного времени (срока службы);
Кратковременная устойчивость к пиковым нагрузкам – до 50 атм. или 200°C;
Непроницаемость для кислородной диффузии;
Устойчивость к УФ-излучению и внешним контактам (в оболочке);
Устойчивость к «разморозке»;
Высокая теплопроводность;
Минимальное тепловое расширение;
Простота монтажа, надежность соединений;
Малый радиус сгиба (3-4 диаметра трубы);
Ненужность спецоборудования;
Большая длина трубы в бухте;
Низкая шероховатость поверхности;
Цена, в среднем, вдвое ниже, чем у меди.

Минусы:

Низкая устойчивость к электрохимической коррозии;
Недопустимость заломов, перегибов.
Стойкость к коррозии у данного типа труб сохраняется при условии, что теплоноситель не содержит кислорода, грязи, шлама и активных присадок, в состав системы не входят другие металлы, а сама система качественно заземлена либо полностью изолирована.

Перечисленные факторы, в целом, очевидны и вытекают из свойств нержавеющей стали, как сплава. Однако широкую популярность материал пока не приобрел, видимо, из-за большой конкуренции. Отзывов об этом виде трубопровода, со времени начала распространения в России (девяностые годы двадцатого века), накопилось немного. Большая их часть – положительные, но есть и отрицательные.

Медные трубы

Медь – это тугоплавкий цветной металл, который применяют для производства трубопровода уже не первое тысячелетие. Долговечность этой продукции давно подтверждена и споров практически не вызывает. Для устройства современных теплых полов используют медные трубы в чистом виде или в ПВХ-оболочке. Правда, в последнее время, из-за доступности полимерных материалов, медный прокат теряет популярность. Но это не умаляет его достоинств.

Плюсы:

Стойкость к непрерывному, дискретному или резкому воздействию высоких температур и УФ-излучения;
Стойкость к кислородной коррозии, обусловленная образованием оксидной пленки (патины);
Прочность, позволяющая выдерживать давление, в зависимости от диаметра, до 80 атм.;
Гладкость внутренней поверхности (при условии правильного монтажа);
Простота обработки, укладки;
Простота и надежность соединений – обжимных или пайки (сварка возможна, но в данном случае не рекомендована);
Длина трубы (отожженной) в бухте, как правило, достаточная для бесшовной укладки скрытых участков;
Стойкость к влиянию цементной среды и механических воздействий (ограниченно, только при наличии защитной оболочки);
Высокая теплопроводность, даже в оболочке;
Непроницаемость для кислородной диффузии;
Гибкость (для «отожженки»), обеспечивающая минимальный радиус сгиба;
Распространенность, «стандартность» комплектующих;
Экологическая безопасность, антисептические свойства.

Минусы:

Высокая скорость разрушения из-за электрохимической коррозии;
Слабая стойкость к сильным кислотным или щелочным средам, например, аммиачным присадкам в теплоносителе;
Низкая устойчивость к эрозии и другим механическим воздействиям при неправильном монтаже.

Несмотря на серьезность, эти факторы нивелируются соблюдением правил монтажа и эксплуатации. Например, нельзя использовать слишком жесткую или мягкую воду, любую химию, стыковать медь со сталью или цинком. Кроме того, металлические трубопроводы, включая медные, должны быть заземлены, а кислород из них – удален.

Подытожим, какие же все-таки лучше использовать трубы для теплого пола

Имея опыт в проектировании и монтаже систем отопления более 20 лет, мы можем с уверенностью сказать, что наиболее надежный, долговечный и оптимальный по стоимости вариант – это трубы для отопления из сшитого полиэтилена PEX. Гарантия высокого качества, минимизации рисков при монтаже и дальнейшей эксплуатации, а также срок службы системы в совокупности с безопасностью оправдывает цену материала.

Производители

Специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на трубах от популярных компаний-изготовителей. Так вы будете иметь гарантию высококачественной продукции, а в случае брака по гарантии получить компенсацию:

Valtec. Производство ведется в Китае, но на современном европейском оборудовании и по европейским стандартам. В России находится 2 представительства компании – в Москве и Санкт-Петербурге. То есть, техническая помощь и гарантия не будут проблемой.
Uponor. Трубы финского бренда Упонор производятся в Швеции. Компания давно представлена на российском рынке и производит полный спектр продукции для теплых полов.
Rehau. Немецкая компания Рехау представлена двумя видами труб – Rauterm S и Rautitan Pink . Компания имеет представительство в Москве, которое осуществляет техническую поддержку и отвечает за качество продукции.
Compipe. С технической поддержкой или гарантией на продукцию компании Compipe не должно возникнуть проблем, поскольку она расположена в России. Производитель предлагает не полный комплекс товаров для теплых полов, поэтому придется обращаться к другим компаниям.
Stout. Молодой российский бренд, производящий трубы из сшитого полиэтилена в Испании. Из-за небольшого опыта работы компания пока не может предложить все необходимые комплектующие для теплого пола.
Elsen. Молодой бренд, производящий трубы в Швейцарии. Московское представительство осуществляет полную и качественную техническую поддержку продукции, отвечает за ее качество. Компанией производится небольшой перечень продукции, поэтому собрать теплый пол от одного производителя не получится.
Sanext. Российская компания, имеющая представительства в Москве и Санкт-Петербурге. Производство ведется в Израиле. В каталоге компании отсутствуют смесительные узлы и автоматика, что не позволяет собрать систему от одного производителя.
Giacomini. Производство труб Giacomini находится в Италии. В Москве есть представительство компании, которое оказывает техническую поддержку, а также выполняет гарантийные обязательства.
Uni-Fitt. Производство труб ведется в Италии, бренд принадлежит российской компании. Это должно обеспечить беспроблемное решение вопросов гарантии.
Kalde. Турецкий бренд, не имеющий представительства в России. Вопросы гарантии придется решать с продавцом.
БИР ПЕКС. Компания находится в Московской области. Это говорит о том, что техническая поддержка товара не будет проблемой и есть к кому предъявить претензии в случае брака.

Расчет и проектирование теплого пола

Согласно стандартам технологии, температура на поверхности теплого пола должна составлять:

Кухни, спальни, гостиные, рабочие кабинеты — 290;
Санузлы и ванные — 330.

Такая температура достигается при циркуляции по трубам теплоносителя нагретого до 45-55°C. К системе теплого пола должны подключаться два термометра: первый — возле котла, второй — на обратке. Максимально допустимый перепад температуры теплоносителя составляет 10°C.

Укладка теплого пола может выполняться по нескольким схемам — улитка и змейка (угловая, двойная и стандартная). Какую схему лучше применять? Для больших комнат с обычной планировкой (квадрат либо прямоугольник) лучше использовать улитку, если же помещение маленькое, или имеет нестандартную конфигурацию, линия укладывается змейкой.

Шаг укладки отличается в разных частях комнаты. На краевых зонах шаг укладки составляет 10 см, в центральных частях помещения шаг варьируется в пределах 15-30 см.

Рекомендуется использовать фиксированное расстояние в 20 см, это оптимальный шаг, при котором человек не чувствует ступнями перепада температуры. Если используется большее расстояние, на поверхности пола из-за неравномерного распределения тепла образуются холодные зоны.

Расстояние между трубами влияет на максимальную возможную площадь одного контура теплого пола:

Шаг 15 см — максимальная площадь 12 м²;
Шаг 20 см — 16 м²;
Шаг 25 см — 20 м²;
Шаг 30 см — 24 м².

Если помещение имеет большие размеры необходимо обустраивать теплый пол состоящий из нескольких контуров, каждый из которых подключен к отдельному циркуляционному насосу.

При монтаже теплых полов применяются трубы двух стандартных диаметров — 16 и 20 мм. Диаметр непосредственно влияет на максимальную длину одного контура пола:

Диаметр 16 мм — длина не более 100 м;
Диаметр 20 мм — длина не более 120 м.

Если протяженность одного контура превышает норму возможно образование эффекта «запертой петли», при которой даже мощные циркуляционные насосы не смогут прокачивать воду через конкретный участок системы.

Расчет общей длины теплого пола выполняется по формуле:

D = S/R*1.1

В которой:

S — площадь комнаты;
R — шаг укладки;
1 — коэффициент запаса на повороты.

Выполним примерный расчет для помещения площадью 11 квадратных метров, шаг укладки — 20 см, расстояние между коллектором и началом контура — 8 м: 11/0.2х1.1 +(8х2) = 77 метров.

Расчет показал, что требуемая длина контура теплого пола составляет 77 м, что позволяет использовать изделия диаметром 16 мм.

Более комплексный расчет теплого пола осуществляется посредством специальных компьютерных программ.