Электрический тёплый пол: кабельный, стержневой и плёночный

О пользе держать ноги в тепле знали еще в Древнем Риме, где в общественных банях и частных домах пол, а заодно и всё помещение зачастую обогревали с помощью системы гипокауст. Собственно, гипокаустом называли печь, расположенную, как правило, за пределами отапливаемого помещения. От неё тянулась система каналов, проводивших тёплый воздух под пол и в стены здания, что способствовало прогреванию комнаты со всех сторон, кроме крыши. Принцип этого античного способа обогрева не забыт и сегодня и в современном варианте реализован в системе «тёплый пол».

В домах с обычной системой центрального отопления нагретый батареей воздух поднимается вверх, там остывает и опускается. В итоге у потолка температура достигает 26–28 °C, у пола — всего 18, а на уровне головы — около 22 °C. В результате даже при горячих радиаторах возникает желание надеть носки. Кроме того, конвекционные потоки, возникающие из-за разности температур в одной горизонтальной плоскости в разных частях комнаты, вовлекают в воздушный круговорот пыль, вызывая особенно сильный дискомфорт у аллергиков и астматиков.

При использовании «тёплых полов» температура в помещении распределяется иначе, а вихревых потоков не создаётся. Так, если у самого пола температура, скажем, 24 °C, то на уровне середины тела — 22, а на уровне головы — 20 °C. В итоге ноги всегда находятся в тепле, а голова — в прохладе.

В данной статье речь пойдёт об электрических «тёплых полах». В отличие от водяных они получили наибольшее распространение в нашей стране в связи с возможностью применения их в многоквартирном жилом строительстве.

Распределение конвекционных потоков в комнате с традиционной системой отопления с помощью радиаторов	Распределение конвекционных потоков в комнате с системой отопления «тёплый пол» Фото: Electrolux

ОДНА ЖИЛА ИЛИ ДВЕ?

Электрические «тёплые полы», в зависимости от исполнения, бывают кабельные, стержневые и плёночные. Отличие заключается в монтаже и в выборе основания при укладке. По принципу обогрева различают конвекционные и инфракрасные «тёплые полы».

«Кабельный пол» выпускают в виде нагревательных секций, матов и катушек с кабелем. Выбирая пол, часто задаются вопросом, какой кабель выбрать — одножильный (с одной токоведущей жилой) или двужильный (с двумя). Прежде чем ответить на этот вопрос, разберёмся «в проводах». В системе «тёплый пол» используется резистивный кабель с постоянным сопротивлением. Его задача, в отличие от обычного, не передавать электрический ток, а преобразовывать его в тепло. Конечно, в любом кабеле часть электроэнергии превращается в тепло, но эта величина обычно не превышает 3 %. У нагревательного кабеля показатель должен стремиться к 100 %. При этом выделение мощности на один погонный метр кабеля, так называемое удельное тепловыделение, — важнейший технический параметр.

И одножильный, и двужильный греют одинаково хорошо, однако при укладке первого необходимо оба его конца вернуть в одну точку, при укладке двужильного возвращать второй конец кабеля в исходную точку не требуется. Двужильная конструкция — с греющим и возвратным (замыкает цепь на нулевую фазу) проводами — позволяет подавать питание с одного конца секции. Это упрощает её раскладку в помещении, а разнонаправленное движение тока по проводникам снижает и без того незначительное влияние кабеля на общий электромагнитный фон в помещении.

В России бытует мнение, что в Европе в жилых помещениях допустима укладка только двужильного кабеля, поскольку он отличается пониженным электромагнитным излучением, а в нежилых (гараж, хозяйственный блок, котельная и т. д.) — обоих типов. Однако подобные слухи безосновательны, поскольку разница в подобном излучении невелика. Одножильный кабель дешевле, но менее распространён в нашей стране, поэтому некоторые компании его попросту не везут сюда.

ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЁТЫ

При основательном подходе к проектированию «тёплого пола» следует учитывать географическое положение дома, теплоизоляцию здания, обогреваемую площадь, число и размер окон. Также важно, будет пол единственным источником тепла либо дополнит водяные радиаторы или электрические конвекторы.

Исходное число для расчётов — удельная мощность системы отопления. В средней полосе России для новых зданий она равна 100–150 Вт на каждый квадратный метр полной площади помещения, а для старых — 180 Вт/м² и более. В последнем случае вполне вероятно, что кабельного обогрева будет недостаточно и придётся задействовать другие источники тепла.

В квартире типового панельного дома (не берутся в расчёт квартиры на первом этаже и над арками) удельная мощность тёплого пола составляет 100–130 Вт/м² для кухни, коридора, детской комнаты, спальни и гостиной и 130–150 Вт/м² для ванных комнат и санузлов.

В комнатах с большими окнами предусматривают дополнительное отопление возле них. В этой краевой зоне шириной полметра-метр удельную мощность повышают, но не более чем до 200 Вт/м².

Если электрическая система «тёплого пола» используется как основное отопление (нет центрального), площадь, на которой уложены нагревательные секции, должна составлять не менее 70 процентов от общей площади обогреваемого помещения.

Нагревательный мат Rehau Solelec	Стержневой пол Unimat
«Плёночный пол» Caleo	Нагревательные маты AEG

КАБЕЛЬ В СТЯЖКЕ

Если в ходе ремонта вы планируете класть стяжку с нуля или менять старую на новую, то стоит обратить внимание на «электрический пол», выпускаемый в виде кабельных секций. Его монтируют до заливки бетонной стяжки. Секция представляет собой одно- или двужильный нагревательный кабель фиксированной длины с установочным (соединительным) проводом для подключения к терморегулятору. Место соединения нагревательной секции с секцией соединительного электрического провода — муфта — важный элемент системы, из-за повреждения которого происходит приблизительно 25 % случающихся отказов. Чтобы электрический контакт не окислялся, его герметически заливают пластмассой или изолируют термоусадочным кембриком.

Главное преимущество такого «тёплого пола» — в разнообразии финишного напольного покрытия — плитка, ламинат, паркет, ковролин и т. д. Такой способ подогрева тратит много времени на разогрев всей стяжки, но потом долго поддерживает её температуру — принцип аккумуляции тепла.

Кабельную секцию «тёплого пола» нельзя ни укоротить, ни надставить. Поэтому перед покупкой следует определить требуемую мощность и, умножив эту величину на 1,3 (коэффициент запаса), только затем выбирать изделие, близкое к намеченному значению. Заложенный излишек не означает, что система будет потреблять больше энергии — просто она будет быстрее реагировать на изменения значения требуемой температуры, задаваемой при помощи терморегулятора.

КАБЕЛЬ ПОД ПЛИТКОЙ

Если вы не хотите нарушать в доме целостность уже готовой стяжки, можно купить нагревательные маты. Это термостойкая сетка обычно 50 см шириной с зафиксированным на ней в виде змейки кабелем, длина которого зависит от необходимой мощности.

Нагревательные маты кладут поверх стяжки в слой плиточного клея или наливного пола непосредственно под плитку, что значительно упрощает монтаж. Но в качестве финишного покрытия для такого пола допускается применение только керамической плитки или плитки из натурального камня. Если предполагается использование ламината или ковролина, то маты необходимо заливать тонким слоем стяжки. Используя «тёплый пол» под линолеум и ковролин, обязательно следует уточнять, какая максимальная температура может быть на поверхности пола. Эта информация обычно размещена на упаковке с напольным покрытием. Превышение заданной производителем температуры нагрева может привести к ссыханию, растрескиванию и деформации покрытия.

Пол на нагревательных матах относится к категории «тонких полов» и отлично подходит для квартир с низкими потолками, так как уровень пола при монтаже матов повышается незначительно — на 1,5–2 см, в отличие от стяжки, которая поднимает пол примерно на 7 мм. Стоят маты почти в два раза дороже кабельных нагревательных секций, но их монтаж гораздо проще.

Нагревательный кабель и нагревательные маты Teplolux Profi	Нагревательный кабель Devi

ДЛЯ «МОКРОГО» И «СУХОГО» МОНТАЖА

Стержневые «тёплые полы» подходят и для укладки под стяжку, и в плиточный клей. В отличие от кабельных аналогов стержневой не боится расставленной над ним мебели. Если теплоотдача из-за неё уменьшается, стержни нагреваются, их сопротивление возрастает, что приводит к уменьшению разогрева. Интересно, что за счёт саморегулирующихся свойств стержней пол в помещении греется в разных местах с различной силой.

К примеру, у окна и у двери сильнее, чем в центре. А случайное повреждение одного из элементов никак не скажется на работе остальных.

Нагревательный мат и нагревательный двужильный кабель Stiebel Eltron

ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА

Начинают монтаж с составления схемы «тёплого пола». Параметры рассчитывают исходя из общих размеров помещения. Для раскладки следует брать только ту часть комнаты, где не будет стоять стационарно мебель без ножек, бытовая техника и другие объекты, приводящие его к локальному перегреву. Обязательное требование, опять же приводящее к перегреву, — отсутствие воздушных пузырей в стяжке или в слое плиточного клея. Стяжка с пустотами в области кабеля — самая распространённая ошибка монтажников «тёплого пола». Рекомендуем не терять схему, она может пригодиться, если через год-два вам захочется поменять, например, напольное покрытие.

На схеме укладки обозначают место для терморегулятора. Как правило, его монтируют как обычный выключатель, но есть модели, предназначенные для установки в распределительном шкафчике на DIN-рейке. Определив свободную площадь (S) по формуле (100 х S) : L (где L — длина кабеля), высчитывают шаг укладки. Допустимое отклонение шага от расчётного не более 10 мм. Минимальное расстояние, на которое допустимо сближение, на длине примерно 0,5 м не более 80 мм. Изгибы петель должны быть плавными, без изломов. Близко к стенам класть «тёплый пол» тоже не рекомендуется (оптимально на 20 см от стены) — там никто не ходит, и вы сможете сэкономить на лишних метрах провода.

Подключение нагревательного кабеля к сети (включение и отключение) осуществляется только через контактный блок регулятора. На фото терморегуляторы: Siemens, Stiebel Eltron, Teplolux, Electrolux

Соединительные и концевые муфты должны находиться в полу (в стяжке). Установочные провода выведены к терморегулятору или распаечной коробке. Нагревательный кабель располагают на расстоянии не менее 100 мм от других источников обогрева (батарей, стояков). Будьте внимательны при монтаже кабеля, не наступайте на него и ничего не роняйте, повреждение оболочки кабеля служит поводом в отказе при обращении с претензией.

Закрепляют кабель на прибитой к основанию монтажной ленте (металлической полосе с держателями). Между двумя витками устанавливают датчик температуры в пластиковой трубке, чтобы в случае необходимости была возможность его заменить. Рекомендуется перед заливкой стяжки проверить работоспособность пола.

Затем конструкцию заливают стяжкой. Из-за тепловых нагрузок нельзя применять обычный цементный раствор, в него необходимо добавлять пластификатор или пользоваться специальной сухой смесью для тёплого пола. Отопление не включают, пока состав полностью не высохнет. Как правило, на это требуется около месяца.

Преждевременный прогрев грозит образованием вокруг кабеля воздушных пузырьков, препятствующих отводу тепла и приводящих к локальному разрушительному перегреву. Для равномерного распределения температуры по поверхности пола стяжка должна иметь некоторую массу. Так, над кабелем с погонной мощностью 18 Вт/м её делают не менее трёх сантиметров по высоте. Можно и тоньше (1,5–2 см), но тогда берут кабель с меньшей мощностью, например 10 Вт/м, и шаг укладки сокращают почти в два раза.

Существуют системы с аккумуляцией тепла, когда нагревательный кабель располагают в толстом слое бетона (минимум 7 см). Они существенно снижают расходы на отопление за счёт дешёвого льготного тарифа: накопленного за ночь тепла хватает на оставшиеся дневные часы. В этом случае удельная мощность составляет 125–200 Вт/м².

Процесс монтажа нагревательных матов схож. Рулон разворачивают и липким слоем приклеивают к полу. Разрезав пластиковую сетку (но не кабель), нагревательный мат можно развернуть и таким образом добиться оптимального расположения в помещении. Затем проверяют отсутствие повреждений мата и датчика температуры и измеряют их сопротивление (значения должны соответствовать паспортным данным). Далее заливают слой раствора и укладывают керамическую плитку.

Кстати, кабель не обязательно замуровывать. В деревянных полах на лагах его размещают в воздушной прослойке на глубине 3–5 см от нижнего края деревянного покрытия. При этом его погонная мощность не должна превышать 10 Вт/м, а удельную мощность системы следует ограничить 80 Вт/м².

В ванных комнатах гидроизоляцию разрешается делать как под кабелем, так и над ним — только надо непременно разделять их стяжкой хотя бы минимальной толщины.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Если требуется сократить тепловые потери через нижнее перекрытие, его отделяют от системы нагрева слоем теплоизолятора. Сильно затраты теплоизоляция не увеличит, зато позволит сохранить тепло и не «греть» соседей снизу.

Теплоизоляционный материал должен обладать низкой теплопроводностью. Если «тёплый пол» единственный источник обогрева в квартире, рекомендуется пенополистирол толщиной около 50 мм, покрытый слоем фольги толщиной 0,3 мм с полимерным защитным слоем. Если в доме есть центральное отопление, то можно использовать вспененные материалы толщиной 3–10 мм. Если теплоизоляция не фольгирована, под подложку следует положить дополнительно слой фольги, которая будет отражать тепло в квартиру.

УПРАВЛЕНИЕ «ТЁПЛЫМ ПОЛОМ»

Управлять «тёплым полом» можно при помощи терморегулятора с датчиком, который контролирует температуру или в помещении, или в стяжке. Кабель датчика имеет ограниченную длину. Обычно 2,5–4 м. Если её недостаточно, кабель можно надставить при помощи обычного электрического провода соответствующего сечения.

Системы «тёплого пола» в разных комнатах требуется разделять, их не всегда одинаково надо греть — в ванной тёплый пол актуален всегда, а вот в прихожей только в сырую погоду или когда в квартире очень холодно. Кроме того, одну и ту же секцию нельзя использовать для обогрева разного типа помещений (например, ванная и кухня) по причине разной напольной конструкции, удалённости от окон и балкона и т. д. В таких помещениях надо устанавливать разные секции с разными терморегуляторами либо один двухзональный терморегулятор. Но он обычно дороже, чем два отдельных.

Современный терморегулятор позволяет установить желаемую температуру нагрева пола, а также выстроить график его работы — только ночью, в определённые часы, дни и т. д. Удобно, когда программатор включает пол перед пробуждением утром и перед приходом с работы вечером, а в выходные работает целый день.

Можно подключить пол к системе «умный дом» и в автоматическом режиме выстраивать микроклимат в доме независимо от погоды за окном.

БЕЗОПАСНОСТЬ

В отличие от обычных проводов у нагревательного кабеля механически и электрически более качественная изоляция, выполненная из термостойких полимеров — фторопласта (он же «тефлон» — зарегистрированная ТМ компании DuPont), силикона, полеолефина и т. д. Помимо наружной изолирующей оболочки, есть внутренняя.

Между слоями — слой экранирующей оплётки, соединённой с «землёй» (даже если внешний защитный слой повредится, на кабеле будет нулевой потенциал). Обеспечить же 100%-ную защиту можно, если «тёплый пол» подключить через УЗО, которое мгновенно разорвёт цепь питания при обнаружении утечки тока выше 30 мА (теоретически возможной из-за микротрещин изоляции и влажной среды).

Что касается пожарной опасности, то и здесь нет повода для беспокойства. При средней температуре воздуха в помещении около 24 °C пол нагревается до 30–33 °C, а кабель — до 45–50 °C (при максимальной рабочей 75–80 °C), что совершенно безобидно для материалов пола любого типа, если, конечно, вы всё сделали по уму, а не положили ковролин на провода.

ПОЛ «ПО-БЫСТРОМУ»

Одна из разновидностей электрических полов — «плёночный пол», где в качестве нагревательного элемента применяется специальная плёнка. Резистивный элемент может быть углеродный или биметаллический. В углеродном сердцевину формируют параллельно уложенные углеродные теплоэлементы, наружные слои сделаны из лавсановой плёнки. У биметаллического внутри тонкая плёнка из полиуретана.

«Плёночный пол» — это вариант для тех, у кого напольное покрытие уже лежит, и он не хочет перекладывать плитку, «выдалбливать» стяжку и вообще что-то глобально менять. Его монтируют под финишное напольное покрытие — ламинат, линолеум, ковролин и т. д., под плитку применение плёнок неэффективно. Процесс займёт один рабочий день: отрываете плинтус, поднимаете ламинат, укладываете плёнку и на неё опять ламинат. Пол готов. Кстати, плёнки можно «клеить» не только к полу, но и на стены, и даже потолок.

Термоплёнка не превышает по толщине 0,5 мм, быстро монтируется, в случае повреждения легко заменяется. Её можно уложить самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Она быстро разогревается — за 15 минут примерно до 30 градусов. Но у такого быстрого пола есть существенный недостаток — отсутствие штатного заземления, в связи с чем не рекомендуется такие полы устанавливать во влажных помещениях.

СКОЛЬКО СТОИТ УДОВОЛЬСТВИЕ?

Какие счета за электричество будут приходить после установки «тёплого пола»? Несущественно высокие, если подогревать только реально жилые зоны и сделать грамотный монтаж. Допустим, вы делаете «тёплый пол» в детской комнате (общая площадь 12 м², за вычетом мебели получается 8 м²), в кухне (общая площадь 10 м², за вычетом гарнитура и мебели потребуется 5 м²) и в ванной (2 м²). Получаются три зоны:

1. детская — 8 м² по 130 Вт на метр — общая мощность 1040 Вт;
2. кухня — 5 м² по 180 Вт на метр — общая мощность 900 Вт;
3. ванная — 2 м² по 130 Вт на метр — общая мощность 260 Вт.
Итого: выделенная мощность должна быть 2200 Вт.

Постоянные затраты зависят от режима эксплуатации, от уровня теплоизоляции помещения и сравнимы с использованием дома электрического прибора отопления. К сведению, обычный тепловентилятор или масляный радиатор, потребляющий те же 2000 Вт/ч, менее эффективен, так как его КПД ниже. И ещё при пользовании электрообогревателем человек вынужден постоянно контролировать его работу. А если у вас маленький ребёнок, то ему будет холодно играть на полу даже с включённым радиатором.

Значительно снизить текущие затраты можно за счёт установки программируемого терморегулятора. Несмотря на то, что он дороже чем обычный, он быстро себя окупит, так как позволит создавать комфорт только в то время, когда это необходимо.

Монтаж нагревательного мата Devi	«Тёплый пол» под стяжкой в ванной комнате. Фото «Теплолюкс»

ПРИМЕР: ELECTROLUX EASY FIX MAT

Для выбора модели нагревательного мата Electrolux не требуется сложных расчётов и наличия специальных знаний — достаточно знать площадь обогрева.

Серия Easy Fix Mat — самоклеящийся нагревательный мат на основе тонкого двужильного кабеля. Кабель вплетён в текстильную сетку, пропитанную специальным клеящим составом, которая надёжно фиксирует мат на полу и создаёт идеальные условия для адгезии с бетоном и плиточным клеем. Основа кабеля — прочная жила из арамидных нитей — в несколько раз повышает его устойчивость к растягивающим нагрузкам, разрыву и излому при сгибе. Фторопластовая изоляция греющих жил и тонкая герметичная муфта гарантируют безопасность и долговечность эксплуатации, а самоклеящаяся текстильная основа создаёт оптимальные условия для монтажа системы тёплого пола. При монтаже мат разворачивают, фиксируют при помощи самоклеющейся основы, затем проверяют сопротивление кабеля, подключают систему к термостату и укладывают напольное покрытие.

Easy Fix подходят для помещений, где необходимо организовать обогрев с минимальным подъёмом уровня пола. Маты можно укладывать в плиточный клей под плитку и натуральный камень, а также в стяжку под любые напольные покрытия: ламинат, ковролин, паркет, линолеум. Широкий модельный ряд позволит обогреть площадь до 12 м². Гарантийный срок на нагревательные маты 20 лет. Цена: за 1 м² — 3708 руб.

ЕЩЁ ТРИ ПРИМЕРА

Система кабельного обогрева пола гораздо экономичнее традиционных приборов отопления. Но нужно понимать, что степень эффективности и затраты электроэнергии при использовании системы «Тёплый пол» напрямую зависят от теплопотерь помещения, толщины стяжки, типа напольного покрытия. Так, при толщине стяжки 5 см с напольным покрытием из керамической плитки в квартире блочного дома средняя потребляемая мощность в режиме поддержания заданной температуры за час может составлять 25–35 % от номинальной мощности кабельной системы.

Здесь мы приводим примеры расчетов для использования масляного радиатора и кабельной системы обогрева с обычным и электронным терморегулятором. Расчёты актуальны для очень холодного месяца при средней теплоизоляции квартиры блочного дома.

Из расчётов очевидны удобство применения системы тёплый пол и её значительная эффективность по сравнению с другими приборами отопления. Однако все перечисленные аргументы актуальны только в том случае, если не придётся через некоторое время после монтажа кабельной системы отопления вскрывать пол для её ремонта или замены. Поэтому производители большое внимание уделяют долговечности. Хорошие кабели рассчитаны на 50–80 лет службы, т. е. на весь срок эксплуатации современного здания.

Использование масляного обогревателя:
2,0 кВт . 10 ч . 4,02 руб./кВт*ч = 80,4 руб. . 30 дней = 2412 руб. в мес.

Использование «тёплого пола» с обычным терморегулятором:
2,2 кВт . 8 ч . 4,02 руб./кВт*ч = 70,75 руб. . 30 дней = 2122,5 руб. в мес.
Экономия 12 % по сравнению с использованием масляного радиатора.

Использование «тёплого пола» с электронным терморегулятором:
2,2 кВт . 3 ч . 4,02 руб./кВт*ч = 26,53 руб. . 30 дней = 796 руб. в мес.
Экономия 62,5 % по сравнению с использованием масляного радиатора.

Редакция журнала благодарит
компании «Русклимат»
и «Штибель Элтрон» за помощь
в подготовке статьи.

Статья опубликована в зимнем выпуске журнала «Всё для стройки и ремонта» 12`2012 серии «Потребитель»

декабрь 2013 года