Теплый пол под плитку. Что выбрать?

Вопрос о выборе типа теплого пола под плитку едва ли не самый популярный среди покупателей таких систем. Это связано с тем, что напольное покрытие из плитки или искусственного камня используется в помещениях, где наличие подогрева пола крайне желательно. Это ванные комнаты, санузлы, прихожие, рабочие зоны кухонь, раздевалки, дорожки вокруг бассейнов и т.д.

Чтобы структурировать материал обзора, требуется классификация систем теплый пол по некоторым характерным признакам, например, по принципу действия, по используемому источнику тепла или другим важным параметрам. Еще одно замечание: далее речь будет идти именно о системах комфортного подогрева поверхности пола, а не системах полного отопления посредством пола, т.к. вопросы с полным отоплением требуют более серьезного рассмотрения строительной теплотехники и решаются, как правило, профессионалами.
Общепринято разделять теплые полы на «водяные» (гидравлические) и электрические. Это разделение по методу передачи тепла к «объекту обогрева», т.е. в нашем случае, к поверхности пола.
Система водяного теплого пола, в которой тепло переносится жидким теплоносителем, в техническом плане гораздо сложнее, чем электрическая (и поэтому, естественно, дороже). Врезать контур подогрева пола, имеющий высокое гидравлическое сопротивление, непосредственно в стояк центрального отопления категорически запрещено. Общая схема, поэтому, для квартиры в многоквартирном доме с центральным отоплением должна выглядеть так: теплообменник «стояк отопления – отдельный замкнутый контур теплого пола», циркуляционный насос, распределительная гребенка с балансировочными клапанами для нескольких контуров, актуаторы – исполнительные клапаны системы терморегулирования, приемная гребенка, управляющие термостаты в каждом помещении, связанные с актуаторами сигнальной линией или по радиоканалу. Сами нагревательные контуры монтируются с использованием пластиковых или металло-пластиковых труб и требуют заливки стяжки значительной толщины (обычно не менее 5 см, что опять же не всегда приемлемо в современных многоквартирных зданиях. Подробнее с описанием устройства и работы водяных полов можно познакомиться на специализированных сайтах фирм-производителей, однако, даже одного перечисления элементов таких систем достаточно, чтобы понять, что водяная система гораздо сложнее любой электрической.
Для частных домов с собственным источником тепла (котлом) система несколько упрощается – нет необходимости в теплообменнике, но все остальные элементы остаются.
Кроме высокой сложности и стоимости, система имеющая механические подвижные части (насос, клапаны) требует периодического обслуживания и замены элементов.
Повреждение трубки с теплоносителем в полу приводит к гораздо более тяжелым авариям с высокой стоимостью восстановительных работ и возможным ремонтом квартир нижних этажей. Установка системы обнаружения протечек, конечно возможна, но она повышает и без того высокую стоимость водяного пола.

 Что же в активе у водяной системы?

- Во-первых, производители водяных полов с гордостью заявляют, что в их системах абсолютно отсутствуют электрическое и магнитное поля. С этим трудно не согласиться!

- Во-вторых, трубка с теплоносителем является «источником температуры», в то время как резистивный нагревательный элемент это «источник мощности».
Это приводит к тому, что если, например, температура теплоносителя 50оС, то «никакими силами» невозможно нагреть никакой элемент системы до температуры более высокой чем 50о, т.е. мы «автоматически» защищены от перегревов и «перегораний».
Если же у нас погонная мощность кабеля, например, 18 Вт/м, то до какой максимальной температуры он нагреется (это, кстати, любимый вопрос клиентов) целиком определяется условиями теплосъема. Если кабель «правильно» залит в стяжку, температура на его поверхности не превышает 40-50оС, но если какой-то его участок «случайно» оказался в слое теплоизолятора или в воздушном кармане, то этот участок может нагреться до 100о и более и, естественно, выйти из строя. В некоторых случаях этот недостаток можно компенсировать, применяя саморегулирующийся кабель, но в случае систем обогрева пола это далеко не лучший вариант из-за дороговизны и недостаточного ресурса таких кабелей.
- В-третьих, водяная система обратима – если подавать теплоноситель с пониженной температурой, можно организовать охлаждение помещения в летнее время.
- Четвертое, и может быть самое существенное преимущество – это стоимость киловатт-часа энергии. Эта величина, правда, зависит не от самой «водяной» системы как таковой, а от источника тепла, которым нагревается теплоноситель. Если это котел, использующий магистральный газ, то стоимость единицы энергии будет примерно в 8-10 раз ниже, чем в случае использования электроэнергии. Но, это в том случае, если магистральный газ есть. А если его нет? Тут вступают в игру разные факторы, начиная от доступности разных видов источников энергии в данном конкретном регионе, до местных традиций, и вкусов заказчика.

 А что же электрическая система?

Тепло в этом случае выделяется почти непосредственно в том месте, где используется, в стяжке пола. До поверхности пола, которую нужно нагреть совсем «недалеко». Нагревательный кабель выполняет функции и тепловыделяющего элемента и «передатчика» электроэнергии.
- Несомненным и большим преимуществом электрических теплых полов является простая система регулирования температуры, которая с помощью современной электроники может быть доведена до «интеллектуального» уровня. «Теплый пол с интеллектом» - это именно об этом. Сделать подобное для водяных полов если и можно, то это будет гораздо более сложно и дорого.
- Кабельная система более автономна в том смысле, что она не завязана с центральным отоплением (которое не работает в летний период) или с системой отопления дома, эксплуатировать которую в летний период из-за одного/двух теплых полов может быть экономически невыгодно. Электричество же есть всегда, ну или почти всегда.
- наконец, она существенно проще, дешевле, легче в монтаже и не требует обслуживания, практически, не имеет законодательных запретов.
Чтобы дальше было проще говорить о разновидностях электрических систем обогрева, хотелось бы напомнить два общеизвестных физических положения, которые почему-то упорно игнорируются «пишущей общественностью».
1. Процесс преобразования электроэнергии в тепло при протекании электрического тока по проводнику происходит с эффективностью 100%, независимо от того, из чего сделан проводник (закон Джоуля-Ленца). Независимо «ни от чего» и всегда 100% ! Отсюда сразу следует несколько важных выводов:
i. - не бывает «волшебных» нагревательных элементов из аморфных сплавов, карбона, …, список можете продолжить сами, эффективность которых на сколько-то процентов или во сколько-то раз выше, чем у «обычных» кабелей. К сожалению, выше некуда, - закон сохранения энергии никто не отменял;
ii. - повысить эффективность системы теплый пол в целом можно только грамотно распоряжаясь выделившимся теплом, т.е. используя эффективную теплоизоляцию там, где это необходимо.
2. Практически все материалы, которые составляют конструктива пола не прозрачны для ИК – излучения. Из этого факта также следуют важные для нашей темы выводы:
1 - ИК-теплых полов не существует. Нагревательная пленка в полу работает как любой другой нагреватель, т.е., как «обычный» кабель. Выделившееся тепло передается в массиве пола путем теплопроводности.
2. – отражающая теплоизоляция в бетонном полу бессмысленна, т.к. ей «нечего отражать»!

  Итак, «обычный» нагревательный кабель, нагревательный мат, нагревательная пленка, стержневой мат – чем отличаются эти виды нагревателей друг от друга?

Нагревательные кабели.
«Обычный» нагревательный кабель – вид нагревателя, который исторически первым стал использоваться в качестве источника тепла для обогрева пола (мы не рассматриваем древние времена с дымоходами в полу!). Кабель относительно дешев, надежен, с помощью кабеля легко менять удельную мощность варьируя шаг укладки, но его монтаж требует заливки цементно-песчаной стяжки толщиной не меньше 3 см, что не всегда приемлемо. Как известно, электротехника – это «наука о контактах». Именно места соединения нагревательной части кабеля с питающим проводом и концевая муфта, где соединяются нагревательные жилы кабеля являются критическими в плане надежности. По опыту эксплуатации, практически все отказы, не связанные с механическим повреждением кабеля, обусловлены именно нарушением контакта в соединительной и концевой муфтах. Поэтому, при выборе нагревательного кабеля лучше отдавать предпочтение готовым нагревательным секциям, где критически важные соединения сделаны в заводских условиях и тщательно протестированы.
Вопросы связанные с «электромагнитным излучением» требуют отдельного рассмотрения, здесь отметим только, что использование двухжильных экранированных кабелей полностью решает эту проблему.
Нагревательные маты.
Основное неудобство при использовании нагревательных кабелей, как уже было отмечено выше, связано с необходимостью заливки довольно толстой стяжки. Если стяжка слишком тонкая, то с появляются тепловые полосы – неравномерный прогрев поверхности пола из-за того, что шаг укладки кабеля при стандартной мощности значительно больше толщины прогреваемого слоя. Понятно, что для того, чтобы убрать неравномерность нужно уменьшать шаг укладки, одновременно понижая погонную мощность кабеля. Это и есть концепция нагревательного мата, в котором реализованы эти изменения, а также попутно уменьшен диаметр нагревательного кабеля (до 3-4 мм) и, для удобства монтажа, он размещен на тонкой сетке в виде готовой «дорожки», которая легко «раскатывается» на полу при монтаже. Нагревательный мат может устанавливаться непосредственно под плитку в слой плиточного клея или в тонкие слои самовыравнивающихся заливок (5-20 мм). Удобство и легкость монтажа нагревательного мата имеет оборотную сторону: у мата получается фиксированная удельная мощность. Стандартная величина, которая принята многими производителями 150 Вт/м2. Такая удельная мощность подходит для большинства применений. Для систем требующих повышенного тепловыделения DEVI выпускает линейку нагревательных матов с удельной мощностью 200 Вт/м2.
Нагревательная пленка.
Как уже говорилось выше термин ИК-теплый пол в отношении нагревателя, который находится в непрозрачной для ИК-излучения среде, некорректен. Использование нагревательной пленки для обогрева «бетонного» пола с плиточным покрытием сейчас рекламируется не так сильно, как несколько лет тому назад. Пленку чаще рекомендуют устанавливать без заливки ЦПС под ламинат, паркетную доску и т.д., хотя у некоторых фирм использование под плитку еще рекомендуется. Вопросов и сомнений при этом случае возникает масса:
- сплошной слой нагревательной пленки отрывает верхние слои от бетонного основания, делая их «плавающими»;
- пленка не имеет защитного экрана, поэтому согласно правилам по электробезопасности над ней необходимо размещать заземленную металлическую сетку;
- отсутствие экрана ставит под сомнение безопасность такой системы и в плане фоновых электрических полей;
- наличие большого числа «самодельных» контактов проводящих дорожек нагревательной пленки с питающими и соединительными проводами явно не добавляет такой системе надежности;
А где же плюсы нагревательных пленок?
Маленькая толщина (примерно 0,3 мм)?
Но все равно над пленкой надо размещать заземленную сетку, поэтому в сумме это будет вряд ли тоньше нагревательного мата. К тому же, толщина изоляции в 0,1 мм при использовании сетевого напряжения вызывает некую оторопь…
Экономия электричества до 20-60% ?
Про это тоже уже говорилось… «Учите матчасть!».
Как-то так получается, что плюсов найти не удается…

Стержневой мат.
Этот вид нагревателя представляет собой углеродные стержни, закрепленные «лесенкой» между двумя сетевыми проводниками. Заявленные преимущества те же, что и у пленки: «волшебное» ИК-излучение, которое полезно для здоровья и помогает экономить до 60% электроэнергии по сравнению с обычными кабелями. Повторять еще раз контрдоводы не имеет смысла… Но есть новый посыл – эффект саморегулирования, который позволяет свободно размещать любую мебель в области обогрева. Увы, элементарная проверка с помощью измерения тока при включении, показывает, что никакого эффекта саморегулирования у стержневого мата нет. Зато есть большое число контактов, которые выполнены без обжатия и, потому, крайне ненадежны.
Опять же попытка найти плюсы этой системы не увенчалась успехом (по крайней мере у меня).
Наконец, несколько слов о появившейся в последнее время системе «электро-водяного» обогрева пола.
Про преимущества этого вида нагревателя написано столько, что требуется отдельная большая статья, чтобы разбирать каждый пункт. Но основное, это как всегда: высокая эффективность, ремонтопригодность, отсутствие «электромагнитного излучения».
Что же представляет собой эта система? Если зайти на сайт производителя, то можно прочитать, что: «Особенность данной системы теплых полов в структуре нагревательного элемента». Структура, если отбросить детали, сводится к тому, что нагревательный кабель постоянной мощности размещен в трубке, диаметром 20 мм, заполненной антифризом. Погонная мощность такого нагревателя около 40 Вт/м, т.е. довольно высокая для теплых полов. Шаг укладки для обычных помещений будет около 25см, соответственно, толщина стяжки должна быть не менее 7-10 см, чтобы избежать неравномерного прогрева. Далее все та же «скучная» физика про то, что лишней энергии для повышения эффективности по сравнению с обычным кабелем взяться просто не от куда, про отсутствие экрана и при этом полное же отсутствии «электромагнитного излучения». Вопрос о ремонтопригодности больше относится к установщикам и ремонтникам, но в любом случае ремонт электрического кабеля проще, чем электрического кабеля плюс трубы. И самое главное: если отбросить «преимущества», противоречащие элементарным законам физики, что остается? Получается, что эта система собрала в себе все недостатки водяного и электрического теплого пола, не использовав в полной мере их преимуществ.