От правильного распределения тепловой энергии зависит эффективность обогрева жилища. В отопительных системах, получивших название теплых водяных полов, оптимальное распределение тепловой энергии обеспечивают маты для водяного теплого пола, используемые при укладке гибких труб с водяным горячим теплоносителем.
На рисунке ниже показана укладка гибких труб для теплого пола автономной системы отопления с использованием теплоизолирующих мат.
Содержание
Обогрев теплыми водяными полами
История применения теплых полов уходит своими корнями в глубокую древность. Потоки нагретого воздуха, восходящие от нагретых полов, обогревали дома в Древнем Египте, Греции и Риме, Китае и Корее еще за тысячи лет до нашей эры. Древние теплосистемы, обогревающие снизу мраморные полы, представляли собой разветвленные каналы тоннельного образца, проложенные непосредственно под домом. Греющим теплоагентом в те времена являлся горячий воздух, нагреваемый при сжигании дров или угля в очаге вблизи дома или в подвале.
Концепция древних зодчих относительно отопления жилья теплыми полами получила свое развитие в наше время. Обогреваемые полы создаются не только в индивидуальных постройках, но и в многоквартирных домах с центральным отоплением. Жители «многоэтажек» обустраивают автономные системы отопления, дозволяющие укладку гибких труб с водяным теплоносителем.
Современная система напольного отопления с водяным теплоносителем представлена напольным покрытием, которому передается тепло от водяного теплоносителя, циркулирующего по гибким трубкам обогревающего контура.
В состав автономного напольного отопления входят следующие рабочие элементы:
- Напольное покрытие из материалов с высокой тепловой инерцией (дерево, паркет, ламинат, ковролин, керамика, мрамор и камень). Эти материалы медленно аккумулируют тепловую энергию от греющего контура и постепенно ее отдают. На рис. ниже показано, как различные материалы покрытий под теплый пол проводят тепло и отдают его в помещение. Толщина стрелок символизирует мощность теплового потока от материала. Наилучшие показатели – у керамических и каменных плиток, хуже всего передают тепло деревянные доски, прикрытые коврами.
- Греющий контур из гибких пластиковых трубок небольшого диаметра (16-20 мм), по которому циркулирует горячий водяной теплоноситель.
- Теплоизолирующие подложки для снижения тепловых потерь от стенок греющего трубопровода в сторону нижнего бетонного основания.
- Теплопроводящие элементы для передачи тепловой энергии греющего контура наверх к финишному покрытию пола помещения.
- Гидроизоляция греющего контура.
- Управляющая теплораспределением система.
На рисунке ниже показан один из вариантов обустройства отопления с водяным подогревом пола. Трубы водяного контура уложены в слоях теплоизоляции и зафиксированы цементно-песчаной стяжкой. Эта же стяжка передает тепло двуслойному напольному покрытию. Демпферная лента проклеивает гидроизоляцию по периметру стены помещения.
Функции теплоизоляции
Цилиндрическая поверхность гибких трубок греющего контура излучает тепло равномерно по всем направлениям. При этом часть теплового излучения направлена вниз в сторону основания, на котором уложены горячие трубки. Тепловая энергия, бесцельно уходящая на нагрев бетонного основания, по расходу сопоставима с энергией, полезно отданной для обогрева помещения. Обустройство теплоизоляции в зоне греющего контура является важным этапом при создании эффективной обогревающей системы с водяными полами.
Теплоизолирующая подложка, которую используют при укладке гибкого контура с теплоносителем, выполняет три основные функции:
- теплоизоляцию горячей поверхности трубок греющего контура от холодной поверхности бетонного основания, не допуская перетекания тепловых потоков в его сторону (теплосберегающая функция);
- переадресацию потоков тепла, приходящих от греющего контура к основанию, в противоположном направлении – наверх, в сторону напольного покрытия (теплоотражающая функция);
- жесткую фиксацию гибких трубок в соответствии с выбранной схемой укладки («змейка», «улитка», комбинированные схемы), чтобы оптимизировать работу системы обогрева.
Утеплительные маты для теплоизоляции
Укладка теплоизоляции трубопроводной системы водяного пола наиболее технологична при использовании утеплительных мат. Простейший вариант такой теплоизоляции – плоские маты для теплого пола с водяным обогревом, полностью оправдывающие свое название (от нем. Matte – циновка из рогожи, пеньки или другого грубого материала).
Трубки укладываются поверх мат и фиксируются на их поверхности, чтобы не допустить излома трубопроводов с теплоносителем. На рис. ниже показан рабочий процесс укладки и фиксации полимерных труб поверх гладких мат.
Процесс монтажа существенно упрощается, если применять маты для теплых полов с рельефными выступами, способствующими быстрому и правильному размещению труб по выбранной укладочной схеме.
Теплоизоляция из мат должна соответствовать следующим требованиям:
- повышенные теплоизолирующие свойства, обеспечивающие минимальные тепловые потери и экономичность эксплуатации;
- высокие прочностные качества, позволяющие без деформаций выдержать механическую нагрузку от веса бетонной стяжки, веса трубопроводной системы с теплоносителем и других нагрузок;
- влагоустойчивость при возможных появлениях конденсата или протечек гибкого трубопровода;
- химическая и биологическая устойчивость, не допускающая гниения или разложения при эксплуатации;
- звукоизолирующие свойства;
- небольшой вес в смонтированном состоянии;
- пожаробезопасность.
К материалам теплоизолирующих мат под обогревающий водяной контур предъявляются следующие требования:
- низкая теплопроводность;
- высокий уровень отражательной способности теплового излучения (инфракрасный диапазон);
- стойкость к статическим и динамическим воздействиям при эксплуатации;
- плотность материала не менее 25 кг/куб. м;
- стабильность параметров при перепадах температур;
- экологическая чистота;
- биологическая устойчивость на воздействие грибков и вредных бактерий;
- устойчивость на химическую агрессию бетона, разъедающего отражающий фольгированный слой после заливки фиксирующей стяжки для напольного покрытия;
- простота применения при монтажных мероприятиях.
Многие подручные теплоизоляционные материалы в полной мере соответствуют этим требованиям, однако обустройство теплоизоляции из мат промышленного изготовления позволяет добиться оптимальных результатов обогрева напольного покрытия.
Материалы для теплоизолирующих мат
Наиболее популярными материалами для мат под водяные полы в частном домостроении являются модификации полистирола и пенополистирола. На начальном этапе внедрения мат в системы полов с обогревом использовались фольгированные пенополистирольные изделия. Это были стандартные гладкие плиты толщиной 3 см из пенополистирола плотностью 30 кг/куб. м.
На поверхности плит наносилась координатная сетка, упрощающая процедуру разметки и укладки трубок греющего контура. Рабочую поверхность плиты с разметкой покрывали фольгой для отражения теплового излучения.
Для пенополистирольных фольгированных плит отмечались следующие недостатки:
- необходимость защиты отражающего зеркала фольгированной поверхности плиты от химической агрессии компонентов бетонного раствора, заливаемого при формировании стяжки;
- необходимость применения крепежных элементов для фиксации трубок с теплоносителем на плите;
- высокая вероятность смещений и повреждений водяного трубопровода при заливке раствором.
Нередко при подготовке теплоизоляции под водяные полы путают изделия из пенополистирола и пенопласта. По химическому составу это родственные материалы, пенополистирол является разновидностью пенопласта.
Различие состоит в технологии изготовления, что и предопределило различные физико-механические параметры этих материалов:
- плотность обычного пенопласта не превышает 10 кг/куб.м, тогда как плотность пенополистирола – от 30 до 40 кг/куб.м;
- пенопласт является гранулированной структурой, у пенополистирола – структура однородная;
- пенополистирол обладает более высокими показателями механической прочности;
- пенопласт обладает высоким паро,- и влагопоглощением, что провоцирует быстрые разрушения пенопластовых конструкций в условиях влажной среды с температурными перепадами.
Полистирол плотностью до 40 кг/куб.м используется для изготовления профильных мат с отформованными бобышками, позволяющими без фиксирующих устройств монтировать трубопроводную систему. Полимерная пленка защищает зеркальный слой фольгированного покрытия от воздействия бетонного раствора. Полистирольные маты оснащены боковыми замками, при помощи которых плиты соединяются между собой при формировании сплошного теплоизолирующего покрытия.
Маты для водяных полов
Есть несколько видов матов для водяных полов, давайте их рассмотрим подробнее.
Маты фольгированные
К фольгированным матовым плитам относят маты, изготовленные из минеральной ваты, базальтового волокна, пенополистирола, вспененного полиэтилена (пенофола) и других материалов. Одну сторону плиты покрывают фольгой.
Толщина теплоизолирующей подложки зависит от типа изделия:
- маты для укладки, изготовленные из пенофола, имеют толщину 2-10 мм;
- маты на основе базальтового волокна производят толщиной от 20 до 100 мм.
При монтаже плиты укладывают фольгированной стороной к верху, чтобы ее зеркальная поверхность отражала к полу приходящее тепло от теплоносителя.
Для фиксации гибких водяных труб необходимы специальные приспособления: скобы, хомуты, металлическая сетка.
Изделия с фольгированной поверхностью на основе пенофола малопригодны для монтажа теплых полов на первых этажах домов с подвальными помещениями. В этих случаях используют маты на базальтовых волокнах.
Теплоизолирующие плиты с пленкой
При изготовлении используется пенополистирол высокой плотности (до 35 кг/куб. м). На поверхность мата с одной стороны наносится фольга, которую покрывают полимерной пленкой. На поверхность пленки заводским способом нанесена координационная сетка, облегчающая монтаж греющего контура.
Пленка поверх фольги укладывается в целях защиты зеркально-отражающего слоя от химической агрессии бетонного раствора, входящего в контакт при заливке стяжки поверх теплоизоляции.
Плотность материала позволяет надежно удерживаться в нем острым скобам для закрепления гибких труб.
Профильные маты
Профильная теплоизоляция представляет собой маты из полистирола, оснащенные фигурными выступами (бобышками), ровными рядами расположенными по внешней поверхности. Толщина теплоизолирующих матов с бобышками достигает 35 мм. Бобышкам придается цилиндрическая или кубическая конфигурация, высота бобышек 20-25 мм. Предназначение бобышек – обеспечение плотной укладки трубок греющего контура перед заливкой стяжки.
Стоимость изделий, поверхность которых заполнена бобышками, выше расценок на модели с гладкой поверхностью. Однако они пользуются популярностью благодаря удобному монтажу, качественной звукоизоляции и удобству раскроя при сборке монолитного теплоизолирующего щита.
Производители матов для теплоизоляции
Производителей теплоизолирующих изделий на рынке строительных материалов предостаточно.
В то же время наиболее популярными являются маты всего лишь трех лидирующих брендов:
- «REHAU» (Германия) – производит полистирольные маты со звуко,- и термоизоляционными слоями. В комплекте с матами поставляет фиксаторы для закрепления трубок греющего контура.
- «OVENTROP» (Германия) – производит маты гладкого и профильного исполнения. Отмечаются высокие звукоизоляционные и теплозащитные свойства продукции компании.
- «Энергофлекс» (Россия) – производит рулонный фольгированный полиэтилен и полистирол. Запущено производство пенополистирольных плит с двухсантиметровыми бобышками.
Видео
На примере теплоизолирующих матов очевидно, как развитие технологий производства изменяет складывающиеся десятилетиями способы обогрева жилища. От простых подложек из минеральной ваты до профильных плит, обеспечивающих точность укладки и минимальные тепловые потери – таков результат постоянных инновационных внедрений ведущих производителей отопительного оборудования.