Контакты

тел./факс
(057) 771-06-73
(057) 751-64-68
(050) 220-32-44
(096) 322-41-22

Адрес: ул. Кузнечная, 17
г. Харьков, 61003

E-mail: energointel@list.ru
Директор: Шаповалов Владимир Николаевич

Кабельные системы в бетонной стяжке

Из всех видов отопления «Теплый пол» оказывает наиболее благоприятное воздействие на здоровье человека. Этот принцип обогрева помещений впервые использовался еще в пятом веке до нашей эры при строительстве римских бань. Но использование кабельных систем отопления и подогрева актуально не только для помещений.

Происхождение системы «теплый пол» и ее связь с традиционными системами отопления

Системы «теплый пол» известны почти столько же, сколько существует отопление вообще. Одно из первых упоминаний касается теплых полов в древнеримских термах (банях), где нагретый воздух проходил по специальным каналам в каменном полу. Имелись теплые полы аналогичной конструкции и в турецких банях, причем там они являлись обязательным атрибутом. Таким образом, человечество уже более двух тысяч лет (а по другим данным, пяти) ценит тот замечательный комфорт, который несут системы типа «теплый пол». Однако до начала ХХ века теплоносителем являлся исключительно нагретый воздух, который под действием естественной тяги проходил по каналам в полу, постепенно отдавая свое тепло гранитным плитам. В начале ХХ века с появлением насосов появились теплые полы с использованием нагретой воды. И, наконец, с середины столетия с появлением относительно дешевой и доступной электроэнергии начали распространяться системы с использованием нагревательных кабелей. Во время работы они находятся под напряжением, поэтому для обеспечения прочности и безопасности, а также защиты от электромагнитного излучения нагревательные кабели имеют внутреннюю изоляцию, плотную экранирующую оплетку и внешний изолирующий слой. Особо широко они стали распространяться в последние 10-15 лет.
Следует указать зоны наибольшего распространения «теплых полов». Сегодня это страны Северной Европы — Финляндия, Швеция, Норвегия, Дания, где значительная доля систем отопления зданий приходится на системы «Теплый пол». По различным источникам, эта доля составляет от 15 до 50%. Интересно, что весьма быстро распространяются эти системы в странах с достаточно теплым климатом — Испания, Франция, страны Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока. Это связано с тем, что отопительный период в этих широтах весьма короток, а наиболее низкие температуры часто не опускаются ниже +3 — +5°C.  
Поскольку капитальные затраты на устройство «теплых полов» весьма низки, и они не занимают много места, эти системы распространяются все шире и шире. Подмечено, что действует правило: какова доля в энергетике страны электричества, производимого возобновляемыми источниками (атомные и гидроэлектростанции), такова и доля электрического отопления. Еще 15 лет назад системы «теплый пол» как бытовой товар были совершенно неизвестны. Сегодня квартира не может считаться не только элитной, а даже средней, если в ней нет «теплого пола» в ванной или кухне, а то и во всех помещениях.


Почему так хорошо? или основы теплофизики «теплых полов»

В основе действия «теплых полов» заложено несколько физических и физиологических явлений. Во-первых, по закону Ньютона количество отданной теплоты с поверхности, перегретой на температуру Dt по отношению к окружающему воздуху, равно:

Q = a x S x Dt

Для горизонтального пола коэффициент теплоотдачи составляет 11-13 Вт/кв.м°C, в то время как для потолка он равен 8-9, а для стен 10-11 Вт/кв.м°C. Кроме этого, площадь пола в помещении составляет от единиц до десятков квадратных метров, в то время как площадь теплоотдающей поверхности других отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и т.д.) в лучшем случае составляет величину, близкую к квадратному метру. Благодаря этому «теплые полы» работают при весьма малом температурном перепаде Dt, составляющем от нескольких градусов в помещении с установившимся тепловым режимом до десяти-пятнадцати градусов в режиме форсированного нагрева. В качестве элемента конструкции нагревательного прибора под названием «теплый пол» используется часть конструкции пола, что весьма эффективно с точки зрения экономии материалов, а самое главное — места в интерьере. «Теплые полы» в этом смысле напоминают знаменитого Чеширского кота — его самого нет, есть только его улыбка.
Следующий физический принцип работы «теплых полов» заключается в том, что наиболее теплый воздух оказывается внизу, а наиболее холодный — вверху. Распределение температур воздуха по высоте, свойственное системам «теплый пол», показано на правом рисунке. Здесь вступает в действие физиология. Дело в том, что единственная часть тела, постоянно отдающая тепло путем теплопередачи — это поверхность ступней, поэтому касание ступнями нагретой до физиологически комфортной температуры 25-28°C (большие температуры нежелательны по целому ряду причин) сразу же вызывает физиологическое ощущение комфорта, а относительно прохладный воздух на уровне головы — ощущение свежести. Практически никакой из распространенных сегодня тепловых приборов не создает уровня комфорта, сравнимого с системами «теплых полов».



Выбором того или иного нагревательного кабеля можно достичь весьма высоких температур пола (до 40-50°C и даже 90-100°C), однако СНиП запрещает нагревать поверхность пола выше 26°C ( см. выписку из СНиП 2.04.05-91.pdf).
К одному из достоинств, тесно связанных с физическим устройством «теплых полов», является простота и дешевизна терморегулирования, или, проще говоря, поддержания одной и той же температуры в помещении. Гибкость регулирования позволяет легко приспособить режим работы «полов» к режиму жизни хозяев, а не наоборот.

Основные преимущества системы «теплый пол»
Комфорт

Теплый пол создает идеальный температурный режим: на уровне пола +24оС, в районе тела +22оС, в области головы +16оС. Именно такое распределение температуры ощущается человеком как наиболее комфортное.
Здоровье

Отсутствие сквозняков: все тепло поднимается снизу вверх. Сохраняется естественная влажность воздуха, практически отсутствуют конвекционные потоки воздуха, облегчая существование больных астмой и аллергией.
Безопасность

Теплый пол абсолютно безопасен для здоровья человека. В соответствии с жесточайшими требованиями к безопасности, принятыми в ЕС, Теплый пол для жилых помещений изготавливается из специального экранированного кабеля, который практически не создает электромагнитных полей, опасных для человека («Обеспечение электромагнитной безопасности».pdf).
Эстетичность

В отличие от традиционных систем отопления Теплый пол абсолютно незаметен, что открывает новые возможности внутреннего дизайна помещения. Единственное, что скажет о его присутствии – настенный терморегулятор.
Экономичность

Благодаря оптимальному распределению тепла в помещении и точной системе поддержания температуры с помощью терморегулятора средняя температура в комнате может быть понижена на 1–2оС. Это позволяет уменьшить потребление электроэнергии на 15–20%, что сбережет деньги и принесет пользу окружающей среде. При этом стоимость установки Теплого пола на 40–50% дешевле, чем любой другой традиционной системы отопления.
Долговечность

Теплый пол  служит десятилетиями, как и скрытая проводка в доме, как правило, от одного капитального ремонта здания до другого. Теплый пол не требует абсолютно никакого ремонта и технического обслуживания. Установив его однажды, можно уже не заботиться о нем, а просто пользоваться. На нагревательные кабели и нагревательные маты предоставляется гарантия 10 лет, на терморегуляторы 1 год.
Универсальность

Теплый пол может использоваться в любом помещении: в квартире, офисе, коттедже, мастерской, гараже, спортзале, бассейне и устанавливается практически под любое покрытие пола: кафельная плитка, линолеум, ламинат и т.д. Теплый пол отлично подходит для помещений любого типа, так как не боится влаги.

Области применения

Теплый пол на основе нагревательного кабеля для установки в бетонные полы используется в любых типах жилых и нежилых помещений. Данную систему можно использовать для полного отопления помещения– в таком случае Теплый пол является единственным источником тепла в помещении. Второй вариант применения системы – вспомогательное отопление в дополнение к существующей, или так называемый, «комфортный подогрев пола». Наиболее часто подогревают пол, если он является холодным по своей природе – покрытия из плитки, гранита, мрамора или любые полы на первых этажах зданий при наличии неотапливаемого подвала, помещения над арками и пр.
В первую очередь Теплый пол устанавливают в ванных комнатах и санузлах, в прихожих, на кухнях, детских комнатах. Кроме этого существует масса специальных применений – обогрев балконов и лоджий, сушка обуви, обогрев дорожек вокруг бассейнов и пр.

Расчет необходимой мощности

Чтобы правильно выбрать мощность Теплого пола, необходимо учесть расчетные теплопотери всего помещения при полном отоплении или теплопотери пола при его комфортном подогреве.
При расчете общей мощности системы важно правильно рассчитать свободную площадь. Для этого из общей площади обогреваемого помещения необходимо вычесть площадь, занимаемую стационарной мебелью, ванными, унитазами, душевыми кабинами, плитами и т.п.


Теплый пол укладывается на площадь,не занятую стационарной мебелью и оборудованием.


Для комфортного подогрева пола в отапливаемом помещении необходимо задавать мощность не менее 120 Вт на квадратный метр свободной площади.*

Пример: кухня со свободной площадью 4 м2.

4 х 120 Вт/м2 = 480 Вт. Т.е. мощность нагревательного кабеля должна быть не менее 480 Вт. Если нет кабеля соответствующей мощности, то нужно выбирать кабель с большей мощностью, нежели расчетная.

*Для ванных комнат и помещений с повышенной влажностью задаваемая мощность должна составлять не менее 140 Вт/м2.

Для систем полного отопления помещений необходимо учитывать общую площадь и задавать не менее 150 Вт/м2 из расчета на общую площадь помещения. Соотношение общей и свободной площадей является важным и необходимым параметром при расчетах. Свободная площадь должна составлять не менее 50 % от общей площади отапливаемого помещения. Нагревательный кабель устанавливается на свободную площадь.

Шаг укладки нагревательного кабеля

Расстояние между линиями нагревательного кабеля – шаг укладки – можно рассчитать двумя способами:

По расчетной удельной мощности:

ШАГ (см) = P погонная (Вт/м) х 100/Руд. (Вт/м2), где
Pпогонная (Вт/м) - погонная мощность кабеля;
Pуд (Вт/м2) - расчетная удельная мощность.

По общей длине кабеля:

ШАГ (см) = Sукл. (м2) х 100/Lкабеля (м), где
Sукл (м2) – площадь укладки.
Lкабеля (м) – длина нагревательного кабеля.


Для правильного и надежного закрепления нагревательного кабеля применяется специальная монтажная лента с шагом крепления кабеля 2,5 см. Монтажная лента крепится к полу любым способом – гвоздями, дюбелями, анкерами, клеем и пр. с шагом 50 см – 100 см при устройстве теплого пола в помещении. Величина шага зависит от конфигурации площади укладки.
При устройстве теплого пола в сухом помещении расстояние между линиями нагревательного кабеля должно быть не более 18 см, в противном случае на поверхности пола будет ощущаться перепад температур – чередование теплых и холодных зон (тепловая «зебра»). Для влажных помещений рекомендуется шаг укладки не более 15 см. Минимально допустимый диаметр изгиба кабеля – 6 диаметров кабеля.

Потребление электроэнергии

Рассчитать годовое потребление электроэнергии с учетом теплопотерь можно по формуле:

Q = Qрт х 24 х Gd / (tвн – tнар), где

Q – годовое потребление, кВт/час в год,
Qрт – теплопотери, кВт,
Gd – градус-сутки (для средней полосы России и Беларуси  4700),
tвн – расчетная температура в помещении, оС,
tнар – расчетная температура наружного воздуха, оС.

При расчете годового потребления электроэнергии необходимо учитывать дополнительное выделение тепла от людей, находящихся в помещении, установленного оборудования (плиты, стиральные машины и прочая техника), источников света. В России согласно СниП количество потребляемой электроэнергии снижается на 20% от расчетной за счет дополнительного выделения тепла.
Если при расчете теплопотерь дополнительное выделение тепла уже было учтено, то окончательный результат не должен снижаться на 20%.

Установка

Нагревательные кабели укладываются змейкой на свободную площадь, не занятую стационарным оборудованием и мебелью. Шаг укладки при этом должен быть таким, чтобы мощность на единицу площади соответствовала расчетной.
Нагревательный кабель укладывают на ровное бетонное основание, без значительных выступов и перепадов высот. При наличии выступов и перепадов высот толщина заливаемой впоследствии стяжки будет различной по всей площади подогрева пола, что приведет к неравномерному прогреву пола, от недостаточно теплого до чересчур горячего. Важно обеспечить хорошую теплоизоляцию конструкции пола, чтобы свести к минимуму теплопотери вниз и уменьшить энергозатраты. В качестве теплоизоляции рекомендуется применять современные сертифицированные материалы, имеющие достаточную механическую прочность – экструдированные пенополистиролы, жесткие минваты, листовую и рулонную пробку и пр.



Для предотвращения перегрева кабеля и последующего выхода его из строя необходимо исключить соприкосновение нагревательного кабеля с теплоизоляцией, а также продавливание в нее. Нагревательный кабель и теплоизоляцию должен разделять несгораемый слой, в качестве которого может выступать армированная стяжка толщиной 20 – 30 мм.
Также важно обеспечить хорошую теплоизоляцию в местах примыкания стяжки к наружным стенам и несущим конструкциям, чтобы избежать так называемых «мостов холода».
Гидроизоляцию, если это необходимо, можно укладывать и под нагревательным кабелем и над ним, поскольку кабель может работать при любой влажности. Место устройства гидроизоляции выбирается исходя из строительной документации. Основные требования аналогичны требованиям при устройстве теплоизоляции. Для правильного и надежного закрепления нагревательного кабеля применяется специальная монтажная лента с шагом крепления кабеля 2,5 см. Монтажная лента крепится к полу любым способом – гвоздями, дюбелями, клеем и пр. с шагом 50 – 100 см в зависимости от конфигурации помещения. Допустимый диаметр изгиба закрепленного кабеля – 6 диаметров кабеля.
Расстояние между линиями нагревательного кабеля должно быть не более 18 см, в противном случае на поверхности пола будет ощущаться перепад температур – чередование теплых и холодных зон (тепловая «зебра»). Для влажных помещений рекомендуется шаг укладки не более 15 см.
Между линиями нагревательного кабеля укладывается и закрепляется гофрированная трубка диаметром 16 – 20 мм , внутрь которой устанавливается датчик температуры. По штробе в стене датчик вместе с холодным концом нагревательного кабеля подводится к месту установки терморегулятора. Гофрированную трубку необходимо заглушить со стороны датчика для предотвращения попадания внутрь раствора при заливке стяжки.
Сразу после окончания монтажа Теплого пола необходимо начертить план укладки с привязкой по месту с указанием расположения соединительной и концевой муфт, термодатчика, линий нагревательного кабеля.
Уложенный и надежно закрепленный нагревательный кабель заливается цементно-песчаной стяжкой, толщина которой вместе с покрытием должна составлять от 30 до 50 мм. Если толщина стяжки больше 50 мм, будет наблюдаться слабый прогрев поверхности и повышенный расход электроэнергии, если менее 30 мм – чередование теплых и холодных зон (тепловая «зебра»).
Цементно-песчаная стяжка не должна иметь острых камней и воздушных карманов, чтобы не повредить нагревательный кабель и не допустить его перегрева.
В процессе укладки нагревательного кабеля, заливки стяжки необходимо контролировать целостность кабеля и гофрированной трубки.

Как устроен кабель для «теплых полов»

Основой конструкции теплых полов, безусловно, является нагревательный кабель. Внешне он напоминает радиочастотные кабели для передачи телевизионных сигналов, однако его назначение — не передавать электрические сигналы или мощность на расстояние, а преобразовывать протекающий по нему электрический ток в тепло. Обычно небольшая часть электроэнергии преобразовывается в тепло в любом кабеле или проводе, но она составляет весьма малую величину — 1-3%, причем принимается целый комплекс мер по ее снижению. Для нагревательных кабелей все наоборот — все 100% мощности должны быть преобразованы в тепло, причем выделение этой мощности на единице длины кабеля (удельное тепловыделение) — важнейший технический параметр нагревательных кабелей. В этом смысле нагревательный кабель — не кабель, а нагревательный элемент, выполненный по кабельной технологии.



У нагревательных кабелей для систем «теплый пол» различных производителей характерны удельные тепловыделения от 17 до 21 Вт/м, причем увеличение этого параметра нежелательно и вовсе не свидетельствует о каких-либо специальных достоинствах. Во-первых, при укладке кабеля в пол возможно образование воздушной полости вблизи поверхности, при этом возникает перегрев материала кабеля и увеличивается риск выхода его из строя. Во-вторых, при увеличении удельной мощности кабеля его длина, приходящаяся на определенную площадь, сокращается. При этом возможно такое увеличение расстояния между отдельными нитками, что станет заметной неравномерность нагрева. У всех производителей величина допустимого расстояния между соседними нитками может колебаться от 5-6 до 10-12 см. Уменьшение линейной мощности ниже указанных величин приводит к перерасходу кабеля и появлению риска недопустимого сближения соседних ниток кабеля.
Во время работы «теплого пола» кабель нагревается до 60-70°C, а материалы изоляции и оболочки выдерживают температуры выше 100°C. Это один из секретов высокой надежности «теплых полов».
Можно ли спать спокойно на «теплом полу»?

При устройстве системы должен быть выполнен ряд требований, после чего установленная система становится совершенно безопасной как с точки зрения пожаробезопасности, так и предотвращения поражения человека электрическим током.

Необходимо:
использовать только экранированный нагревательный кабель, причем сечение экрана по меди должно быть эквивалентно 1.0 кв.мм;
в квартире (доме) должно иметься заземление с сопротивлением растекания не более 4 Ом;
на входном щитке (шкафу) должно быть установлено УЗО (устройство защитного отключения, рассчитанное на ток утечки не более 10 мА;
разводка питания для «теплого пола» должна быть выполнена отдельно от осветительной сети;
все работы по установке оборудования должен выполнять квалифицированный электрик.

Все эти требования являются стандартными требованиями ПУЭ для электрических установок зданий, и не содержат чего-либо, относящегося только к «теплым полам». Безусловно, применяемое оборудование должно быть сертифицировано.
Несколько лет назад в прессе обсуждался вопрос о том, насколько велики электрические и магнитные поля, возбуждаемые «теплыми полами» во время их работы. В системах с экранированным кабелем напряженность электрического поля составляет величины порядка единиц В/м и является абсолютно безопасной, т.е. она меньше предельно допустимой на 2 порядка. Напряженность магнитного поля составляет 2-3 мкТл для одножильных экранированных кабелей, и 0,2-0,5 мкТл для двухжильных кабелей, причем эти величины примерно одинаковы у всех ведущих фирм-производителей. Норма этого параметра составляет 100 мкТл, а естественный фон Земли в среднем соответствует примерно 50 мкТл. Таким образом, по обоим этим параметрам системы «теплый пол» являются абсолютно безопасными. Тем не менее, для помещений с постоянным или длительным пребыванием людей (детские, спальни и т.п.) рекомендуется использовать двухжильные нагревательные кабели.
Материалы и оборудование

Помимо нагревательного кабеля система «Теплый пол» включает в себя:
электронный терморегулятор, связанный с датчиком, который контролирует температуру пола в диапазоне от +10 до +35°C +(-)1 градус. Столь точное соблюдение теплового режима позволяет не только долгое время поддерживать в помещении постоянную температуру, но и существенно экономить электроэнергию.
монтажную ленту с шагом лепесков 2,5 см для недежной фиксации нагревательного кабеля к поверхности пола и соблюдения постоянного шага укладки.
гофрированную трубку для размещения и, в случае, неисправности датчика температуры, оперативной его замены, не нарушая конструкцию пола и стен.

В системах также настоятельно рекомендуется устанавливать УЗО — устройства защитного отключения, контролирующие сохранность изоляции кабеля.
 
MyCounter - счётчик и статистика .