СХЕМА ОПАЛЕННЯ ‘ТЕПЛА ПІДЛОГА’ В УШП

Утеплена Шведська Плита (УШП) є комплексним фундаментним рішенням, яке поєднує в собі несучу конструкцію, теплоізоляцію та інженерні комунікації, включно з системою ‘тепла підлога’. Основою конструкції є шар ущільненого ґрунту, на який укладається геотекстиль, потім дренажний шар з щебеню фракції 20-40 мм, який є критично важливим для відведення ґрунтових вод та запобігання капілярному підняттю вологи. Наступним шаром є піщана подушка товщиною 150-300 мм, що слугує для вирівнювання поверхні та додаткового захисту від пучіння ґрунтів. Ключовим елементом УШП є горизонтальна теплоізоляція з екструдованого пінополістиролу (XPS) щільністю від 35 кг/м³ та товщиною 200-300 мм, яка укладається безпосередньо під плитою та по її периметру у вигляді L- або U-блоків.

Саме на цей теплоізоляційний шар укладається гідроізоляція (зазвичай, поліетиленова плівка товщиною 200 мкм) та арматурний каркас, що складається з двох сіток. Між цими сітками, або безпосередньо на нижній сітці з фіксацією спеціальними хомутами, розміщуються труби системи ‘тепла підлога’ (PEX, PERT або металопластик) діаметром 16-20 мм. Важливо забезпечити рівномірний крок укладання труб, який зазвичай становить 150-300 мм, залежно від розрахункових теплових втрат приміщення та бажаної температури поверхні підлоги. Перед заливкою бетонної суміші всі комунікації, включаючи каналізаційні та водопровідні труби, повинні бути прокладені та випробувані. Бетонна плита, як правило, має товщину 100-155 мм і виготовляється з бетону класу не нижче В20 (М250), що забезпечує необхідну несучу здатність та теплову інерцію системи. Таким чином, УШП є не просто фундаментом, а багатофункціональною системою, яка формує тепловий акумулятор і забезпечує ефективне опалення. Докладніше про різні види фундаментів можна дізнатися на сторінці види фундаментів.

Ефективність системи ‘тепла підлога’ в УШП безпосередньо залежить від правильності укладання труб та арматурного каркаса. Після монтажу та вирівнювання шарів дренажу, піщаної подушки та основної теплоізоляції XPS, необхідно укласти гідроізоляційний шар. Цей шар, як правило, складається з армованої поліетиленової плівки товщиною не менше 200 мкм, яка повинна бути укладена з напуском не менше 100-150 мм на стіни та мати герметичні стики, проклеєні спеціальною стрічкою. Це забезпечує захист від капілярної вологи та запобігає проникненню бетонного молочка в теплоізоляцію.

Наступний етап — монтаж арматурного каркаса. Зазвичай використовують дві сітки зі сталевої арматури діаметром 8-10 мм з кроком 150×150 або 200×200 мм. Нижня сітка укладається на пластикові фіксатори (стільчики) висотою 20-30 мм, забезпечуючи захисний шар бетону. Труби системи ‘тепла підлога’ кріпляться до верхньої арматурної сітки за допомогою спеціальних пластикових кліпс або хомутів. Важливо забезпечити надійну фіксацію труб, щоб вони не спливали під час заливки бетону. Крок укладання труб розраховується індивідуально для кожної опалювальної зони, враховуючи теплові втрати та призначення приміщення, але зазвичай становить 150-250 мм для житлових кімнат та 100-150 мм для ванних кімнат або приміщень з великими вікнами. Довжина контуру не повинна перевищувати 80-100 метрів для труб діаметром 16 мм, щоб уникнути надмірного гідравлічного опору. Всі труби, що проходять через деформаційні шви (якщо такі передбачені в плиті, наприклад, для великих площ >40 м² або L-подібних форм), повинні бути захищені гофрованою трубкою для компенсації термічних розширень. Після укладання та фіксації труб обов’язково проводиться гідравлічне випробування системи тиском 4-6 бар протягом 24 годин, щоб переконатися у відсутності витоків перед заливкою бетону. Це забезпечує структурну цілісність та надійність всієї системи.

Забезпечення оптимального вологісного режиму УШП є критично важливим для довговічності як самого фундаменту, так і інтегрованої в нього системи опалення ‘тепла підлога’. Незважаючи на переваги УШП, ризик підвищеної вологості може виникнути через капілярний підйом ґрунтових вод, неправильний дренаж або недостатню гідроізоляцію. Проєктування дренажної системи починається з аналізу ґрунтових умов ділянки. Для регіонів України з високим рівнем ґрунтових вод (ВГВ) або глинистими ґрунтами, які схильні до пучіння, обов’язковим є створення ефективного кільцевого дренажу навколо фундаменту. Це включає укладання перфорованих дренажних труб у траншеї, заповнені щебенем, з ухилом до дренажного колодязя або поглинального поля.

Безпосередньо під плитою УШП шар щебеню, який є частиною підготовчої подушки, також виконує дренажну функцію, перешкоджаючи підйому капілярної вологи. Поверх щебеню укладається пісок, який ущільнюється до коефіцієнта ущільнення не менше 0.98. Гідроізоляція є наступним бар’єром. Як вже згадувалось, поліетиленова плівка товщиною 200 мкм з проклеєними швами та напуском на стіни забезпечує захист від вологи знизу. Однак, не менш важливою є також пароізоляція, яка укладається зверху утеплювача (XPS) перед монтажем арматури та труб опалення. Це запобігає проникненню водяної пари з бетонної плити в утеплювач, що може знизити його теплоізоляційні властивості. Дотримання ДБН В.2.6-14-97 ‘Захист конструкцій, будівель і споруд від корозії’ та ДБН В.2.6-31:2021 ‘Теплова ізоляція будівель’ є запорукою правильного проєктування та реалізації всіх вологозахисних заходів.

Процес монтажу та заливки бетону для УШП з інтегрованою теплою підлогою вимагає суворої послідовності та контролю на кожному етапі. Після завершення підготовчих земляних робіт, укладання дренажної та піщаної подушки, а також теплоізоляції з XPS, настає ключовий етап. Спершу периметр плити УШП обкладається L- або U-подібними елементами з XPS, які слугують як незнімна опалубка та додаткова теплоізоляція. Поверх основного шару XPS укладається гідроізоляційна плівка з ретельним проклеюванням стиків та напуском на бічні елементи. Цей шар забезпечує герметичність та захист від капілярної вологи.

Далі монтується арматурний каркас, що складається з двох сіток. До верхньої сітки за допомогою пластикових фіксаторів та хомутів кріпляться труби системи ‘тепла підлога’ згідно з проєктною схемою укладання. Важливо забезпечити правильний крок між трубами (зазвичай 150-300 мм) та відстань від країв плити. Перед заливкою бетону обов’язково проводяться гідравлічні випробування системи опалення під тиском 4-6 бар протягом 24 годин. Тиск підтримується і під час заливки бетону, щоб труби зберігали свою форму. Заливка бетону марки не нижче В20 (М250) здійснюється за один прийом для забезпечення монолітності плити. Товщина плити зазвичай становить 100-155 мм. Бетон повинен бути належним чином ущільнений (віброрейкою або глибинним вібратором) для видалення повітряних бульбашок та забезпечення максимальної щільності. Після заливки необхідно провести шліфування поверхні, а потім забезпечити належний догляд за бетоном протягом 7-28 днів, включаючи зволоження та захист від швидкого висихання та прямих сонячних променів, що запобігає утворенню тріщин. Цей процес гарантує формування міцної та функціональної основи, як і при використанні інших технологій будівництва, про які можна дізнатися, наприклад, на сторінці будівельна компанія KOLEO.

Оптимізація системи опалення ‘тепла підлога’ в УШП для кліматичних умов України вимагає врахування як загальноєвропейських стандартів, так і національних будівельних норм. Згідно з ДБН В.2.6-31:2021 ‘Теплова ізоляція будівель’, мінімальне значення термічного опору R для підлог по ґрунту в житлових будинках становить не менше 3.5 м²·К/Вт. Для УШП, завдяки товстому шару XPS (200-300 мм), це значення легко досягається, забезпечуючи коефіцієнт теплопередачі U нижче 0.15 Вт/(м²·К), що відповідає стандартам для будівель з майже нульовим споживанням енергії (ZEB – Zero Energy Building). Український клімат характеризується значними перепадами температур та тривалим опалювальним періодом, що робить низькотемпературні системи опалення, такі як тепла підлога, особливо ефективними. Вони ідеально працюють у парі з тепловими насосами (повітря-вода, ґрунт-вода) або конденсаційними газовими котлами, забезпечуючи високий коефіцієнт ефективності (COP).

Для забезпечення оптимального комфорту та мінімізації енергоспоживання необхідно ретельно проєктувати схему укладання труб. Крок укладання труб (100-300 мм) повинен бути адаптований до розрахункових тепловтрат кожного приміщення, а також до температурного режиму теплоносія (зазвичай 30-45°C). Для України, де розрахункова температура зовнішнього повітря в найхолоднішу п’ятиденку може сягати -22°C, важливим є достатній запас потужності системи. Рекомендується використовувати автоматику, яка дозволяє незалежно регулювати температуру в різних зонах (кімнатах) для максимального комфорту та енергозбереження. Також варто враховувати, що температура поверхні підлоги не повинна перевищувати 29°C в житлових зонах та 33°C у ванних кімнатах, згідно з санітарними нормами. Урахування всіх цих аспектів на етапі проєктування та монтажу гарантує максимальну ефективність та комфорт при експлуатації УШП з теплою підлогою в українських умовах.

Недотримання технології при інтеграції системи ‘тепла підлога’ в УШП може призвести до значних проблем, починаючи від зниження ефективності опалення до руйнування самої конструкції. Одна з найпоширеніших помилок — неправильний розрахунок теплових втрат та, як наслідок, невірно обраний крок укладання труб. Це може спричинити нерівномірний обігрів приміщень, так звані ‘холодні зони’, або навпаки — перегрів. Вирішення: обов’язкове проведення теплотехнічного розрахунку згідно з ДБН В.2.6-31:2021, що враховує площу скління, орієнтацію за сторонами світу та теплоізоляційні характеристики огороджувальних конструкцій.

Інша критична помилка — ігнорування температурних (деформаційних) швів у бетонній плиті. Для великих площ (понад 40 м²) або при L-подібній формі фундаменту, відсутність таких швів може призвести до розтріскування бетону під дією термічних розширень. Рекомендація: створювати температурні шви, прорізаючи їх через всю товщу плити аж до теплоізоляції XPS, та захищати труби, що проходять крізь них, гофрованими трубками. Не менш небезпечним є недостатнє ущільнення бетону під час заливки, що призводить до утворення пустот, зниження міцності плити та потенційного пошкодження труб. Вирішення: використання глибинних вібраторів та віброрейок. Також часто забувають про гідравлічне балансування контурів, що викликає нерівномірний розподіл теплоносія. Важливою є також якість матеріалів: використання дешевих труб сумнівного походження може призвести до протікань та складного ремонту. Варто обирати сертифіковані труби PEX або PERT від перевірених виробників із гарантійним терміном не менше 10 років. Ігнорування гідравлічних випробувань системи до заливки бетону є фатальною помилкою; будь-які протікання після затвердіння бетону вимагатимуть значних фінансових та часових витрат на їх усунення. Завжди слід пам’ятати про важливість використання якісних матеріалів, таких як бетон відповідної марки, та дотримання всіх етапів монтажу.

Ефективна схема опалення ‘тепла підлога’ в УШП вимагає не лише правильного монтажу, але й оптимального вибору обладнання та його інтеграції в загальні інженерні системи будинку. Ключовим елементом є джерело тепла. Для низькотемпературних систем, таких як ‘тепла підлога’, ідеальним варіантом є теплові насоси (особливо повітря-вода або ґрунт-вода), які працюють з високим коефіцієнтом перетворення енергії (COP) навіть при низьких температурах теплоносія (30-45°C). Конденсаційні газові котли також демонструють високу ефективність у такому режимі. Вибір джерела тепла повинен базуватися на теплотехнічному розрахунку будівлі, доступності енергоносіїв та економічній доцільності. Наприклад, для будинку площею 150-200 м² з високим рівнем теплоізоляції, може бути достатньо теплового насоса потужністю 8-12 кВт.

Важливою складовою є колекторно-розподільний вузол. Він включає колектори для подачі та зворотного потоку теплоносія, витратоміри для балансування кожного контуру, термостатичні клапани або сервоприводи, а також циркуляційний насос. Застосування автоматизованих систем управління дозволяє точно регулювати температуру в кожній зоні будинку, оптимізуючи енергоспоживання. Такі системи можуть бути інтегровані в загальну систему ‘розумного будинку’, забезпечуючи віддалене управління та моніторинг. Всі ці елементи повинні бути професійно спроєктовані та змонтовані, щоб забезпечити безперебійну та економічну роботу. Для отримання детальної інформації про інші інженерні рішення, відвідайте сторінку інженерні системи.

Реалізація схеми опалення ‘тепла підлога’ в УШП — це послідовний процес, що вимагає уваги до деталей. Цей гайд допоможе українським забудовникам зорієнтуватися в ключових етапах, забезпечуючи якісний результат.

1. Підготовка основи: Після завершення земляних робіт і ущільнення ґрунту, необхідно сформувати подушку з ущільненого щебеню (20-40 мм) та піску (150-300 мм), кожен шар ущільнюється до коефіцієнта не менше 0.98. На пісок укладається вирівнювальний шар з піску до 50 мм, що ретельно трамбується та вирівнюється. Це фундамент для подальших шарів.
2. Укладання теплоізоляції: Монтаж екструдованого пінополістиролу (XPS) щільністю 35-45 кг/м³ та товщиною 200-300 мм. Плити укладаються врозбіг, щільно прилягаючи одна до одної, щоб уникнути містків холоду. По периметру плити встановлюються L- або U-подібні елементи з XPS, які слугують опалубкою та додатковою ізоляцією.
3. Гідро- та пароізоляція: Поверх XPS укладається поліетиленова плівка товщиною 200 мкм, всі стики якої ретельно проклеюються скотчем. Краї плівки заводяться на вертикальні елементи утеплення, забезпечуючи захист від капілярної вологи та запобігаючи проникненню цементного молочка.
4. Монтаж арматурного каркаса: Встановлення двох шарів арматурної сітки (арматура А500С Ø8-10 мм з кроком 150×150 або 200×200 мм) на пластикові фіксатори. Це забезпечує міцність бетонної плити та місце для кріплення труб.
5. Укладання труб ‘теплої підлоги’: Труби PEX або PERT (Ø16-20 мм) кріпляться до верхньої арматурної сітки згідно з проєктом. Крок укладання варіюється від 100 до 300 мм. Всі труби, що проходять через деформаційні шви, захищаються гофрою. Обов’язково підключаються до колектора.
6. Гідравлічні випробування: Після укладання труб система заповнюється водою та випробується під тиском 4-6 бар протягом мінімум 24 годин. Тиск підтримується під час заливки бетону.
7. Заливка бетону: Використання бетону марки В20 (М250) або вище. Заливка здійснюється за один раз, рівномірно розподіляючи суміш по всій площі. Бетон ущільнюється глибинними вібраторами або віброрейками. Товщина плити 100-155 мм.
8. Догляд за бетоном: Протягом 7-28 днів після заливки необхідно забезпечити належний догляд: зволоження поверхні, накриття плівкою для запобігання швидкому висиханню та захист від прямих сонячних променів і протягів. Це мінімізує ризик утворення тріщин та гарантує оптимальний набір міцності бетоном.

Дотримання цих кроків забезпечить довговічність та високу ефективність вашої системи опалення.