Слои пирога водяного теплого пола по бетону: требования и конструкция

Водяной тёплый пол является одним из самых практичных и экономичных источников дополнительного обогрева помещений.

Данное инженерного оборудование, как правило, устраивается в частных жилых домах и на других объектах, при условии наличия нужного количества энергоносителя для конкретного помещения, либо индивидуального котла отопления выбранной мощности.

Трубные коммуникации монтируются поверх бетонного основания и изоляционных материалов, заливаются цементно-песчаной или бетонной смесью, для обеспечения надёжности и долговечности во время эксплуатации.

При монтаже такой сложной стяжки, требуется соблюдение всех слоёв пирога и конструкции водяного теплого пола по бетону. Ниже подробно описывается технология устройства ограждающей конструкции и инженерного оборудования рассматриваемой категории с нюансами, деталями и возможными сложностями.

Требования

Требования к пирогу водяного тёплого пола, укладываемого по бетону, устанавливаются следующими конструктивными и функциональными параметрами и нормативными документами:

1. Конструктивные требования:
   • Толщина защитного слоя стяжки с верхней и нижней граней, до элементов армирования и верха трубных коммуникаций, должна составлять не менее 10 – 15 мм.
   • Расстояние между трубами водяного тёплого пола и армирующим плоским каркасом должно быть не менее 20 мм.
   • Под стяжкой, при наличии водяных трубных коммуникаций с жидким теплоносителем, должен быть устроен утеплитель из пенополистирола с толщиной 50 мм, а также гидроизоляционные материалы, исключающие протечку, на случай аварии.
2. Объёмно-планировочные требования:
   • Верхняя отметка стяжки должна удовлетворять требованиям рабочего проекта.
   • Высота помещений в свету должна быть не ниже минимально установленного параметра, согласно действующих нормативам.
   • При устройстве стяжки, предельная высота порога между смежными помещениями не должна превышать 10 – 20 мм.
3. Теплотехнические параметры:
   • Диаметр трубных коммуникаций должен обеспечить беспрепятственную циркуляцию жидкого теплоносителя.
   • Энергия обогрева должна равномерно распределяться в конструкции бетонной стяжки, что требует устройства слоя определённой толщины над трубами.
   • Для достижения максимальной теплоотдачи и энергоэффективности помещений, трубы в составе водяного тёплого пола, проложенные в теле стяжки, должны отстоять от грани чистового напольного покрытия не более, чем на предельно допустимую величину.
4. Нормативные требования:
   • СП 29.13330.201.1. Полы.
   • СП 71.13330.2017. Изоляционные и отделочные покрытия.
   • СП 54.13330.2016. Здания жилые многоквартирные.
   • СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции.
   • ГОСТ 27006-86. Бетоны. Правила подбора состава.
   • ГОСТ 13087-2018. Бетоны. Методы определения истираемости.
   • ГОСТ 30459-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов.

На основании перечисленных выше требований, производится теплотехнический расчёт, определяется температура жидкого теплоносителя, диаметр трубных коммуникаций, а также разрабатываются архитектурные чертежи с указанием пирога напольного покрытия, с учётом всех слоёв и их мощности.

Максимальный и минимальный по толщине

В соответствии с приведёнными выше требованиями, при проектировании и возведении пирога стяжки, с учётом прокладки трубных коммуникаций водяного тёплого пола, допускается назначать толщины каждого слоя, а также всей конструкции в следующих диапазонах:

• Минимальная толщина пирога, с учётом обмазочной гидроизоляции, утепления мощностью 30 мм и бетонной конструкции с минимальным диаметром трубных коммуникаций 15 мм может составлять 80 – 90 мм.
• Оптимальная толщина стяжки с водяным тёплым полом, с мощностью полистирольных плит 50 мм, армированием и трубами диаметром 20 мм, составляет 100 – 110 мм.
• Максимальная толщина пирога, с учётом всех слоёв для стандартной высоты этажа в пределах 3000 – 3300 мм, не должна превышать 120 – 140 мм.

Следует учесть, что стяжка не может иметь меньшую толщину, чем указано выше, так как нарушение правил может вызвать существенные теплопотери, а также недостаточную прочность бетонной конструкции.

Если к помещению предъявляются повышенные требования по обеспечению энергоэффективности, плиты перекрытия, пролётные элементы рассчитаны на все прилагаемые стоические постоянные и временные нагрузки, а высота потолка в свету позволяет устроить более мощные слои, стяжка может иметь большую толщину, но данное решение является индивидуальным, что подтверждается специальными расчётами.

Слои и требования к ним

Конструкция стяжки, при условии прокладки в ней трубных коммуникаций водяного тёплого пола, имеет определённый набор конструктивных элементов. Каждый из данных слоёв, в свою очередь, характеризуется индивидуальными техническими характеристиками, габаритами, а также состоит из специальных материалов, что обеспечивает повышенную механическую прочность, а также надёжность и долговечность всей конструкции.

Ниже подробно описывается каждый слой пирога стяжки пола, при условии прокладки в ней системы отопления с замкнутым циркуляционным контуром и жидким теплоносителем.

Бетонное основание

Описание:

• В качестве основания выступает плита перекрытия над нижним этажом, либо утеплённая монолитная железобетонная конструкции фундамента, при отсутствии каких-либо помещений ниже отметки 0.000.
• Основание служит несущей конструкций под устройство всех вышележащих слоёв стяжки, а также элементов изоляции и инженерного оборудования.
• Основание может быть выполнено из монолитного бетона, цементно-песчаного раствора по балкам и асбестоцементным листам, сборных ЖБИ изделий и других типов несущих конструкций.

Требования:

• Отсутствие следов видимых механических повреждений, трещин, раковин, сколов.
• Предельная величина перепадов высотных отметок – до 5 – 10 мм.
• Достаточная несущая соборность для устройства полного пирога стяжки с последующим приложением всех эксплуатационных статических или динамических нагрузок.
• Соответствие реального прогиба в загруженном состоянии предельно допустимым нормативным вертикальным перемещениям.
• Небольшой физический износ пролётной конструкции, либо фундаментной плиты по грунту.

В зависимости от содержания рабочего проекта – при устройстве ЖБ плит перекрытий, их мощность варьируется в пределах от 160 до 250 мм, сборные ЖБИ пустотные плиты – от 220 мм, изделия, выполненные по профлисту – от 140 мм и более, с учётом рёбер оцинкованной несъёмной опалубки.

Характеристики:

• Класс бетона – зависит от статического расчёта ЖБ пролётной конструкции, как правило, от В20 – В25 и выше.
• Морозостойкость – от F75 – F100.
• Показатель водонепроницаемости – от W2 – W
• Плотность ЖЬ конструкции – 2400 – 2500 кг/м³.
• Истираемость – не более 1,6 г/см².

Материалы:

1. товарный бетон выбранного класса;
2. армированной стержневой арматурой с периодическим профилем А500с.

Гидроизоляция

Описание:

• Устраивается в виде обмазочной, оклеечной или проникающей гидроизоляции.
• В случае повышенного риска затопления смежных помещений, рекомендуется комбинированная конструкция гидроизоляции плиты перекрытия.
• Может состоять из битумных или полимерных материалов.
• Обеспечивает полную герметичность конструкции, на случай разгерметизации циркуляционного кольца труб внутрипольного отопления.

Требования:

• Отсутствие токсичных полимерных компонентов.
• Стойкость против перепадов температур.
• Хорошие показатели эластичности – при перегибе материал не должен ломаться или трескаться.
• Полная герметичность слоя после его устройства, в строгом соответствии с технологическими требованиями.
• Температура плавления должна быть не ниже, сем +80 ^оС.
• Материал должен оставаться пластичным до температуры до – 15 – 25 ^оС.
• Хорошая укрываемости твёрдой поверхности жидкой мастикой без образования пузырей или непокрытых мест.

Толщина:

• Обмазочная гидроизоляция – от 2 до 3 мм.
• Оклеечная гидроизоляция – от 4 до 6 мм.
• Полимерная гидроизоляционная мембрана – от 1 до 3 – 4 мм.

Характеристики:

• Предельное усилие разрыва – от 0,6 – 0,9 кН.
• Гибкость на стальном брусе с радиусом до 25 мм – 15 – 25 ^оС.
• Рекомендуемая средняя температурная стойкость битумного вяжущего – от 80 до 100 ^оС.
• Предельное допустимое усилие растяжения, без потери формы – до 0,2 – 0,3 кН.
• Водопоглощение битумного материала – в пределах от 0,5% до 1%.
• Стойкость против ударных нагрузок, предел продавливания – от 1,5 до 2,5 кН.

Материалы:

• Стеклохолст, используемый в качестве основы.
• 2 слоя модифицированного битума.
• Защитная полимерная плёнка, предотвращающая склеивание материала.
• Для битумной мастики – отвердители и растворители, обеспечивающие требуемое агрегатное состояние материала.

Отражающий утеплитель

Описание:

• Может поставляться в виде простого металлизированного листа, скрученного во рулон, либо имеет пористую основу, что обеспечивает дополнительное сопротивление теплопередаче.
• Раскладывается строго под трубами тёплого пола, утеплитель предназначен для отражения тепловой энергии и предотвращения проникновения её в смежные вертикальные помещения.
• Играет роль дополнительной гидроизоляции из-за непроницаемой структуры.

Требования:

1. наличие металлизированного покрытия;
2. пористая основа;
3. препятствующая разрыву;
4. стойкостью против воздействий динамических и статических нагрузок, в том числе, точечных и ударно-импульсных, отсутствие горючих полимеров в составе мембраны.

Толщина:

• Безосновные – от 0,5 до 1 мм.
• С полимерной пористой основой – до 10 – 15 мм.

Характеристики:

• Механическая прочность материала – до 15 – 25 МПа.
• Сопротивление теплопередаче – от 0,03 до 0,045 Вт/м °С.
• Объёмный вес, с учётом пористой подложки – от 80 до 150 кг/м³.
• Показатель паропроницаемости мембраны – от 0,04 до 0,06 мг/МПа.

Материалы:

• Поливинилхлоридная основа.
• Алюминиевая фольга.
• Полиуретановое адгезионное вязкое вещество, для склеивания разнородных материалов.

Армированная сетка

Описание:

• Укладывается в конструкцию в виде готовой кладочной или дорожной сетки, либо в виде плоского вязаного каркаса, состоящего из отдельных стержней с периодическим профилем.
• Обеспечивает повышенную несущую способность при работе бетона на растяжение.
• Сетка укладывается только в нижней зоне бетонной стяжки.
• Позволяет конструкции из бетона работать в пролёте, над упругим основанием из пенополистирольного утеплителя.

Требования:

• Механическая прочность, в соответствии с требованиями ГОСТ.
• Деформационная стойкость – при изгибе сетка не должна трескаться, за счёт пластичных свойств.
• Минимальное количество коррозии.
• Периодический профиль прутков, для улучшения обжатия в процессе твердения бетона стяжки.
• Класс арматурной стали – А500с, либо Вр-I.
• Отсутствие лакокрасочного покрытие и слоя загрязнения, что может повлиять на силу сцепления бетона и стали.

Толщина:

• Для кладочной сетки диаметр прутка составляет до 3 мм, суммарная толщина сетки – до 6 мм.
• Для дорожной сетки – от 5 до 6 мм, общая толщина сетки – от 10 до 12 мм.
• Для арматурных отдельных стержней, укладываемых в стяжку посредством вязки плоского каркаса – от 6 до 10 мм, общая толщина каркаса, с учётом перекрестий арматуры – от 12 до 20 мм.

Характеристики:

• Габарит ячейки сетки – от 50 х 50 до 200 х 200 мм.
• Класс стали – А500с, ВР-I.
• Механическая прочность на сжатие – до 250 – 300 МПа.
• Механическая прочность на растяжение – до 400 – 500 МПа.
• Предельное отклонение от номинального габарита – от 1% до 3%.
• Относительное удлинение при растяжении прутка – до 25%, до образования площадки текучести материала.
• Модуль упругости материала – до 20 тыс. МПа.

Материалы:

1. конструкционная сталь 3;
2. изготавливаемая на специализированных сталелитейных заводах с последующей формовкой готового изделия;

В случае изготовления сетки, после протяжки проволоки, она раскраивается в размер и фиксируется контактно-точечной сваркой.

Трубы отопления пола

Описание:

• Изготавливаются из армированного полипропилена, чёрной или нержавеющей стали.
• Укладываются в конструкцию, согласно теплотехническому расчёту.
• По трубам тёплого пола циркулирует теплоноситель, отдающий тепловую энергию в помещение.
• Трубы подключаются к магистральным стоякам на подаче и обратке, образуя замкнутое герметичное циркуляционное кольцо.

Требования:

1. Полимерные или стальные водопроводные трубы должны быть рассчитаны на постоянную циркуляцию нагретого до 60 – 80 ^оС жидкого теплоносителя.
2. Трубы ПНД должны быть армированные фольгированным экраном.
3. Внутренний диаметр труб должен полностью удовлетворять гидравлическим расчётам.
4. Все стыки труб должны быть устроены только на сварных соединениях, через обжимные муфты, для сохранения герметичности под давлением на протяжении всего срока эксплуатации.
5. Трубы должны быть уложены в конструкцию с нужным шагом, без превышения допустимого радиуса изгиба изделия.
6. Рекомендуется производить раскладку по типовым схемам, согласно СП.
7. Все трубные коммуникации должны быть зафиксированы на специальные петлевые зажимы.

Толщина:

• Наружный диаметр стальных труб составляет от 15 до 25 мм.
• Трубы ПНД, за счёт толстых стенок, могут иметь диаметр до 32 мм.

Характеристики:

• Расход при рабочем напоре – не менее 0,25 – 0,35 т/ч.
• Предел прочности на растяжение стенки полимерной конструкции – до 25 – 30 кгс/см².
• Предельно допустимое рабочее давление внутри трубы – до 0,6 – 1,1 кгс/см².
• Толщина стального армирования трубы ПНД – до 0,3 – 0,5 мм.

Материалы:

1. специальный полиэтилен;
2. выдерживающий высокое давление и температуру;
3. армирующий экран – алюминиевые сплавы;
4. при выборе стальных труб – конструкционная сталь 3, либо латунь.

Мокрая бетонная стяжка

Описание:

• Изготавливается из бетона требуемого класса.
• Служит защитным слоем для трубных коммуникаций водяного тёплого пола, а также несущим основанием для устройства финишного покрытия.
• В теле стяжки монтируется арматурная сетка, увеличивающая несущую способность конструкции, а также трубы водяного тёплого пола.
• Заливается в один приём, между маяками из оцинкованной стали, либо по лазерному уровню.

Требования:

• Механическая прочность.
• Трещиностойкость.
• Износостойкость, повышенное сопротивление истираемости.
• Минимальный коэффициент пористости, что достигается за счёт мелкого песка, в качестве заполнителя и подвижной смеси.
• Повышенный покатил водонепроницаемости.
• Стойкость против температурных перепадов.
• Сопротивляемость ударно-импульсным воздействиям.
• Повышенная твёрдость финишной поверхности, за счёт наличия в составе бетона модифицирующих добавок с содержанием полимеров.
• Отсутствие сколов, раковин, непровибрированных участков, зон с расслоением и других механических дефектов, которые могут помешать устройству финишного напольного покрытия.

Толщина:

1. При диаметре труб до 15 мм и отсутствии армирования – до 70 мм.
2. При диаметре труб до 15 мм, с армированием дорожной сеткой – до 80 – 90 мм.
3. С диаметром труб до 25 мм и армированием дорожной сеткой – до 100 – 120 мм.
4. С диаметром труб от 25 мм и более, армированием отдельными стержнями, завязанными в плоский каркас – от 120 – 140 мм и более.

Характеристики:

• Марка цемента – от М400 и более.
• Мелкий заполнитель – кварцевый или мытый речной песок с фракцией от 2,5 до 4 мм.
• Крупный заполнитель (по необходимости, если материал предусмотрен рабочим проектом) – гранитный щебень с колотыми гранями, фракция 10 – 20 мм.
• Итоговый класс бетона на сжатие – не менее, чем В15 – В20.
• Марка конструкции по морозостойкости – от F50 выше.
• Марка бетона стяжки по водонепроницаемости – от W4 и более.
• Наличие пластификаторов – при бетонировании в холодное время года – противоморозные добавки, в случае необходимости увеличения периода схватывания – пластификаторы, для обеспечения объёмной структурной гидроизоляции – гидрофобизаторы.
• Для повышения деформативных свойств, могут также потребоваться другие модифицирующие добавки.

Материалы:

• Цемент – от 15% до 25%.
• Песок – от 50% до 75%, в зависимости от марки стяжки, а также от необходимости добавления в раствор крупного заполнителя.
• Щебень – от 0% до 25%.
• Вода – от 90 до 120 л/м³, в зависимости от требуемой подвижности жидкого раствора – П3 или П4.
• Общее количество модифицирующих добавок – не более 4%.

Финишное покрытие

Описание:

1. Тип покрытия зависит от дизайн-проекта конкретного помещения, а также от особенностей его эксплуатации.
2. Покрытие может устраиваться «в замок», либо на специальные адгезионные составы.
3. Как правило, под все типы финишные напольных покрытий требуется укладка дополнительной звукоизоляционной подложки из натуральных или синтетических материалов.
4. Все финишные покрытия пола предназначены для приложения эксплуатационных нагрузок от предметов мебели, а также от веса людей, которые эксплуатируют помещения.

Требования:

• Повышенная износостойкость, что гарантирует долговечность материала.
• Высокое качество финишного покрытия.
• Стойкость против возгорания, пожарная безопасность.
• Простота очистки, проведения влажной уборки покрытия.
• Соответствие дизайн-проекту помещения.
• Стойкость против агрессивного воздействия окружающей среды, что особенно актуально для влажных помещений с повышенным температурно-влажностным, режимом.
• Экологическая безопасность – в составе покрытий не должны присутствовать токсичные компоненты, которые вызывают аллергические реакции или раздражение двигательных путей у зависимых людей.
• Эстетическая привлекательность.
• Простота раскроя и укладки.
• Высокая степень адгезии к основанию бетонной стяжки.

Толщина:

1. Керамогранитная плитка – от 5 мм толщина материала, от 3 – 5 мм – клеевой состав.
2. Высокопрочная керамогранитная плитка – от 10 мм – толщина отделочного материала, от 5 мм – мощность клеевого слоя.
3. Технический ламинат – от 5 мм – мощность покровного полимерного материала, от 3 – 5 мм – толщина полимерной, либо пробковой подложки.
4. Основный ламинат для жилых квартир и домов – от 7 – 8 мм – габарит ламели, величина покровного слоя та же, что и в предыдущем случае.
5. Линолеум – от 3 мм без основы, от 5 – 6 мм – на войлочной подложке.
6. Штучный паркет – от 10 – 20 мм, на основе из фанеры или оргалита – от 5 мм.
7. Наливной полимерный пол с абразивными включениями – от 1 – 3 мм.
8. Ковровое покрытие – в зависимости от высоты ворса – от 5 до 15 мм.
9. Плёночное защитное покрытие стяжки, устраиваемое термостатическим методом – от 1 мм.

Характеристики:

• Водопоглощение – не более 3%.
• Морозостойкость – от 75 до 150 циклов перепада температуры через нулевую отметку в течение сезона.
• Прочность поверхности материала – от 35 – 50 МПа и выше.
• Износостойкость – не менее 4 – 5 класса.
• Показатель трения, в зависимости от которого определяется защита подошвы пользователя от скольжения – не менее, чем R-10.
• Твёрдость материала – не менее, чем 7 – 8, по шкале Мооса.
• Огнестойкость – от ЕI 15 и выше.
• Группа горючести – не ниже, чем Г0 – Г1.
• Показатель токсичности – от Т1 и ниже.

Материалы:

• Натуральная древесина (сосна, берёза, дуб, бук, тик) – для штучного паркета.
• Древесный шпон – для паркетной доски или ламината премиум класса.
• Полимерная ламинированная плёнка поверх МДФ, либо на древесной основе – для классического ламината.
• Глиняное обожжённое сырьё, покрытой глазурью – для керамогранита
• Поливинилхлорид – для линолеума и синтетического ковролина.
• Натуральная шерсть – для натурального коврового покрытия.
• Полимерные жидкие адгезионные материалы с минеральными абразивными включениями – для наливного пола с декоративным покрытием.

Почему важно знать нюансы?

Нюансы конструкции стяжки из бетона со встроенным водяным полом должен знать каждый собственник объекта недвижимости, либо подрядчик, выполняющий ремонтно-отделочные работы в помещении. Данная достоверная информация позволяет добиться следующих положительных результатов:

• Достижение максимальной прочности конструкции.
• Удовлетворение требованиям действующих нормативов.
• Соблюдение защитных слоёв бетонной конструкции.
• Герметизация труб отопления, проложенных в теле стяжки,
• Устройство утеплителя из пенополистирольных плит с нужной толщиной слоя
• Соблюдении объёмно-планировочных параметров помещения, с учётом высоты этажа от чистого пола до отметки потолка.
• Достижение оптимальной механической прочности стяжки, уложенной поверх упругого утеплителя, а также расчёт конструкции по второй группе предельных состояний, назначение коэффициентов запаса по условиям работы бетонной структуры стяжки.
• Исключение образование ступени или порога между смежными помещениями с различными пирогами полов.
• Подбор нужных компонентов бетонной смеси.
• Принятие решения о необходимости устройства оклеечной, обмазочной или проникающей гидроизоляции.
• Расчёт точного количества материалов перед их покупкой в торговой точке.

В случае допущения ошибок при замешивании ингредиентов, выборе некачественных материалов или отсутствии какого-либо из обязательных слоёв в пироге стяжки, возможно преждевременное разрушение бетонной конструкции, либо снижение энергоэффективности помещения, что неминуемо влечёт за собой повышенные затраты пользователя при эксплуатации объекта.

Полезное видео

Дополнительная информация по теме статьи в видео:

Заключение

При возведении стяжки вместе со смонтированным внутри тёплым полом, требуется соблюдать все слои пирога конструкции, согласно рабочим чертежам рабочего проекта и указаниям нормативной документации. В случае прокладки трубных коммуникаций в теле бетонной конструкции, потребуется устройство гидроизоляции, прокладки пенополистирольных плит, монтаж армирующей стальной или композитной сетки.

Трубы отопления располагаются над плоскостью арматурного каркаса, а под ними раскладывается фольгированная теплоотражающая мембрана, повышающая энергоэффективность помещения. Толщина стяжки определяется требованиями нормативов, действующих на территории нашей страны, объёмно-планировочными параметрами помещения, диаметром труб и величиной защитных слоёв как со стороны верхней, так и нижней грани.

Перед монтажом стяжки с внутрипольным водяным отоплением, следует заранее обязательно проработать на чертежах узлов полов с указанием всех толщин каждого слоя, что обеспечит максимально корректную эксплуатацию покрытия и позволит избежать теплопотерь вместе с неоправданными расходами.