Как сделать углеволокно? Советы в отношении целесообразности применения материала.

Огород-365

  • Главная
  • КАЛЕНДАРЬ ДАЧНИКА
  • _КАЛЕНДАРИ
  • ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ДЕЛА
  • _ПОСАДКА И ПОСАДОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
  • _
  • _
  • _ПОЛЕЗНЫЕ РЕЦЕПТЫ
  • _ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
  • _МЕРОПРИЯТИЯ И СОБЫТИЯ
  • _
  • _БОЛЕЗНИ И ВРЕДИТЕЛИ
  • _
  • _ДАЧНЫЙ ДИЗАЙН
  • _ЛАНДШАФТНЫЙ ДИЗАЙН
  • _
  • _
  • _
  • _СТРОИТЕЛЬСТВО ДОМА
  • __Фундамент
  • ЦВЕТЫ И РАСТЕНИЯ
  • _ЦВЕТОЧНЫЕ
  • _
  • _
  • _
  • САД И ОГОРОД
  • _ЯГОДЫ
  • _ТЫКВЕННЫЕ
  • _ТОМАТ
  • _ПРЯНЫЕ
  • _ПАСЛЁНОВЫЕ
  • _ОВОЩИ
  • _ЛУКОВИЧНЫЕ
  • _
  • _ЛИСТОВЫЕ
  • _КОРНЕПЛОДЫ
  • _КЛУБНЕПЛОДЫ
  • _КАПУСТНЫЕ
  • _ЗЛАКОВЫЕ
  • _
  • _ДЕРЕВЬЯ И КУСТАРНИКИ
  • _
  • _ВИШНЯ И ЧЕРЕШНЯ
  • _БОБОВЫЕ
  • Mega Menu

Знать все об углеволокне очень важно для каждого современного человека. Понимая технологию производства карбона в России, плотность и иные характеристики углеткани, проще будет разобраться со сферой его применения и сделать правильный выбор. Кроме того, следует выяснить все про шпатлевку и теплый пол с углеродным волокном, про иностранных производителей этого товара и про различные области применения.

Особенности

Названия углеволокно и карбон, а в ряде источников еще и углеродное волокно встречаются очень часто. Но представление о действительных характеристиках этих материалов и возможностях их использования у многих людей достаточно разное. С технической точки зрения, этот материал собран из нитей сечением не менее 5 и не более 15 мкм. Почти весь состав приходится на долю углеродных атомов — отсюда и название. Сами эти атомы сгруппированы в четкие кристаллы, которые образуют параллельные линии.

Подобное исполнение обеспечивает очень большую устойчивость к растягивающему усилию. Волокно из углерода нельзя считать совершенно новым изобретением. Первые образцы похожего материала получал и использовал еще Эдисон. Позднее, в середине ХХ века углеволокно пережило ренессанс — и с этого момента его использование неуклонно возрастает.

Углеродное волокно сейчас делают из довольно разного сырья — и потому его свойства могут сильно варьироваться.

Состав и физические свойства

Важнейшей из характеристик углеволокна остается его исключительная тепловая стойкость. Даже если вещество прогрето до 1600 — 2000 градусов, то при отсутствии кислорода в окружающей среде его параметры не поменяются. Плотность этого материала, наряду с обычной, бывает и линейной (измеряется в так называемых тексах). При линейной плотности 600 tex масса 1 км полотна будет составлять 600 г. Критически важное значение во многих случаях имеет и модуль упругости материала, или, как говорят иначе, модуль Юнга.

У высокопрочного волокна этот показатель составляет от 200 до 250 ГПа. Высокомодульное углеволокно, сделанное на базе ПАН, имеет модуль упругости примерно 400 ГПа. У жидкокристаллических решений этот параметр может варьироваться от 400 до 700 ГПа. Модуль упругости вычисляют, отталкиваясь от оценки его величины при растягивании отдельных графитовых кристаллов. Ориентировку атомных плоскостей устанавливают с использованием рентгеноструктурного анализа.

По умолчанию поверхностное натяжение составляет 0,86 Н/м. При обработке материала для получения металлокомпозитного волокна этот показатель вырастает до 1,0 Н/м. Определять соответствующий параметр помогает измерение по способу капиллярного подъема. Температура плавления волокон на базе нефтяных пеков равна 200 градусам. Прядение происходит примерно при 250 градусах; температура плавления других видов волокон прямо зависит от их состава.

Максимальная ширина углеродных полотен зависит от технологических требований и нюансов. У многих производителей она составляет 100 или 125 см. Что касается осевой прочности, то она будет равна:

  • у высокопрочных изделий на базе ПАН от 3000 до 3500 МПа;
  • у волокон со значительным удлинением строго 4500 МПа;
  • у высокомодульного материала от 2000 до 4500 МПа.

Теоретические расчеты устойчивости кристалла при растягивающем усилии в сторону атомной плоскости решетки дают оценочную величину 180 ГПа. Ожидаемый предельный практический показатель равен 100 ГПа. Но в экспериментах пока не подтверждено наличие уровня более 20 ГПа. Реальная прочность углеволокна лимитируется его механическими дефектами и нюансами производственного процесса. Установленная в исследованиях на практике прочность к растяжению участка длиной 1/10 мм составит от 9 до 10 ГПа.

Отдельного внимания заслуживает карбоновое волокно T30. Этот материал применяется в основном в получении удилищ. Такое решение отличается легкостью и отличным балансом. Индекс Т30 обозначает модуль упругости 30 тонн.

Более сложные производственные процессы позволяют получить изделие уровня Т35 и так далее.

Технология производства

Получить углеродное волокно можно из самых разных типов полимеров. Режим обработки определяет две основные разновидности таких материалов — карбонизированный и графитизированный типы. Важное различие существует между волокном, получаемым из ПАН и из различных видов пека. Качественные волокна углерода, как высокопрочной, так и высокомодульной категории, могут иметь несходный уровень твердости и модуль упругости. Принято относить их к разным маркам.

Волокна делают в формате нити либо жгута. Их образует от 1000 до 10000 непрерывных элементарных волокон. Ткани из этих волокон также можно выработать, как и жгуты (в этом случае число элементарных волокон еще больше). Исходным сырьем выступают волокна не только простых, но и жидкокристаллических пеков, а также полиакрилонитрила. Процесс получения подразумевает сначала выработку исходных волокон, а затем их прогревают в воздухе при 200 — 300 градусах.

В случае с ПАН такой процесс получил название предварительной обработки или повышения огневой стойкости. Пек после подобной процедуры получает такое важное свойство, как неплавкость. Частично волокна окисляются. Режим дальнейшего прогрева определяет, будут ли они относиться к карбонизированной или графитизированной группе. Окончание работы подразумевает придание поверхности необходимых свойств, после чего ее аппретируют либо шлихтуют.

Окисление в воздушной атмосфере повышает огневую стойкость не только в результате окисления. Свой вклад вносят не только частичное дегидрирование, но и межмолекулярное сшивание и иные процессы. Дополнительно уменьшается подверженность материала плавлению и улетучивание углеродных атомов. Карбонизация (в высокотемпературной фазе) сопровождается газификацией и уходом всех посторонних атомов.

Прогретые до 200 — 300 градусов в присутствии воздуха волокна ПАН чернеют.

Последующая их карбонизация проводится в окружении азота при 1000 — 1500 градусах. Оптимальный уровень прогрева, по мнению ряда технологов, составляет 1200 — 1400 градусов. Высокомодульное волокно придется прогревать примерно до 2500 градусов. На предварительном этапе ПАН получает лестничную микроструктуру. За ее возникновение «отвечает» конденсация на внутри молекулярном уровне, сопровождающаяся возникновением полициклического ароматического вещества.

Читайте также:
Материал для потолка для кухни: гипсокартон, панели, плитка

Чем больше возрастает температура, тем больше будет и структура циклического типа. После окончания термообработки по технологии размещение молекул либо ароматических фрагментов таково, что главные оси будут параллельны волоконной оси. Натяжение позволяет избежать падения степени ориентации. Особенности разложения ПАН при термообработке определяются концентрацией привитых мономеров. Каждый тип таких волокон определяет изначальные условия обработки.

Жидкокристаллический нефтяной пек требуется долгое время держать при температуре от 350 до 400 градусов. Такой режим приведет к конденсации полициклических молекул. Их масса повышается, и постепенно происходит слипание (с образованием сферолитов). Если нагрев не останавливается, сферолиты растут, молекулярная масса увеличивается, и итогом становится формирование неразрывной жидкокристаллической фазы. Кристаллы изредка растворимы в хинолине, но обычно как в нем, так и в пиридине они не растворяются (это зависит от нюансов технологии).

Волокна, полученные из жидкокристаллического пека с 55 — 65% жидких кристаллов, текут пластически. Прядение ведут при 350 — 400 градусах. Высокоориентированную структуру формируют первоначальным нагревом в воздушной атмосфере при 200 — 350 градусов и последующим выдерживанием в инертной среде. Волокна марки Thornel P-55 приходится прогревать до 2000 градусов, чем выше модуль упругости, тем выше должна быть температура.

Научные и инженерные работы в последнее время обращают все больше внимания на технологию с применением гидрирования. Первоначальная выработка волокон часто производится гидрированием смеси каменноугольного пека и нафталовой смолы. При этом должен присутствовать тетрагидрохинолин. Температура обработки составляет 380 — 500 градусов. Твердые примеси можно удалить за счет фильтрации и прогонки через центрифугу; после этого сгущают пеки при повышенной температуре. Для производства карбона приходится применять (в зависимости от технологии) довольно разнообразное оборудование:

  • слои, распределяющие вакуум;
  • насосы;
  • герметизирующие жгуты;
  • рабочие столы;
  • ловушки;
  • проводящие сетки;
  • вакуумные пленки;
  • препреги;
  • автоклавы.

Обзор рынка

На мировом рынке лидируют такие производители углеродного волокна:

  • «Торнел», «Фортафил» и «Целион» (Соединенные Штаты);
  • «Графил» и «Модмор» (Англия);
  • «Куреха-Лон» и «Торейка» (Япония);
  • Cytec Industries;
  • Hexcel;
  • SGL Group;
  • Toray Industries;
  • Zoltek;
  • Mitsubishi Rayon.

На сегодняшний день карбон производят в России:

  • Челябинский завод углеродных и композиционных материалов;
  • «Балаково Карбон Продакшн»;
  • НПК «Химпроминжиниринг»;
  • Саратовское предприятие «СНВ».

Изделия и сферы применения

Углеродное волокно применяют, чтобы получать композитную арматуру. Также распространено его использование для получения:

  • двунаправленных тканей;
  • тканей дизайнерской категории;
  • биаксиальной и квадроаксиальной ткани;
  • нетканого полотна;
  • однонаправленной ленты;
  • препрегов;
  • наружного армирования;
  • фибры;
  • жгутов.

Достаточно серьезной инновацией сейчас является инфракрасный теплый пол. В этом случае материал применяют как замену традиционного металлического провода. Он может выделить в 3 раза больше тепла, вдобавок расход электроэнергии сокращается примерно на 50%. Любители моделирования сложной техники часто применяют карбоновые трубы, получаемые путем намотки. Эти изделия востребованы также производителями автомобилей и иной техники. Углеволокно часто применяют, к примеру, для ручного тормоза. Также на основе этого материала получают:

  • детали для авиационных моделей;
  • целиковые капоты;
  • велосипеды;
  • части для тюнинга автомобилей и мотоциклов.

Панели из углеткани на 18% жестче алюминия и на 14% больше, чем у конструкционной стали. Рукава на базе этого материала нужны, чтобы получать трубы и трубки изменяемого сечения, спиральные изделия различного профиля. Их применяют также для производства и для ремонта клюшек. Стоит еще указать на его использование при выпуске особо прочных чехлов для смартфонов и иных гаджетов. Такие изделия обычно имеют премиальный характер и имеют повышенные декоративные качества.

Что касается дисперсного порошка графитового типа, то он нужен:

  • при получении электропроводящих покрытий;
  • при выпуске клея различных типов;
  • при усилении пресс-форм и некоторых иных деталей.

Шпатлевка с углеволокном по целому ряду параметров лучше традиционной шпаклевки. Подобное сочетание ценится многими специалистами за пластичность, механическую крепость. Состав подходит для прикрытия глубоких дефектов. Стержни или прутки из карбона прочны, легки и служат долго. Такой материал нужен для:

  • авиации;
  • ракетной отрасли;
  • выпуска спортивного инвентаря.

При помощи пиролиза солей карбоновых кислот можно получать кетоны и альдегиды. Отличные тепловые качества углеволокна позволяют использовать его в обогревателях и электро-грелках. Такие нагреватели:

  • экономичны;
  • надежны;
  • отличаются внушительным КПД;
  • не распространяют опасные излучения;
  • сравнительно компактны;
  • отлично автоматизированы;
  • эксплуатируются без лишних проблем;
  • не распространяют посторонних шумов.

Углерод-углеродные композиты используют при выпуске:

  • подставок под тигли;
  • конических деталей для вакуумных плавильных печей;
  • трубчатых деталей для них же.

Из дополнительных сфер применения можно назвать:

  • самодельные ножи;
  • использование для лепесткового клапана на двигателях;
  • использование в строительстве.

Современные строители давно применяют этот материал не только для наружного армирования. Он нужен еще для упрочнения каменных домов и бассейнов. Оклеечный армирующий слой восстанавливает качества опор и балок в мостах. Также его используют при создании септиков и обрамлении естественных, искусственных водоемов, при работе с кессоном и силосной ямой.

Еще можно отремонтировать рукояти инструментов, починить трубы, исправить ножки мебели, шланги, ручки, корпуса техники, подоконники и окна ПВХ.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация о производстве углеродного волокна.

Как и где выплавляют углеродное волокно для деталей автомобиля?

Как делают углеродное волокно, почему оно дорогое, и как сделать дешевле

Углеродное волокно (УВ) – сверхлегкий и прочный материал из которого выплавляют детали автомобилей, самолетов. В Boeing 787 Dreamliner 35 тонн деталей из углеродного волокна. Углеродное волокно теплостойкое – выдерживает 1600–2000 °С. Применяется на заводах, фабриках, в промышленности, исследовательских лабораториях в качестве защитных термостойких экранов или в тканях термокостюмов. Из – за высокой прочности и легкости работы с материалом, им усиливают строительные конструкции, увеличивая несущую способность здания. В потребительских товарах углеродное волокно применяют в кроссовках, рамах велосипедов, теннисных ракетках, клюшках для гольфа, удочках. Богатые люди меблируют туалетные и ванные комнаты унитазами из углеродного волокна за 300 $ и ванными ценой 72 тыс. $.
В серийные автомобили углеволокно попало из автоспорта. В автоспорте, где важен вес автомобиля, детали из легкого углепластика, начали применяться еще 40 лет назад. Вначале углепластик стал появляться в дорогих премиальных моделях McLaren, Corvette, Viper, но с удешевлением появился и в электромобилях, где важен вес машины.
Минус углеволокна в его цене. Цена углеволокна 20 $ за 1 кг (в сочетании с эпоксидной смолой). В сравнении с ценой за рулонную сталь – 1,62 $, углеволокно проигрывает.

Читайте также:
Кованые подставки для цветов: виды, дизайн и советы по выбору

Схема формирования цены за углеродное волокно

Как углеволокно делают дешевле

Для снижения производственных издержек автокомпании вступают в сотрудничество с производителями углеволокна:

  • Audi и Voith;
  • Daimler и Toray Industries;
  • Ford и Dow Chemical;
  • GM и Teijin;
  • Lamborghini, Gallaway Golf и Quantum Composites;
  • BMW, Toyota, Volkswagen и немецкая компания SGL Group.

В сентябре 2011 года BMW и SGL построили завод за 100 млн. $ в г. Мозес Лейк, штат Вашингтон, для производства углеродного волокна для автомобилей BMW. Цель BMW была в снижении себестоимости материала, который ранее приходилось покупать в сторонних организациях. В феврале 2011 года VW вторглась в союз BMW и SGL, выкупив 8 % акций компании SGL. В 2012 году Toyota и BMW заключили сделку о том, что их автомобили будут делить одну технологию сверхлегкого кузова авто. В 2015 году BMW и SGL расширили завод в г. Мозес Лейк, понимая, что конкуренции на рынке практически нет.
Стратегия завода в г. МозесЛейк называется вертикальной интеграцией. До BMW и SGL ее уже применял Эндрю Карнеги выплавляя дешевую сталь, и Генри Форд, для строительства доступной модели Ford Model A. Комплекс автомобильного завода Ford River Rouge собирал автомобили из стали, железа, стекла, шин и пластика выплавленных в детали на одной территории.
BMW взял управление выплавкой углеродного волокна в свои руки, устранив посредников, упростив логистику и другие издержки. На заводе BMW выплавляет детали для электрических моделей i3 и i8.
Высокая цена за 1 кг углепластика большей частью связанна с электроэнергией, необходимой для превращения нитей полиакрилонитриловой основы (C3H3N) в цепочку атомов углерода, связанных в кристаллической структуре.
Ветровые турбины и солнечные батареи несомненно снизят цену электроэнергии, но слишком зависят от погоды, чтобы постоянно поддерживать напряжение на заводе-производителе. А вот гидроэнергетика надежна и доступна. Поэтому то BMW и SGL построили завод в штате Вашингтоне. ГЭС на плотине Ванапум, расположенная на реке Колумбия в 65 км от Мозес Лейк, обеспечивает фабрику BMW-SGL электроэнергией стоимостью 2,8 цента за кВт, что на 60 % дешевле, чем средняя по США цена на электричество для промышленных предприятий.

Как выплавляют углеволокно

Другое совместное предприятие – союз между SGL и Mitsubishi Rayon Company – производит полиакрилонитрил в Отаке, Япония. Из полиарилонитрила делают волокна – сырье для углеволокна. Полиакрилонитрил из Отаки доставляют в Мозес Лейк. Там его нагревают при температуре 200 – 300 ℃. В ходе нагревания цвет материала постепенно изменяется от белого до желтого золота, затем медного и, наконец, коричневого цвета, когда из полиакрилонитрила вытесняются атомы водорода и азота. Затем волокна проходят через печь карбонизации лишенной кислорода, температура в которой достигает 1500 – 3100 ℃. Здесь цвет меняется на густо-черный, и образуются аккуратно выровненные кристаллы углерода.

Последующий процесс окисления разъедает поверхность волокон для улучшения связи между углеволокном и смольными материалами, которые будут удерживать тканые волокна на месте. На заключительной стадии производства, автомобильное углеродное волокно покрывается эпоксидной смолой. Затем пятьдесят тысяч прядей вместе наматываются на бобины и создают пряжу, которая называется «бечевка». Намотанным на бобины изготовленное углеродное волокно будет доставлено в Германию. Там, на заводе BMW в Вакерсдорфе бечевка из Мозес Лейк превращается в полотно из углеродного волокна, которое поставляется в Ландсхуд, где плетутся отдельные панели для электрических автомобилей i3 и i8. Обрамление кузова деталями из углеродного волокна проходит в Лейпциге, Германия.

Другие методики выплавки деталей из композитного материала

По себестоимости углеродное волокно BMW и SGL на 1/3 выходит дешевле, чем если бы компания покупала у конкурирующих поставщиков. Другие производители тоже добились успехов в сложных процессах литья композитного материала. Lamborghini и McLaren, для выплавки своих монококов, сейчас перешли на прессование смолы – вместо трудоемкого ручного наслаивания и занимающей много времени процедуры автоклавного затвердевания. Готовая ткань из углеродного волокна, эпоксидная пена и алюминиевые вставки загружаются в открытый, состоящий из нескольких частей формокомплект. Затем формокомплект закрывается, в него вводится точное количество эпоксидной смолы, и необходимая панель затвердевает в течение нескольких минут.
В сотрудничестве с Gallaway Golf, Lamborghini разработал еще одну альтернативу автоклавному прессованию, которая называется ковка композитов. Углеродное волокно и эпоксидная смола сжимаются и вводятся внутрь металлической матрицы, в результате получается легкий материал с низкой пористостью.
Plasan Carbon Composites поставляющая детали из углеродного волокна для Chevrolet Corvette, Viper, Cobra, оптимизировала автоклавный метод. Многоразовый силиконовый навес заменяет плавящиеся пластиковые листы. Никель-картонные матрицы быстро нагреваются и остывают за счет циркуляции масла, что сокращает общее время цикла до 17 минут на одну панель. Новый завод компании Plasan в г. Волкер, штат Мичиган, выплавляет углеродное волокно, которого хватает на 40 тысяч автомобилей в год. Этого достаточно, чтобы поддерживать производство Corvette с интенсивным использованием углеродного волокна, захватив также и Chevrolet Volt.
Национальная лаборатория Oak Ridge, США, установила, что сокращение веса автомобиля на 10 % сокращает расход топлива на 7 %. Т.е. когда углеродное волокно станет дешевле, его станут чаще применять в трех классах автомобилей:
• спортивные;
• гибриды и электромобили, обремененные тяжелыми и дорогими аккумуляторами;
• тяжелые, мощные внедорожники.
Есть и другие способы снижения веса автомобиля, об этом здесь.

Читайте также:
Клей для бумаги: свойства, как выбрать подходящий состав

Способы получения и свойства углеродного волокна

Прошло почти полтора века с того момента, как изобретательный американец Томас Эдисон запатентовал использование углеродных волокон в качестве нитей накаливания в электрических лампах. Сейчас углеволокно стало символом инноваций, совершенства и нового времени. Его применяют во всех технологичных областях – военная промышленность, ракетостроение, авиация, строительство, спорт, медицина. Но изделия из углеродного волокна все чаще можно обнаружить у себя дома! В свободной продаже есть карбоновые удочки, инструменты, одежда, чехлы для смартфонов, ноутбуки, бейсбольные биты, даже карбоновые украшения. Какова же причина растущего признания? Все это лидеры в своей области, авангард современных технологий. И у каждого из нас теперь есть возможность приобрести углеволокно – материал будущего!

Свойства углеродного волокна

Давайте разбираться, что же собой представляет столь многообещающее углеродное волокно. Это материал, состоящий из тончайших нитей диаметром от трех микрон, состоящих практически на сто процентов из атомов углерода. Атомы углерода в нем объединены в кристаллы, выровненные параллельно друг другу, словно стойкие легионеры в когорте. Такое расположение кристаллов наделяет углеволокно уникальным набором технических характеристик и эксплуатационных свойств:

  1. Великолепная механическая прочность при малом весе.
  2. Повышенная сопротивляемость высоким температурам.
  3. Отличная коррозионная стойкость в агрессивных средах.
  4. Хорошие теплоизоляционные свойства.
  5. Химическая инертность при неплохих адсорбирующих свойствах.

Столь уникальная совокупность всех этих достоинств сверхлегкого углеволокна объясняет его ценность и незаменимость во многих отраслях промышленности. Композитные материалы на основе углеродных наполнителей являются идеальным материалом для работы в экстремальных условиях. И уже теснят привычную сталь, уступающую в несколько раз в прочности и жесткости при равенстве массы. Снижение веса деталей и конструкций позволяет существенно экономить топливо, а также сокращает вредные выбросы в атмосферу.

Способы получения углеродного волокна

Углеродное волокно – чудесный полимер, он прочнее стали, но гораздо легче. Как же его получают? Обработкой природных или специальных химических волокон очень высокой температурой, в результате которой в материале остается преимущественно углерод. В качестве органических источников выступают полиакрилонитрильные (ПАН) и вискозные волокна, химических – фенольные смолы, лигнин, каменноугольные и нефтяные пеки.

Рассмотрим процесс термической обработки полиакрилонитрила, состоящий из нескольких этапов:

  1. Окисление. В течение суток нагреваем при температуре 250˚ С – это заставляет углерод C и азот N образовывать циклические соединения в виде колец:

  1. Карбонизация. Температуру повышаем до 700-1500 ˚ , водород H 2 испаряется. Получаем ряды склеенных колец, которые затем соединяются друг с другом.

  1. Графитизация. Увеличиваем нагрев до 1300-3000˚C, что приводит к слиянию вновь образованных лент между собой и удалению азота N 2 :

В результате термической обработки мы получим почти чистый углерод в форме графита. Такое вещество и будет называться углеродным волокном. Из этих волокон затем делают нити, которые могут сплетаться в специальную ткань – универсальную углеродную ленту FibArm Tape с весьма широким спектром применения.

Широкое распространение получили углепластики – это композитные материалы, в которых смола удерживает нити углеволокна в требуемом положении, придавая форму и необходимые характеристики пластику. В роли смолы чаще всего используют эпоксидные составы, такие как двухкомпонентная эпоксидная смесь FibArm Resin HT+.

Углеродные волокна сегодня все чаще используются при строительстве, укреплении и сейсмоусиления конструкций, выполненных из:

  1. Металлов.
  2. Камня.
  3. Дерева.
  4. Железобетона.

Усиление строительных конструкций углеволокном увеличит несущую способность без изменения структуры объекта. Все необходимые композитные материалы можно приобрести на нашем сайте FibArm, где представлены линейки следующей продукции:

  1. Углеродные ленты и сетки.
  2. Саржа.
  3. Ламель.
  4. Анкерные жгуты.
  5. Эпоксидный клей.
  6. Ремонтные составы.

Электрический теплый пол в стяжку

Автор: Admin · Опубликовано 11.01.2020 · Обновлено 01.03.2021

Как установить электрический теплый пол в стяжку

Керамическая плитка в качестве облицовки в ванной и на кухне – холодная, скользкая при намокании. По ней некомфортно ходить зимой. Решение проблемы — укладка под плитку электрического пола с подогревом. Конструкция состоит из нескольких слоев, самый верхний из которых для повышения прочности — теплоизоляционный. Один из вариантов укладки системы нагрева — в стяжку, подходящий для монтажа в частные дома и квартиры, где установка выполняется с нуля. Стяжка не будет утяжелять черновое основание пола и послужит защитой от попадания влаги на электро-систему.

Электрический теплый пол в стяжку — расчет и установка

Подготовительные работы

Укладывать электрический теплый пол систему своими руками сложно. Допущенные ошибки, нарушение правил технологии могут привести к неправильному функционированию и даже созданию опасной ситуации. Если же выполнять работы аккуратно и поэтапно, то можно произвести технологию монтажа системы под плитку и без привлечения специалистов.

Начальные работы, обязательно проводимые перед укладкой электрического теплого пола под плитку:

  1. Выравнивание поверхности пола. Неровное черновое основание — частое явление в многоквартирных домах. Сначала снимается старое покрытие, заделываются щели, трещины, нестабильные и рыхлые участки. Если основа пола сильно деформирована, то не обойтись без бетонной стяжки старого покрытия. Да и нельзя во избежание быстрого выхода из строя монтировать систему обогрева на неровный пол под керамику.
  2. Вычисление степени утепления базового основания, чтобы электроэнергия не уходила на обогрев ненужных участков пола или плит перекрытия используется теплоизоляция. Если будут постоянно расходоваться лишние киловатты, то хозяева могут попросту разориться. Конечно, при укладке теплого пола на первых этажах или частных домах, под которыми расположены холодные неотапливаемые подвалы сначала прокладывать слой теплоизоляции. Затем стелить электро-систему на 70-80% пола с учетом общей площади.
  3. Наличие линии электропитания поблизости. Проверить, имеется ли правильно установленное заземление. Какова мощность в проводке, поскольку система теплого пола предполагает установку терморегулятора.
  4. Покупка терморегулятора с датчиком, которые зачастую они не входят в комплекты теплого пола. Выбрать терморегулятор для уставноки в стандартное гнездо под выключатель и розетку можно по желанию: электромеханический, кнопочный, с индикацией. Для его крепления на стене подбирается удобное место, делается штроба на начальном этапе работ, откуда и будет выводиться кабель.
Читайте также:
Как проверить работает ли насос отопления

Инструменты и материалы

Устройство электрической системы предполагает проведение электромонтажных работ. Кроме терморегулятора с термодатчиком потребуются:

  • провода в комплекте;
  • изоляционные материалы;
  • паяльник с припоем, чтобы залудить концы проводов в терморегулятор;
  • перфоратор, болгарка с диском для вырезания штробы в стене, полу;
  • контактные зажимы;
  • мультиметр для замеров общей проводимости и сопротивления цепи после коммутации электрической схемы;
  • мегомметр (желательно) для проверки сопротивления изоляции.

Если покрытие – неровное и требуется произвести стяжку перед укладкой кабельной системы, то дополнительно потребуется:

  • цемент, песок;
  • перфоратор;
  • рулетка;
  • строительный уровень;
  • отвертки;
  • рожковые ключи;
  • миксер;
  • емкость для замешивания строительной смеси;
  • зубчатые и строительные шпатели;
  • маркер;
  • линейка, рулетка;
  • валики, кисти для грунтования поверхности.

Как сделать стяжку самостоятельно

Теплый пол можно устанавливать без стяжки исключительно на ровную основу, если погрешность в перепадах не превышает 5 мм. В противном случае придется выравнивать пол, заливая бетонным раствором дважды: в начале и конце рабочих этапов.

Для подготовки раствора смешивается цемент с песком (1х3). Далее укладывается стяжка толщиной 3-5 см и не более. Именно от толщины стяжки будет зависеть скорость прогрева напольного покрытия. Сначала заполняются ямки и выбоины на отдельных участках неровного чернового основания. Затем разглаживаются неровности шпателем и с помощью строительного уровня.

На заметку Если нет возможности сделать стяжку 3 — 5 см устанавливается система теплых полов без стяжки, но из за отсутствия теплоизолятора система будет греть менее эффективно, а потребление эл/энергии больше т.к. тепло уходит как в верх так и вниз стяжки.

Заливать цементным раствором важно на подготовительном этапе. При этом слой раствора не должен закрывать верхнюю часть системы теплого пола. Керамическая плитка укладывается в последнюю очередь и после того, как сверху нагревательных элементов будет уложена стяжка. Перед включением системы теплого пола в работу стяжку нужно тщательно просушивать, как влажный цементный раствор при нагревании приведет к снижению прочности и деформации поверхности. В случае повреждений греющего кабеля вся электрическая система может попросту перегореть и прекратить свое функционирование.

Электрический теплый пол в стяжку: виды кабелей для теплого пола

Различают 3 варианта кабелей, пригодных к использованию при обустройстве системы теплого пола:

  1. Одножильный — бюджетный вид кабеля, внутри которого проводник нагревается наподобие спирали у ТЭНа или утюга .Однако, его неудобно и трудно монтировать. Концы должны сходиться непосредственно в месте установки терморегулятора. Также процесс ограничивает возможность укладки, ведь пересечение кабелей на полу недопустимо.
  2. Двужильный резистивного типа, состоящий из нагревательных жил, теплостойких ПВХ слоев изоляции и оконечных муфты, благодаря которым и упрощается весь процесс укладки.
  3. Полупроводниковый — инновационный саморегулирующийся кабель из металлических проводов — проводников. Нагрев производится в полупроводниковой матрице. Данный вид кабеля – дорогой, однако оправдает себя в процессе эксплуатации системы. С повышением температуры на определенном участке он начнет меньше потреблять энергии. Все это – за счет снижения проводящей способности полупроводника.

Стоит знать! По мнению специалистов, лучший вариант как соотношение цены, качества и удобства при монтаже – двужильный кабель резистивного типа.

Электрический теплый пол в стяжку: сколько потребуется кабеля

Основными параметрами кабеля, благодаря которым можно рассчитать требуемое количество являются длина и шаг между соседними петлями. Это две величины, которые высчитываются, исходя из S площади укладки. Другие величины:

  • Qs — количество тепловой энергии для обогрева;
  • Qкб — удельная тепловая мощность с расчетом на 1 м длины кабеля (удельная тепловая мощность должна быть указана в технической документации).

S высчитывается после измерения, вычисления и суммирования площадей участков, где будет прокладываться кабель. Необходимая длина кабеля рассчитывается по формуле : L = S × Qs / Qкб. После вычисления длины можно определить расстояние между параллельными петлями и шагом укладки кабеля — N = 100 × S / L. где S — площадь, L — длинна кабеля.

Кстати! П р и расчете нужного количества кабеля важно понимать, что нельзя его прокладывать под стационарными предметами мебели. Также нужно оставлять отступы от мебели и стен на 50см, а от нагревательных приборов (конвектор, стояки отопления, радиаторы) на 100 см.

Если черновое основание пола – холодное и система отопления устанавливается в качестве основного, то кабель в идеале должен закрывать 70-75% от общей площади помещения. В продаже кабель отпускается стандартными отрезками с уже установленными муфтами (соединительная и концевая). Значит, достаточно выбрать оптимальную длину кабеля того, иного модельного ряда. Если помещение слишком большое, то расчетная длина может быть выше. Также можно разделить основание пола пополам и для каждой части произвести свои расчеты кабеля с учетом площади помещения, оснастив при монтаже каждый контур собственным терморегулятором.

Справка! Перед проведением монтажа кабельного теплого пола под плитку рекомендуется производить необходимые точные расчеты. Сначала начертить схему раскладки кабеля, далее уже в масштабе и на основании делать укладку.

Электрический теплый пол в стяжку: пошаговая инструкция монтажа

Электрическая система монтируется послойно. Сначала по полу прокладывается электро-кабель, затем слой гидроизоляции с использованием обмазочного состава или рулонного материала. Бетонная стяжка при нагреве будет расширяться, поэтому в последнюю очередь укладывается ленточный материал (демпфер) по всему периметру помещения. Пошаговые действия укладки кабельного теплого пола под плитку:

  1. Вырезаем гнездо для монтажа подрозетника на выбранном участке. Для чего специальной коронкой проделываем отверстие с расстоянием от пола в 300мм. Гнездо не должно закрывать рядом стоящую крупную бытовую технику и мебелью. Обычно терморегулятор монтируется вблизи выключателя освещения.
  2. Разрезаем штробу для укладки гофротрубки и монтажных проводов с прямоугольным сечением в 20 × 20 мм, начиная от готового гнезда и вниз до уровня пола.
  3. Закрепляем в штробе 3 хомута с целью сбора трубки и проводов в один цельный пучок.
  4. Очищаем поверхность чернового основания от мусора, пыли для создания хорошей адгезии с будущей стяжкой после заливки раствором.
  5. Стелим рулонный фольгированный утеплитель непосредственно фольгированной стороной наружу по всей площади пола для дополнительной термоизоляции и отражения теплового потока.
  6. Укладываем листы утеплителя и соседние полосы плотно друг другу встык.
  7. Проклеиваем полученный шов металлизированным скотчем.
  8. Раскладываем на полу монтажные ленты. Фиксируем на саморезы, но выдерживая расстояние между соседними параллельными лентами в 500-1000 мм. Если поблизости от поверхности основания пола расположен слой гидроизоляции, то не рекомендуется вкручивать саморезы либо сверлить отверстия под дюбеля. Лучше застелить пол стекловолоконной армирующей сеткой, которая послужит дополнительным упрочнением для стяжки и удобством при раскладывании, подвязывании кабелей.
  9. Принимаемся за раскладку кабеля согласно схеме. Соединительные муфты фиксируем. Первую фиксацию – монтажной пленкой, не допуская пересечения натяга с остальным кабелем. Холодный конец кабеля должен доставать до терморегулятора. Причем его можно располагать вдоль стены, проложив между стеной и фольгированным утеплителем.
  10. Укладываем согласно чертежам и рассчитанному шагу петли кабеля так, чтобы отгибаемые усики или специальные крепления на монтажных планках обеспечивали надежную фиксацию.
  11. Фиксируем кабеля в области концевой муфты.
  12. Вводим термодатчик с сигнальным проводом в гофротрубку. Головка термодатчика должна доходить до конца гофра трубки.
  13. Закрываем отверстия трубки колпачком во избежание попадания бетонного раствора внутрь при проведении последующих работ.
  14. Устанавливаем примерно посередине трубку с термодатчиком между витками обогревательного кабеля, закрепляем.
  15. Прокладываем вертикальную штробу, начиная от угла между полом и стеной. Расстояние датчика от стены должно быть примерно 500 мм.
  16. Укладываем в штробу монтажный холодный конец кабеля. Там же можно разместить провода для подачи питания.
  17. Заделываем штробу шпаклевочной смесью или цементно-песчаным раствором.
  18. Проверяем проводимость цепи и уровни сопротивления уложенного кабеля, которые должны полностью соответствовать паспортным данным.
  19. Подключаем монтажные проводники обогревательного кабеля к клеммам, согласно схеме терморегулятора. Далее — к сети 220В. Главное, залудить очищенные концы кабеля изоляции перед коммутацией.
  20. Проверяем систему в работе и до того, прежде чтобы прорезать окошки (50х200 мм) между витками кабеля в фольгированном утеплителе.
  21. Для обеспечения контакта будущей стяжки с основанием проклеиваем стыки пола и стен эластичной демпферной лентой по всему периметру помещения.
  22. Устанавливаем систему из профильных металлических маяков.
  23. Сверху уложенного кабеля заливаем бетонным раствором. Распределяем и выравниваем, не допуская образования воздушных полостей, способных снизить эффективность теплого пола или привести к перегреву кабеля.
  24. Дожидаемся застывания стяжки и набора прочности, выдерживая примерно 7 дней, увлажняя водой через 3-4 дня и закрывая полиэтиленовой пленкой.
  25. Примерно через неделю можно приступать к грунтовке поверхности и укладке керамической плитки.
Читайте также:
Кухня в классическом стиле + фото

Проверка системы на работоспособность

Запускать систему важно постепенно, выставляя в первый день температуру +15 градусов. Итак каждый день, прибавляя по 5 градусов, пока не будет достигнута расчетная температура.

Справка! Еще до заливки конструкции бетонным раствором важно производить тестовый запуск системы, выявлять дефекты в нагревательных элементах или не функционирующие отдельные участки системы. Их переделать легче на начальном этапе, нежели после цементной заливки.

Главная при обустройстве системы нагрева — соблюдать последовательность. Если после первого включения — все в порядке, то нагревательные элементы можно протестировать в работе более продолжительное время до нескольких часов. В последнюю очередь при запуске системы теплого пола в постоянное использование стоит определить сопротивление кабеля специальным инструментом, проверить герметичность. После нагревания сравнить все данные тестирования и параметры кабеля с нормативами, указанными в сопроводительной документации производителя.

Монтаж теплого пола в стяжку

Монтаж электрического теплого пола в стяжку своими руками

В данной статье рассмотрим пошаговые рекомендации по монтажу кабельного тёплого пола в стяжку, что позволит без труда выполнить установку самостоятельно.

Вы уже приобрели нагревательный кабель теплого пола для монтажа в слой стяжки. Монтаж нагревательного кабеля выполнять лучше всего в определенной последовательности, которую мы и распишем.

Выбор места для установки терморегулятора

До начала монтажа нагревательного кабеля — необходимо выбрать и подготовить место под установку терморегулятора , устройства управляющего теплым полом, и внешнего датчика температуры пола.

Терморегулятор устанавливается в удобном месте на высоте 0,4 — 1,7 м от пола, но с учётом дальнейшей расстановки мебели так, чтобы она не перекрывала доступ к терморегулятору.

При монтаже тёплого пола в помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, сауна, бассейн), терморегулятор надо устанавливать снаружи помещения.

В намеченном месте стены вырезается отверстие для установки в него глубокого (что облегчит Вам подключение терморегулятора в дальнейшем) подрозетника. Далее, по стене вниз штробится канавка примерно 2 см × 2 см для укладки в неё гофротрубки (или металлопластиковой трубы) диаметром 16 мм с датчиком температуры и, отдельно, «холодного конца» нагревательного кабеля.

Читайте также:
Как уложить плитку идеально ровно: простая технология, которую легко освоит даже новичок

К месту будущей установки терморегулятора подводится кабель питания ∼220 В, с учетом мощности теплого пола и типа домовой проводки. Наиболее часто использование кабеля 3х2,5 (3х1,5) если электрическая проводка в доме выполнена по 3-х проводной схеме или 2х2,5 (2х1,5) если электрическая проводка в доме выполнена по 2-х проводной схеме без использования заземления.

Подготовка основания под тёплый пол

Бетонный пол (черновая стяжка), на который монтируется нагревательный кабель, не должен быть с трещинами и выбоинами. Грубую поверхность необходимо выровнять самовыравнивающей смесью или тонким слоем цементно-песчаной стяжки.

Далее, пол обрабатывается грунтовкой глубокого проникновения для лучшей сцепки поверхностей при дальнейшей заливке стяжки. Если нагревательный кабель монтируется на теплоизоляцию, то черновую стяжку можно не грунтовать.

Размечаете на бетонном основании зоны где тёплый пол не нужен (например, под стационарной мебелью, сантехникой и т.д.). Не забывайте также учитывать отступы от стен, минимально 5 см, по желанию можно делать отступы больше. Если стена внешняя, то отступы можно и не делать, теплый пол будет прогревать и часть стены.

Теплоизоляция под теплый пол

Применение теплоизоляции повышает показатели теплоотдачи и экономичности тёплого пола. Тип и толщина используемой теплоизоляции зависит от того, что находится под основанием пола: например, если другое отапливаемое помещение, то можно обойтись вообще без теплоизоляции или увеличить мощность теплого пола, для компенсации теплопотерь, или воспользоваться жидкой теплоизоляцией.

  • Теплоизоляция под теплый пол

    В случае, например, с лоджией или балконом, когда основание пола холодное, нужна теплоизоляция с применением листов экструдированного пенополистирола (ЭППС) соответствующей толщины для отсечки «холодного мостика» от бетонного перекрытия.

    Более подробно про теплоизоляцию для теплого пола можно прочитать тут .

    Монтаж теплоизоляции к полу

    Есть два, наиболее распространенных, варианта крепления теплоизоляции:

    • любым клеящим материалом, не разрушающим структуры самой теплоизоляции;
    • монтажной лентой, на которую в дальнейшем будет раскладываться нагревательный кабель.

    На всю толщину предполагаемой конструкции тёплого пола, по периметру нижней части стены всего обогреваемого помещения, укладывается пористая демпферная лента, так же можно использовать теплоизоляцию.

    Поверх теплоизоляции раскатывается фольга в лавсановой изоляции, для снижения вероятности вдавливания нагревательного кабеля в саму теплоизоляцию. После на полу прикрепляется дюбелями или саморезами монтажная лента с шагом 0,5 … 1 м, на которую потом будет крепиться нагревательный кабель.

    Монтаж нагревательных секций

    Перед монтажом нагревательного кабеля надо рассчитать расстояние между соседними витками кабеля.

    Воспользуемся формулой: шаг укладки (в см) = (100*S)/L

    где S — фактическая обогреваемая площадь, на которую монтируется нагревательная секция, м2;
    L — длина секции, м, указана в паспорте секции или в маркировке кабеля

  • Как рассчитать площадь теплого пола

    Допустимое отклонение шага от расчётного — не более 10 мм. Расстояние между крепёжными язычками монтажной ленты кратно 2,5 см (бывает и 2 см), так что если вы получите результат, например, 14 см, то при монтаже нагревательного кабеля чередуйте шаг 12,5 … 15 см.

    Или выберите большую секцию нагревательного кабеля, уложив её с шагом 12,5 см, что не приведет к росту среднесуточного энергопотребления, но качественно повысит скорость прогрева пола.

  • Как крепить нагревательный кабель на монтажную ленту

    • Монтировать нагревательную секцию начинайте с подводки «холодного конца» к месту установки терморегулятора.
    • Соединительную муфту и начальный участок нагревательного кабеля закрепите на полу. С этого места и начинается раскладка нагревательного кабеля.
    • Кабель раскладывается равномерно по всей обогреваемой площади с рассчитанным выше шагом укладки.
    • Кабель фиксируется язычками монтажной ленты. Изгибы петель надо делать плавными (минимальный радиус изгиба нагревательного кабеля указан в паспорте изделия).
    • Соединительная и концевая муфты нагревательного кабеля должны находиться на полу, на ровном участке без изгибов. Токоподводящие «холодные» провода подведите по стене, параллельно гофре с датчиком температуры, к терморегулятору.

    Внимание! Не допускается!

    • Пересечение витков кабеля.
    • Сближение между соседними витками менее 6,5 см.
    • Удаление между соседними витками более 15 см.
    • Изломы, перегибы и натяжение кабеля.
    • Отрезать часть нагревательного кабеля

    Крепление кабеля на металлическую сетку

    Или, второй вариант крепления нагревательного кабеля, — кабель крепится на монтажную металлическую сетку (ячейка 5х5 см или 10х10 см) над теплоизоляцией при помощи пластиковых хомутов. Сетку чуть приподнимают над теплоизоляцией и в таком положении заливают цементно-песчаным раствором. В результате получаем армированную стальной сеткой тонкую бетонную плиту с нагревательным кабелем внутри.

    ВАЖНО.

    Если остался лишний кабель, или не хватило, тогда уменьшите или увеличьте шаг между петлями тёплого пола.

    Нагревательная кабель боится механических повреждений, поэтому монтаж надо проводить в мягкой обуви — кеды, кроссовки и т. п.

    Между витками кабеля можно — необязательно — положить брусочки и наступать на них. На разложенную секцию можно положить лист оргалита или фанеры, если стяжку заливать планируете чуть позже.

    Отступы нагревательного кабеля от стен и мебели

    Минимальный отступ от стены до нагревательного кабеля должен быть не менее 5 см по всему периметру обогреваемой площади пола.

    Минимальный отступ от горячих стояков и труб центрального отопления — не менее 10 см.

    На схеме в гарантийной книжке зарисуйте схему монтажа нагревательного кабеля тёплого пола и места расположения муфт (соединительной и концевой), датчика температуры пола с указанием расстояний и привязкой к помещению.

    Особенности монтажа одножильного и двухжильного
    нагревательных кабелей

    При монтаже одножильного нагревательного кабеля с двумя холодными токоведущими проводами правила монтажа такие же, как и для двухжильного тёплого пола с одним холодным проводом.

    Читайте также:
    Монтаж и фото перфорированных натяжных потолков с подсветкой

    Разница лишь в том, что у одножильного кабеля второй провод надо возвращать обратно к регулятору. А у двужильного — на противоположном конце — конечная муфта, и возвращать проводник к регулятору не надо.

    Установка датчика температуры пола и терморегулятора

    Поместите датчик температуры пола в гофротрубку (или металлопластиковую трубку) диаметром 16… 20 мм

    Датчик должен располагаться внутри трубки вблизи её конца. Соединительный провод датчика должен выходить из противоположного конца гофры. Конец трубки с датчиком, который будет лежать в полу плотно закройте для предотвращения попадания внутрь цементного раствора, например замотайте конец изолентой или закройте пластиковым колпачком, если гофратруба шла в комплекте с нагревательным кабелем.

    Выведите гофру с датчиком от регулятора в пол. Радиус изгиба гофротрубки, переход стена-пол, должен быть не менее 5 см. Датчик должен внутри находиться свободно, если в дальнейшем при эксплуатации потребуется его замена, то его можно будет просто вынуть и вставить другой (процесс замены датчика температуры пола рассмотрим в другой статье). Гофротрубка закрепляется посередине между витками нагревательного кабеля, с помощью монтажной ленты.

    Расстояние от стены до места установки датчика в полу должно составлять 50… 60 см (для более правильного определения температуры нагрева пола).

    Конец гофрированной трубки должен доходить до монтажной коробки с терморегулятором, это надо для того, чтобы при отделке стен провод от датчика не «приморозился» раствором и в случае необходимости его можно было заменить.

    Подробнее о монтаже терморегулятора можно прочитать в этой статье .

    Проверка сопротивления нагревательного кабеля и датчика температуры

    Для проверки нагревательного кабеля и датчика температуры воспользуйтесь омметром или мультиметром и измерьте их сопротивление, сверьте результаты с паспортными данными (отличаться могут на +10/-5 %).

    После этого включите теплый пол на 2… 3 минуты и удостоверьтесь в нагреве кабеля. Отключите питание до начала эксплуатации — то есть на 28 дней с момента заливки стяжки.

    Заливка теплого пола стяжкой

    На этом монтаж кабельного тёплого пола закончен, можно приступать к заливке цементно‑песчаной стяжки.

    Перед заливкой стяжки в теплоизоляции рекомендуется вырезать технологические отверстия размером 10 × 10 см через каждые полметра. Это для того чтобы стяжка лучше прихватилась к основанию и не «бухтела».

    Выставьте маяки по уровню на полу. Приготовьте раствор, выставьте по уровню маяки и залейте стяжку. Её толщина сверху над кабелем тёплого пола должна быть от 3 до 5 см. Это обеспечит достаточно быстрый прогрев стяжки сразу же после включения системы. А еще не будет иметь место неравномерный прогрев поверхности пола, то есть чередования теплых и холодных полос (т. н. тепловая зебра).

    Минимальная толщина стяжки — не менее 3,5 см! Если обстоятельства заставляют выполнить стяжку тоньше 3,5 см, то в раствор необходимо добавлять пластификатор для теплого пола.

    Более подробно о стяжке для теплого пола можно прочитать в этой статье .

    По требованиям Строительных Норм и Правил (СНиП), обеспечьте оптимальную температуру в помещении. Стяжка должна набрать прочность, оградите помещение от сквозняков.

    Затвердевший раствор готов:

    через 7 суток к приклеиванию плитки;
    через 28 суток к эксплуатации тёплого пола.

    В связи с тем, что стяжка при устройстве тёплого пола залита на теплоизоляцию, её необходимо оградить от механических нагрузок не менее, чем на 4… 5 суток.

    Включать тёплый пол можно через 28 дней после заливки стяжки (согласно СНиП).

    Водяной теплый пол своими руками: выбор материалов и правила монтажа

    Водяной теплый пол – популярный способ организации обогрева помещений. Его выбирают из соображений экономичности, сочетающейся с высокой эффективностью. Установка такого отопительного оборудования позволяет снизить затраты на оплату энергии в среднем на 25 – 30 %. Дополнительно сэкономить денежные средства можно, если произвести монтаж теплого водяного пола своими руками.

    Особенности конструкции системы

    Водяной теплый пол – сложная конструкция, состоящая из следующих слоев:

    1. основание;
    2. гидро и тепло прослойки;
    3. армирующие элементы;
    4. трубы;
    5. бетонная стяжка.

    На верхнюю бетонную стяжку, укладывается финишное напольное покрытие.

    Теплоноситель в трубы подается из газового котла. Допустимо также подключение труб к твердотопливному котлу, но экономически такой вариант будет менее выгодным. В качестве теплоносителя используется очищенная вода или антифриз. В дополнение к трубам в полу в помещении устанавливают радиаторы. Но в большинстве случаев, при качественной теплоизоляции дома, они используются редко.

    Общая схема водяного теплого пола

    К котлу подключается распределительный узел, который состоит из циркуляционного насоса, смесительного узла и коллекторной группы. Она осуществляет «разводку» различных контуров отопления и позволяет регулировать их нагрев.

    Преимущества и недостатки системы

    Водяной теплый пол в частных домовладениях стремительно набирает популярность. Это объясняется преимуществами данной системы:

    • высокая энергетическая эффективность;
    • надежность;
    • длительный, не менее 50 лет, срок службы.

    ВТП может быть единственным источником отопления в помещении. Это позволяет отказаться от радиаторов и более эффективно использовать пространство комнаты. Особенно важен этот момент в помещениях небольшого размера.

    Наряду с преимуществами, у системы есть ряд недостатков. Самый значительный – невозможность его использования в многоквартирных домах с центральным отоплением.

    Теоретически можно подать заявку в обслуживающую МКД организацию, пройти бесконечный цикл проверок и согласований и получить добро на монтаж системы. Практически – положительное решение этого вопроса скорее исключение из общей практики.

    Нелегальная врезка в отопительную систему – это административное правонарушение, за которое будет выписан штраф и получено предписание вернуть все в исходное положение.

    Отказ УК на установку теплого пола в МКД вполне обоснован. Давление и температура в централизованной отопительной системе высокое, поэтому даже малейшая ошибка при монтаже может обернуться самыми неприятными последствиями для владельцев квартиры и соседей снизу. При аварии и соседи сверху надолго останутся без отопления. В связи с этим в многоквартирных домах стоит останавливать выбор на установке электрического теплого пола.

    Читайте также:
    Как сделать самодельный фотоаппарат из спичечного коробка

    При выборе телого пола важно, чтобы у дома была хорошая теплоизоляция

    К минусам также можно отнести высокую стоимость оборудования и длительность процесса монтажа. На укладку всех слоев пирога необходимо не менее 30 дней.

    Укладка водяного теплого пола: пошаговая инструкция

    Процесс обустройства водяного теплого пола одновременно сложен и прост. Важное условие – соблюдение технологии на всех этапах монтажа, начиная с подготовки основания и заканчивая выбором материала для финишного покрытия.

    Разработка проекта

    Этап проектирования ВТП начинают с решения вопроса, будет ли система единственным источником тепла или в помещениях дополнительно будут установлены радиаторы. Если монтаж батарей не предполагается, все контуры подключаются непосредственно к котлу, без установки распределительного узла. При такой схеме на котле устанавливают температуру до 45 градусов, и теплоноситель напрямую течет в трубы.

    При сочетании труб в полу и радиаторов установка смесительного узла обязательна. Для работы батарей теплоноситель нужно нагревать до 70 градусов, а для теплого пола это слишком высокая температура. В смесительном узле теплоноситель будет остывать перед подачей в трубы.

    Перед началом монтажа составляется подробный проект размещения коллекторных узлов, смесителей. Мастера рекомендуют располагать их в центре всей системы, чтобы длина труб во всех комнатах была одинаковой. Это поможет точно произвести настройку.

    Следующий этап проектирования – зарисовка схемы укладки труб. Существует 2 варианта:

    1. Для небольших помещений (менее 10 кв/м) – параллельная укладка «змейкой» с шагом в 20 – 30 см.
    2. В помещениях большой площади (от 15 кв/м) – спиралью. Этот метод более трудоемкий, но обеспечивает равномерный прогрев труб по всей площади. Укладка змейкой в больших помещениях может привести к излому труб из-за чрезмерного изгиба и неравномерному прогреву в разных углах комнаты.

    Вариант укладки спиралью

    Для помещений от 10 до 15 квадратных метров подходят обе схемы укладки. Шаг между трубами можно увеличивать до 35 см, если предполагается установка дополнительных радиаторов.

    Если помещение большой площади, поделите его на несколько контуров. Они должны иметь одинаковый размер, разница допускается в приделах 15 метров. При наличии хорошей теплоизоляции, стандартный шаг — 15 см.

    Стандартная формула определения размера контура:

    • обогреваемую площадь в квадратах делят на шаг укладки в метрах.
    • к результату добавляют размер завитков и расстояние до коллектора.

    Как выбрать коллектор и трубы

    Чаще пользователи выбирают недорогие модели коллекторов. Но если нет потребности в экономии, то лучше купить модель с сервоприводами и смесительными узлами. Такие прибор позволяют автоматически регулировать степень нагрева воды, поступающей в трубы

    Обязательный атрибут коллектора — воздухоотводящий клапан и сливной кран, для аварийных ситуаций. Чтобы устройство работала нормально, можно произвести настройку всех клапанов один раз по требуемым параметрам.

    Для установки коллектора также потребуется шкаф. Наилучшим вариантом является использование уже готовых шкафов, которые собраны и проверены в заводских условиях.

    В этом случае нужно только выбрать необходимое количество коллекторных групп, мощность циркуляционного насоса и смесительный узел, если он необходим. Шкаф монтируется в стену и к нему подключается отопительный контур из общего стояка и циркуляционные контуры теплого пола.

    Стандартным вариантом является установка шкафа в стену

    Единственным недостатком применения готового коллекторного шкафа является его сравнительно высокая цена, но когда речь идет о повышенной надежности и безопасности, экономить не имеет смысла.

    Для грубой оценки необходимого количества труб можно исходить из расчета 5 погонных метров трубы на 1 квадратный метр пола. Оптимальными по соотношению цены и качества являются полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Они легкие, неприхотливы в монтаже и имеют срок службы не менее 50 лет. Металлические служат дольше, но стоят они дороже и сложнее в монтаже.

    Подготовка основания

    Площадка под укладку труб должна быть идеально ровной, с перепадом высот в месте расположения одного контура не более 6 мм. В качестве основания используют бетонную стяжку. На нее укладывают слой утеплителя.

    Для основания часто испльзуют экструдированный пенополистирол

    Специалисты советуют использовать экструдированный пенополистирол — степень теплопроводности низкая и высокая механическая прочность. Этот материал не подвергается воздействию влаги и не поглощает ее. Производится данный вид прокладки в плитах размером 50 на 1000 мм или 600 на 1250 мм, и толщиной 20, 30, 50, 80 и 100 мм. Изделие оснащено защелкивающимися пазами, это позволит сделать прочную стыковку.

    Водяной теплый пол своими руками: схемы укладки, монтаж, стяжка, армирование

    Как сделать водяной тёплый пол своими руками.
    Сейчас мы рассмотрим условия при которых будет рационально монтировать тёплый пол, какие необходимые навыки вам потребуются, непосредственно сам процесс монтажа теплого пола.

    1. Устройство тёплого пола.
    2. Какие трубы использовать для теплого водяного пола.
    3. Коллекторный узел теплого пола.
    4. Схемы укладки теплового контура.
    5. Шаг укладки труб теплого пола.
    6. Как рассчитать длину труб для укладки теплого пола.
    7. Пошаговое устройство теплого водяного пола.
    8. Устройство основания под тёплый пол.
    9. Утепление и гидроизоляция.
    10. Монтаж контура отопления трубами.
    11. Армирование теплого пола.
    12. Испытание подключенной системы.
    13. В конце необходимо провести испытание всей системы:
    14. Заливка цементной стяжки теплого пола.
    15. Заключительный этап. Выбор напольного покрытия.
    16. Видео водяной теплый пол

    Устройство тёплого пола.

    Каждый из видов тёплых полов объединяет одно — под покрытие пола монтируют провода, плёнку или трубы. Монтируемые части служат как приборы отопления. Полы с плёнкой и проводами подходят практически всегда и везде . Водяной тёплый пол преимущественно монтируют в частных домах. Более подробно мы рассмотрим тёплый пол, в котором установлены трубы.

    Читайте также:
    Как чистят семечки в промышленных масштабах

    Водяные системы полов бывают двух видов:

    • Бетонные (или мокрые) теплые полы. «Мокрым» полом этот вид называют потому, что в процессе установки трубы заливают цементно-песчаной смесью.
    • Легкие теплые полы. В этом случае трубы расположены в пазах пенополистирольной основы, либо основании из досок. Лёгкие системы устанавливают в помещениях, в которых нельзя сделать цементную стяжку.

    Мы будем рассматривать монтаж тёплого водяного пола.
    Установка данного типа пола достаточно легка, в том случае если у вас уже есть хотя бы базовые навыки установки систем отопления и немного опыта в строительстве. В ином случае, некоторые моменты монтажа следует рассмотреть с опытными строителями.

    Какие трубы использовать для теплого водяного пола.

    Самым оптимальным вариантом для установки водяного пола следует считать трубы PEX или PERT. PEX — трубы, это трубы из сшитого полиэтилена. PERT — трубы, в их основе лежит армированный полимер. Из этих представленных вариантов, лучше посмотреть на PEX трубы. Они более эластичны, в отличие от PERT — труб. Так же у этих труб повышенная плотность сшивки (порядка 85 %). И именно поэтому, в отличие от PERT — труб, у них повышенный «эффект памяти». То есть после растягивания, PEX — трубы имеют повышенную способность к возврату в исходное состояние.
    Стандарт труб для отопления. Они имеют диаметр 16 , 17 и 20 мм. Толщина трубочной стенки около 2 мм.

    При подборе труб в магазине советуем обратить внимание на марки Uponor, Tece, Rehau, Valtec. Можно отметить их высокое качество.

    Коллекторный узел теплого пола.

    Помимо труб для тёплого водяного пола, вам потребуется узел, отвечающий за распределение смеси для обогрева по трубам.

    Основные элементы коллектора теплого пола

    Составные части этого узла:

    • Настроечные клапаны с расходомером или без
    • Устройство для отвода воздуха (работающее в авто. режиме)
    • Коллекторы, имеющие клапаны балансировки
    • Вентили для прекращения подачи теплоносителя и устройство учёта расхода
    • Набор фитингов для присоединения отдельных частей
    • Кронштейны для фиксации
    • Так же необходим специальный коллекторный шкаф для размещения всех узлов устройства (обычно его располагают в какой либо нише)

    Схемы укладки теплового контура.

    Во избежании множества ошибок в процессе установки пола, до начала работ следует нарисовать для себя схему прокладки теплового контура. Так же, если в последствие потребуется ремонт, то вы значительно упростите себе задачу.

    1. Укладка теплого водяного пола «змейкой». Это самый простой способ укладки трубы. Главный недостаток этого способа — достаточно большая разница температур на концах контура (от 5 до 10 градусов). Это обусловлено тем, что теплоноситель, проходя по трубе от начала и до конца существенно остывает.
    2. Укладка теплого пола «улиткой». Способ значительно сложнее в укладке, чем «змейка». Но зато в итоге температура пола на всей поверхности пола будет практически одинаковой
    3. Комбинированный способ устройства теплых полов. Обычно края помещения выкладывают «змейкой», а основную часть «улиткой».

    Для достижения приемлемого давления внутри труб следует соблюдать следующие правила:

    • Все используемые в работе трубы контура должны иметь одинаковую длину.
    • Один контур не должен выходить за границы одного помещения
    • Площадь пола помещения обогреваемого одним контуром составляет не более 40 кв.м.
    • В местах расположения мебели и сантехники контур не обязателен

    Шаг укладки труб теплого пола.

    Важный параметр — это «шаг» прокладки трубы. Его границы делают от 10 до 60 см. Это зависит от многих показателей:

    • При прокладке контура в помещениях со стенами выходящими на улицу, делают шаг от 10 до 15 см.
    • В помещениях без внешних стен, а так же в их центральной части делают шаг от 20 до 30 см.
    • В ванных, туалетах, банях и иных «прохладных» местах делают шаг 15 см. по всей площади

    Как рассчитать длину труб для укладки теплого пола.

    Для расчёта нужной длины труб контура теплого водяного пола нужно площадь обогреваемого помещения (кв.м.) поделить на шаг укладки (м). Так же надо добавить длину трубы до коллектора и размер изгибов.

    Общая длина для труб диаметром 16 мм. от 70 до 90 м; для диаметра 17 мм, от 90 до 100 м; для диаметра 20 мм, около 120 м.

    Пошаговое устройство теплого водяного пола.

    • Устройство основания пола
    • Монтаж контура отопления
    • Армирование
    • Испытания
    • Заливка цементной стяжкой

    Устройство основания под тёплый пол.

    Тёплый пол нужно устанавливать на прочном основании. Например, на плите из бетона. Тогда толщина «общего» слоя пола не превысит 8 см. При укладке пола прямо на грунт, требуется его максимально выровнять и как можно лучше утеплить. Толщина утеплителя будет зависеть от погодных условий района и конкретного местоположения. В том случае, если тёплый пол будет укладываться над подвальным помещением, либо на этажах выше первого, толщина утеплителя будет самой минимальной. Около 3 см.

    Утепление и гидроизоляция.

    Профессионалы советуют проложить гидроизоляцию (например плотную плёнку) для защиты утеплителя от цементно-песчаного раствора и во избежании образования конденсата.

    Вместо плотной полиэтиленовой плёнки можно использовать рубероид. От рулона плёнки или рубероида отрезают куски по длине помещения и укладывают с нахлёстом друг на друга (нахлёст около 20см.) Так же гидроизоляцию надо обязательно завернуть на стены.

    Поверх выложенной гидроизоляции кладётся утеплитель, который служит для удержания тепла в помещении. Из множества вариантов, которые могут предложить современные производители, профессионалы советуют выбирать из двух вариантов:

    1. Экструдированный пенополистирол. Обладает всеми необходимыми преимуществами. У него пониженная теплопроводность, повышенная влагостойкость. Так же он весьма износоустойчив.
    2. Пенополистирол в виде профильных матов. Главная особенность этого вида утеплителя — поверхность с выступами. Это позволяет легче производить укладку труб. Шаг выступов в этом утеплителе 5 см. Главный недостаток — повышенная стоимость по сравнению с ЭППС.
    Читайте также:
    Как чистят семечки в промышленных масштабах

    При выборе толщины слоя утеплителя следует учесть несколько важных условий.

    • При укладке утеплителя прямо на грунт его толщина обязана быть не меньше 10 см. Так же можно рассмотреть вариант двухуровневой укладки. Два слоя утеплителя по 5 см. толщиной.
    • При выкладке утеплителя в помещении под которым расположен подвал, слой от 5 см.
    • При укладке на все последующие этажи его толщина возможна до 3 см.

    Для крепления утеплителя потребуются дюбели-зонтики, либо тарельчатые дюбели. Для крепления труб необходимы гарпун-скобы.

    Порядок действий выкладки утеплителя:

    1. Выровнять поверхность где будет лежать теплоизоляция. Это лучше сделать при помощи песка или черновой стяжки.
    2. Укладка кусков гидроизоляции. Швы надо проклеить скотчем.
    3. Непосредственно выкладка плит утеплителя стык в стык. (маркированная сторона должна оказаться наверху)
    4. Швы между плитами надо так же проклеить скотчем.
    5. Закрепить утеплитель дюбелями.

    Если вы укладываете утеплитель в два слоя, следует соблюдать принцип кирпичной кладки. Швы верхнего и нижнего слоёв не должны совпадать.

    Монтаж контура отопления трубами.

    До начала укладки труб на утеплитель следует сделать разметку маркером. В последствие ножом по разметке нужно будет сделать «ходы» для труб.

    Монтаж теплого пола

    Тут нужно не забыть учесть повороты, диаметр и шаг труб. Так же во время этого этапа следует установить коллекторный шкаф. Так же можно установить гофру для защиты труб в местах стыковки труб с узлом и полом. Во время этого этапа следует закрепить демпферную ленту. Нельзя использовать и паять полипропиленовые трубы.

    Порядок действий при выкладке труб:

    1. На один конец размотанной трубы крепим фитинг, защитную гофру и подсоединяем к коллектору. (трубу следует разматывать отрезками по 10-15 м.)
    2. По заранее размеченному маркером контуру выкладываем трубу. Фиксацию производим посредством гарпун-скоб (крепление происходит на прямых участках трубы, через каждые 30-40 см.) Гарпун-скобы следует устанавливать не сразу, а только после выкладки 5-10 м. трубы
    3. Проложив трубу по всей разметке, подводим её к коллектору и отрезаем. Надеваем фитинг и крепим к коллектору. Отмечаем длину отрезка контура. Это потребуется для последующей балансировки.

    Укладка трубы должна начинается с самых дальних зон от коллектора. Подобным образом укладываем каждый водяной контур. Во время монтажа трубы следует соблюдать осторожность во время ходьбы. Лучше подкладывать для ходьбы какой-либо настил.

    Армирование теплого пола.

    Основная функция армирующей сетки — это увеличение прочности всей конструкции. Необходима она или нет, и стоит ли тратить на неё деньги решать вам.

    Главное условие укладки сетки — это то, что она должна располагаться над трубами.

    Для армирования подойдёт сетка с ячеёй 10 на 10 см. Можно использовать либо металлическую, либо пластиковую сетку. Главное, что бы она была без рифлёной поверхности, во избежании повреждения труб. Небольшие куски сетки выкладывают с нахлёстом друг на друга и фиксируют пластиковыми хомутами.

    Испытание подключенной системы.

    До заливки пола обязательно следует испытать подключенный контур. Это позволит выявить возможные утечки и неисправности.

    Для испытания потребуется опрессовочный насос.

    Порядок действий при заполнении системы:

    • На коллекторе остается открытым только один проверяемый контур
    • После выхода всего воздуха и полной чистоты воды сливной кран закрывается. Потом перекрывается испытуемый контур. (уже промытый и заполненный теплоносителем)
    • Операция повторяется с каждым контуром отдельно

    Во время испытания необходимо проверить присутствие воздуха в системе и чистоту теплоносителя. Испытание необходимо проводить до полной чистоты воды.

    Чистота воды проверяется по шлангу слива. Лишняя жидкость сливается в канализацию по сливному шлангу подсоединённому к коллектору. Во время проведения испытания автоматические воздухоотводчики находятся в открытом состоянии.

    В конце необходимо провести испытание всей системы:

    1. Каждый из контуров в вашем коллекторе открыт
    2. В насос заливается чистая вода
    3. Посредством насоса в системе создаётся давление примерно в 2 раза больше рабочего (6 атм.)
    4. Визуально оценивается целостность системы
    5. Система на одни сутки остаётся под давлением 6 бар
    6. Если вы не обнаружили протечек, система прошла проверку

    Заливка цементной стяжки теплого пола.

    Одному с подобной работой справиться очень сложно. Поэтому следует обратиться к профессионалам (если у вас нет опыта в подобных работах), либо найти себе помощника.
    Для работы потребуются строительный уровень и маяки (например профиль для гипсокартона).

    Маяки крепятся на уровне «чистого» пола. Расстояние до стен около 30 см.

    В исходный раствор (1 к 3; цемента и песка) следует добавить фибру и пластификатор. Фибра повысит механическую прочность стяжки и её пластичность, а пластификатор сильно повысит степень её подвижности и прочности.

    Стяжка должна заливаться с дальних углов и вестись линиями по маякам. Через несколько дней стяжка «схватиться» и можно начинать зачищать её поверхность. Так же следует обрезать торчащую демпферную ленту.

    Ближайшие 2 недели готовую стяжку нужно увлажнять и покрывать полиэтиленом.

    Заключительный этап. Выбор напольного покрытия.

    Самым лучшим вариантом считается керамическая плитка, так как при её нагревании не происходит вредных химических процессов. Этот вариант идеален для ванных комнат, туалетов и кухонь.
    При выборе покрытия для остальных помещений главное выбрать покрытие со специальной маркировкой. Покрытие для тёплого пола помечены специальным знаком.

    Знак теплый пол

    Видео водяной теплый пол

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: