Гармония домашнего тепла

В качестве наиболее комфортного варианта системы обогрева традиционно предлагается гибридное решение: «напольное отопление + радиаторы». Однако такой вариант отнюдь не идеален. Радиаторы далеко не всегда удается гармонично вписать в интерьер помещения, да и с точки зрения гигиены они не вполне благополучны. Поэтому лучше отказаться от них, интегрировав греющие элементы напольного отопления не только в пол, но и в стены и при необходимости в потолок. Это решение, во-первых, «облагородит» интерьер, а во-вторых, в некоторых случаях позволит отказаться от фэнкойлов или иных устройств для охлаждения помещений.

«Теплый пол» от Ромула?

Каналы для подачи теплого воздуха в стенах здания, обогреваемого с помощью Hypocaust, выполнены из керамики

Предлагая заказчику компоненты системы напольного отопления, специалисты климатических компаний нередко обращаются к историческим фактам. Рассказывают, что принцип «обогрева полом» был знаком еще античным грекам и патрициям Древнего Рима. Систему hypocaust, использующую этот принцип, римляне начали применять за 80 лет до н. э., и через столетие таким способом обогревались уже сотни общественных терм и частных жилых домов на севере Италии. Впечатленный таким рассказом, покупатель принимает решение — и фирма получает заказ. Предполагается, что система, которую получит клиент, окажется как минимум столь же комфортной, как и hypocaust, но при этом будет выполнена на основе современной элементной и технологической базы. На деле же в этом случае «римская» технология реализуется в видоизмененном и усеченном виде, именно как система подогрева полов, благодаря которой «свободная от мебели поверхность превращается в панель, равномерно излучающую тепловую энергию в отапливаемое помещение».

Увы, напольное отопление отнюдь не всегда может обеспечить стабильно высокий уровень теплового комфорта, в особенности в жилом помещении. В межсезонье проблем обычно не возникает. А вот в холода, когда на улице –20 — –25 °С, в обогреваемых «теплым полом» комнатах, даже при качественной по российским меркам теплоизоляции, бывает зябко. Именно поэтому в средней полосе России, а тем более в ее северных регионах, напольное отопление чаще всего рассматривают лишь как «комфортную добавку» к отоплению радиаторному.

При использовании только напольного отопления, может возникнуть ощущение температурного дискомфорта, обусловленного интенсификацией радиационного теплообмена между телом человека и слишком холодными внутренними поверхностями помещения, а также вследствие контакта кожи с потоками ниспадающего холодного воздуха вблизи стен и окон.

Это явление хорошо знакомо авторам строительных норм и правил. Поэтому, к примеру, СНиП 31–02–2001 «Дома жилые одноквартирные» содержит следующее ограничение: разница температур воздуха в помещении и внутренней поверхности конструкций наружных стен при расчетной температуре наружного воздуха не должна превышать 4 °С, а для конструкции пола первого этажа — 2 °С.

Справедливости ради надо сказать, что греки и римляне, проживавшие в значительно более мягком и комфортном климате, чем жители северных регионов России, еще два тысячелетия назад прекрасно знали, что добиться стабильно высокого уровня комфорта в отапливаемом помещении только за счет подогрева пола затруднительно. И hypocaust, о котором так любят говорить продавцы «теплых полов», никогда и не был системой, которая грела лишь пол. Действительно, горячий воздух от специальных печей, расположенных, как правило, вне отапливаемого здания, сначала направлялся в подпол, благодаря чему покрытые мозаикой и плитами полы римских терм и вилл становились теплыми. Но из-под пола еще не остывший воздух шел по многочисленным керамическим трубам, проложенным внутри стен, и лишь затем уходил в атмосферу. Таким образом, в системе hypocaust подогревались и полы, и стены, что и обеспечивало комфортный быт патрициев.

Водяная система подогрева пола, стен и потолка

Системы, подогревающие с помощью того или иного энергоносителя полы, стены, а иногда и другие поверхности помещения, разрабатывались и успешно применялись и в нашей стране. Примером их реализации может служить предложенная в 1905 г. инженером В. А. Яхимовичем «паро- и водобетонная» система с греющими металлическими трубами, встроенными в бетонный слой полов, стен, потолков, пилястр, колонн, лестничных перил. В 1905–1914 гг. было смонтировано более 70 подобных установок в Казани, Самаре, Саратове, Нижнем Новгороде, Санкт-Петербурге, Москве, Киеве, Ростове и других городах.

Начиная с 50-х годов прошлого века отопление посредством нагрева стен помещений встроенными в них змеевиками из стальных труб с теплоносителем (панельное отопление) было реализовано в тысячах жилых и производственных зданий в разных уголках СССР. Технологически эти системы, сориентированные на индустриальный метод строительства жилья, имели ряд недостатков. Из-за низкой ремонтопригодности и недолговечности стальных труб, заменить которые было существенно труднее, чем радиатор или конвектор, применение панельного отопления сошло на нет уже в 80–90-х годах XX века.

Системами комплексного обогрева, с помощью которых подогреваются не только полы, но и стены, потолки и другие элементы интерьера, сегодня в России занимаются лишь отдельные «продвинутые» проектно-монтажные фирмы. Большинству же заказчиков, даже тем, кто готов платить за комфорт «по полной программе», приходится довольствоваться стандартными решениями. В то же самое время в Германии, Италии, Франции и в более близкой к нам по климату Швеции такие системы становятся все более популярными.

Наиболее широко используются системы с водяным теплоносителем (как правило, низкотемпературным). Теплоизлучатели таких систем обычно изготавливают из отрезков полимерных труб и других элементов, интегрируя их в конструкции пола, стен, потолков. Кстати, такие системы позволяют не только обогревать, но и эффективно охлаждать помещения, компенсируя избыток тепла без применения фэнкойлов и кондиционеров. Теплоноситель для систем, использующихся и для отопления, и для охлаждения, круглогодично подготавливается реверсивной водоохлаждающей машиной или грунтовым тепловым насосом. Высокую точность поддержания заданной пользователем температуры в помещениях, смену режимов, предотвращение появления конденсата в режиме охлаждения обеспечивает автоматика.

Полимерные трубы настенных теплоизлучателей закреплены на стенах с помощью пластиковых направляющих

Электрические системы по понятным причинам работают только на нагрев. В их теплоизлучателях используется резистивный нагревательный кабель или термопленка.

Пользователи уже смонтированных в России и Финляндии водяных и электрических систем подогрева пола, стен и потолка, опрошенные нами при подготовке статьи, отмечают, что такое отопление по-настоящему приятно, поскольку напольное покрытие и подогреваемые поверхности стен всегда сухие и равномерно теплые, а также гигиеничные — на ограждающих конструкциях, даже в случае их сильного переувлажнения, никогда не прорастают поры плесени. В этом случае, однако, предъявляются особые требования к оформлению интерьера. Так, не рекомендуется устанавливать мебель из массива дерева вплотную к обогреваемым поверхностям, а для отделки стен необходимо использовать специальные обои, краски которых не тускнеют, а основа не желтеет от постоянного нагрева. Тем не менее применение такой схемы отопления приветствуется архитекторами и дизайнерами, так как позволяет отказаться от радиаторов и конвекторов, которые не всегда вписываются в дизайн интерьера.

Далее мы кратко расскажем о преимуществах и недостатках водяных и электрических систем обогрева полов, стен и потоков, а также рассмотрим основные подходы к монтажу теплоизлучателей.

Системы с подводом теплоносителя

Системы подогрева полов, стен и потолков, использующие в качестве теплоносителя горячую воду, вполне уместны в общественных и производственных зданиях, к которым предъявляются повышенные санитарно-гигиенические и эстетические требования. В Европе они нашли применение в административных корпусах предприятий, офисных центрах, церквях, детских садах, больницах. Активно интересуются этим оборудованием и частные застройщики, в том числе с целью обустройства отопления зимних садов в загородных домах.

Схема водяной системы обогрева/охлаждения комнаты

Среди достоинств водяных систем — низкое энергопотребление. К недостаткам принято причислять дороговизну качественного проектирования и монтажа. Из возможных неприятностей, связанных с эксплуатацией, следует отметить вероятность впрочем, незначительную повреждения стен и потолков вследствие протечки в греющих контурах.

Для изготовления теплоизлучателей чаще всего используются трубы из поперечно сшитого полиэтилена (PE-Xa), представленные на рынке под несколькими торговыми марками, среди которых стоит выделить Rehau и Uponor (Германия). В процессе «мокрого» монтажа трубы в соответствии со схемой укладки размещают на теплоизолированном полу, стенах и, если требуется, на потолке. Для фиксации используются арматурная сетка или пластиковые направляющие. Зафиксированные контуры труб укрывают специальной смесью на основе цемента, достаточно теплопроводной и устойчивой к тепловому расширению. После ее отвердевания выполняется финишная отделка поверхностей. Приведенная мощность смонтированных таким способом теплоизлучателей составляет 80–250 Вт/м².

Помимо полимерных труб для подогрева и охлаждения полов, стен и потолков хорошо подходят «капиллярные маты» из полипропилена, также монтируемые «мокрым» способом. В Россию «капиллярные маты» поставляются под маркой Clina (Heiz-und Kuhlelemente, Германия). Каждый мат, а их в помещении может быть несколько десятков, состоит из двух магистральных труб подачи и возврата воды и приваренных к ним многочисленных капиллярных трубок диаметром 3,4 и 4,3 мм. Маты закрепляют на потолке и стенах, обеспечивают необходимые гидравлические соединения, после чего методом напыления наносят специальную штукатурную смесь. Для теплоснабжения матов требуется особо чистый теплоноситель, подготавливаемый специальной теплообменной станцией.

Теплоизлучатели на основе полимерных труб можно монтировать не только «мокрым», но и «сухим» способом, без применения цементной смеси. Приведенная мощность таких конструкций обычно не превышает 60–100 Вт/м². Нагрузка на перекрытие от установленного «сухим» способом теплоизлучателя составляет всего около 15–30 кг/м². Это в 7–10 раз меньше, чем при «мокром» монтаже. Кроме того, смонтированные «сухим» способом теплоизлучатели «съедают» у помещения всего от 2 до 50–60 мм высоты, ширины или глубины. «Сухая» установка занимает гораздо меньше времени, а смонтированный таким способом теплоизлучатель сразу же готов к эксплуатации.

Монтаж модульных теплоизлучателей на основе гипсоволокнистых панелей на потолке

Вместо бетонной стяжки при «сухом» монтаже используются алюминиевые пластины прямоугольной формы и соответствующие фасонные элементы. В каждой пластине выполнен желобок для плотного охвата трубы. При монтаже пластины могут крепиться непосредственно к лагам пола или к деревянной обрешетке на стенах. Под пластины укладывается теплоизоляция на основе минеральной ваты. Удобством монтажа отличаются пластины Siccus SW (Uponor, для труб Uponor PE-Xa 14 × 2 мм), к тыльной стороне которых приклеен двухсторонний скотч. Иногда для фиксации пластин используют гвозди или саморезы.

Закрепленные на полу и стенах пластины образуют металлический экран. Монтажнику остается в соответствии со схемой укладки разложить на нем отрезок трубы необходимой длины, утапливая ее в желобках. За счет плотного охвата трубы обеспечивается равномерное распределение тепла по поверхности пола или стен. Поверх пластин укладываются листы гипсоволокна для придания конструкции прочности (обычно — только на полу) и финишное покрытие типа ламината, паркета, пластиковых или металлических декоративных панелей.

Альтернативный вариант «сухого» монтажа предполагает использование панелей из плотного полистирола толщиной около 30 мм производства TTSAB (Швеция) или Giacomini (Италия). В их пазы укладываются алюминиевые пластины, затем монтируются трубы. Перед укладкой напольного покрытия типа керамической плитки на полистирольные плиты с алюминиевыми пластинами и трубами монтируют два склеенных между собой слоя гипсоволокнистых листов — для упрочнения конструкции. При настенном монтаже гипсоволокно можно не использовать. Настильные системы особенно хороши для помещений с достаточно ровными и прочными полами и стенами. В Европе эта технология активно используется при реконструкции зданий и сооружений.

В ряде случаев обустройство обогрева стен и потолков целесообразно осуществлять с использованием модульных теплоизлучателей.

Пример «сухого» монтажа напольного теплоизлучателеля водяной системы

Пример такого рода устройств — гипсоволокнистые панели толщиной 15–30 мм со встроенными в них регистрами из полимерных труб PE-Xa. Технология удивительно проста: панели с помощью шуруповерта и саморезов монтируют на каркас из металлических профилей, который предварительно закрепляют на стенах. Трубы подключают к коллекторам, стыки между панелями зашпаклевывают. Таким образом после монтажа практически сразу получаются гладкие поверхности — идеальная основа для проведения отделочных работ.

Отлично зарекомендовали себя гипсоволокнистые панели марки Rehau (Германия) тепловой мощностью до 100 Вт/м². Регистры в них выполнены из полимерных труб Rautherm S диаметром 10,1 мм с толщиной стенки 1,1 мм (схема укладки — двойной меандр). Размерный ряд настенных панелей — 2000 × 625 мм, 1000 × 625 мм. Панели, предназначенные для установки на потолке, имеют более широкий диапазон размеров. Фирма также предлагает распределительные коллекторы для теплоносителя, крепеж, системы автоматического регулирования и другое оборудование.

Кроме того, стоит обратить внимание на настенные и потолочные гипсоволокнистые панели Herz (Австрия).

Другой вариант теплоизлучателя — металлический перфорированный потолочный модуль, предназначенный исключительно для монтажа в потолок типа «Армстронг». На обращенную к перекрытию сторону модуля с помощью специальных теплораспределяющих профилей прикреплены змеевики из труб. Подобное оборудование используют в основном в офисах, производственных и административных помещениях, гостиницах, выставочных залах. В Россию перфорированные потолочные модули поставляются, например, под торговыми марками Giacomini (Италия) и Geipel (Германия).

Электрические системы

Резистивные нагревательные кабели, маты, автоматика регулирования и монтажные принадлежности Ceilhit

Электрические системы подогрева полов, стен и потолков часто используют для организации основного обогрева лоджий и зимних садов в городских многоэтажных домах. Используются электрические системы и в санузлах коттеджей, в небольших саунах и банях. Данное техническое решение отличается простотой и дешевизной монтажа, гибкостью применения. Температуру подогреваемых с помощью электрической системы поверхностей можно регулировать в широких пределах. Из недостатков можно отметить дороговизну эксплуатации. Говорят, что продавать эти системы иногда мешает и мнительность заказчиков, не доверяющих экологической безопасности оборудования, в частности, боящихся электромагнитного излучения нагревательных элементов.

«Мокрый» монтаж теплоизлучателей электрических систем, развивающих мощность до 60–250 Вт/м², осуществляется с использованием традиционных резистивных кабелей и нагревательных матов. В числе ведущих торговых марок здесь можно назвать Ceilhit (Испания), Devi (Дания), Alcatel, Nexans (Норвегия), Kima (Швеция), Ensto (Финляндия). Маты фиксируются на предварительно теплоизолированных полах и стенах, при этом площадь и шаг укладки определяются требованиями СанПиН. В качестве финишного покрытия используются керамогранит, керамическая плитка, а также зеркала и панели, монтируемые на термостойкий плиточный клей.

Для «сухого» монтажа излучателей приведенной мощностью 60–400 Вт/м² применяют пленочные электронагреватели — термопленка, которая поставляется в рулонах шириной 0,5–1 м. Во время работы пленка нагревается до температуры 60–150 °C. Поверхности, на которые производится монтаж, покрывают фольгированной теплоизоляцией, к которой при помощи специального скотча и крепится термопленка. При настенном монтаже она может прибиваться гвоздями к каркасу из брусков, между которыми уложены листы теплоизолирующего материала. Для финишной отделки можно использовать, например, ламинированные панели. В России в настоящее время получили распространение пленочные нагреватели марок Caleo (Корея) и Flexel (Великобритания). Значительные объемы нагревательной пленки под самыми разными брендами поставляются в Россию из Китая.

Материал предоставлен Творческой мастерской Владислава Балашова