Теплопроводность цементно песчаной стяжки: ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУСУХОЙ МАШИННОЙ СТЯЖКИ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ВОДЯНОГО ТЁПЛОГО ПОЛА — Energy-Kharkov (Энерджи-Харьков)

Содержание

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУСУХОЙ МАШИННОЙ СТЯЖКИ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ВОДЯНОГО ТЁПЛОГО ПОЛА — Energy-Kharkov (Энерджи-Харьков)

Полусухая машинная стяжка пола прочно заняла свои позиции в индивидуальном (коттеджи) и массовом (многоэтажные здания) строительстве. У неё есть масса достоинств: скорость монтажа, практически идеально ровная поверхность, минимальный риск образования трещин и т.п. Но, как и у всего в этом мире, у неё есть и недостатки по сравнению с традиционной бетонной или мокрой стяжкой пола: пониженная плотность и прочность. Пониженная по сравнению с тяжёлым бетоном и традиционным цементно-песчаным раствором плотность означает и пониженную теплопроводность.

Фактические данные по теплопроводности традиционных бетонных, цементно-песчаных и полусухих стяжек для пола
  • Теплопроводность (коэффициент) стяжки из бетона составляет 1,6 Вт/мK;
  • Теплопроводность стяжки из цементно-песчаного раствора составляет 0,8 Вт/мK;
  • Теплопроводность полусухой стяжки составляет 0,4 Вт/мK.

Что дают нам эти цифры?

Теплопроводность полусухой машинной стяжки пола в 2 раза меньше теплопроводности обычной стяжки и в целых 4 раза меньше бетонной. Но что это означает на практике? А с этим уже немного сложнее, чем просто разделить 8 или даже 16 на 4.

Из данного примера следует, что коэффициент теплопроводности фрагмента кладки стены из керамического пустотелого кирпича составляет 0,67 Вт/мK.

Коэффициент теплопроводности материала (λ, Вт/мK) численно равен величине теплового потока в ваттах, который, проходя через слой данного материала толщиной в 1 метр, вызывает падение температуры на этом расстоянии (1 метр) в 1 градус Кельвина. Т.е., чем больше теплопроводность материала, тем больший тепловой поток способен пропустить через себя слой данного материала при заданном на его границах перепаде температур.

Теперь вернемся к нашему конкретному случаю со стяжкой. Чем меньше коэффициент теплопроводности стяжки, тем больший перепад температур необходим между греющими трубами (средней температурой в подаче и обратке тёплого пола) и температурой поверхности пола для передачи одинакового количества тепловой энергии в данное помещение. Больший перепад температур в этом случае не означает автоматически увеличения требуемой энергии, мощности или денег на содержание дома.

Насколько потребуется увеличить температуру воды в трубах тёплого пола при применении различных видов стяжек?

Давайте возьмём конкретный типичный пример из жизни и рассчитаем все интересующие нас величины. Предположим, что у нас есть помещение с температурой воздуха в 21,5°С и удельными теплопотерями в 50 Вт/м². Для данных параметров температура поверхности стяжки будет составлять 26°С (помним заветную цифру в 11 Вт/°С). Сделаем три разных варианта стяжки одинаковой толщины 50 мм над трубами тёплого пола, но выполненных из различных материалов: бетона, цементно-песочного раствора (ЦПР) и полусухого раствора (ПСР). Толщину утепления под трубами тёплого пола примем одинаковой для всех трёх вариантов (100 мм XPS). Температура воздуха в помещении этажом ниже также одинакова для всех вариантов и составляет +10°С. Вариант со стяжкой толщиной 50 мм над трубами тёплого пола примерно соответствует случаю с чистовым напольным покрытием в виде керамической плитки, уложенной на клей по стяжке общей толщиной 60 мм.

Три варианта стяжки: из бетона, цементно-песчаного раствора (ЦПР) и полусухого раствора (ПСР) толщиной 50 мм над трубами тёплого пола. Указаны средние температуры теплоносителя в трубах тёплого пола и величины потерь тепла вниз.

Имея требуемую величину теплового потока вверх, толщину материалов и их коэффициенты теплопроводности, вычислим падение температуры на стенке трубы тёплого пола и в толще стяжки при прохождении через них потока тепла. Падение температуры составит: 3,3K для бетонной стяжки, 5,0K для стяжки из ЦПР и 8,0K для полусухой машинной стяжки пола (для всех трёх случаев падение температуры собственно на стенке самой трубы тёплого пола составит порядка 1,5K). Разные падения температуры в толще стяжек приводят к тому, что для поддержания заданного теплового потока от труб тёплого пола необходимо соответственно изменять температуру подачи в тёплые полы. Так, для случая с бетонной стяжкой температура подачи составит около 35°С (на 5°С выше средней температуры теплоносителя), для стяжки из ЦПР — 36°С, а для полусухой машинной стяжки пола — 39°С. Т.е. для компенсации повышенного сопротивления теплопередачи стяжки потребуется поднять температуру подачи в тёплый пол на 3..4°С.

Что это значит?

Увеличение температуры подачи на несколько градусов при применении полусухой машинной стяжки для водяного тёплого пола не представляет в большинстве случаев никакой проблемы до тех пор, пока расчетная температура подачи в тёплый пол не приближается к верхнему допустимому пределу в 50..55°С. Но такие высокие температуры подачи могут требоваться лишь в следующих случаях:

  1. Помещение имеет высокие удельные теплопотери — порядка 100 Вт/м² и выше.
  2. Используется большой шаг укладки трубы тёплого пола — порядка 250 мм и более.
  3. Чистовые покрытия полов имеют высокое сопротивление теплопередаче (ламинат на подложке, толстый ковролин и т.п.), а стяжка имеет толщину больше обычных значений в 40 мм над трубой.

Рассчитаем для примера падение температуры для подобного случая. Стяжка над трубой тёплого пола имеет толщину 70 мм (общая толщина 86 мм), тепловой поток вверх — 75 Вт/м², температура воздуха в помещении 20°С, температура поверхности пола 27°С, чистовое покрытие пола — ламинат 10 мм на подложке 2 мм.

Три варианта стяжки: из бетона, цементно-песчаного раствора (ЦПР) и полусухого раствора (ПСР) толщиной 70 мм над трубами тёплого пола. Указаны средние температуры теплоносителя в трубах тёплого пола и величины потерь тепла вниз при чистовом покрытии пола в виде ламината на подложке и плотности теплового потока вверх 75 Вт/м²

До тех пор, пока температура подачи теплоносителя в тёплый пол не превышает 50..55°С, никаких особых проблем для систем отопления на основе газовых настенных и напольных котлов, твердотопливных и электрических котлов не возникает. Даже при использовании газовых конденсационных котлов достаточно трудно оценить реальное снижение КПД котла от температуры подачи в 50°С по сравнению с 40°С (ведь все равно обратка тёплых полов будет иметь температуру порядка 45°С, что ниже точки росы продуктов сгорания природного газа).

Согласно некоторым источникам (см. рис. ниже), падение КПД конденсационного котла при повышении температуры обратного трубопровода с 35°С до 40°С (подача соответственно 45°С и 50°С) составит около 4.

.5%. Следует, однако, учитывать, что максимальная расчетная температура в подаче отопления будет необходима всего на несколько суток за весь период отопительного сезона.

Зависимость величины КПД конденсационного котла (по верхней теплоте сгорания природного газа) от температуры обратки и тепловой нагрузки

Увеличение температуры подачи в тёплый пол приводит к увеличению потерь тепла вниз через строительные конструкции перекрытий и полов. Но в случае тёплого пола над эксплуатируемыми помещениями этажом ниже, эти потери тепла не будут бесполезными. В нашем первом расчете выше видно, что увеличение температуры подачи на 4K привело к росту удельных теплопотерь вниз с 8,0 Вт/м² для бетона до 9,5 Вт/м² для полусухой стяжки пола. Использование полусухой машинной стяжки для устройства водяного тёплого пола на площади 100 м² приведёт к увеличению теплопотерь вниз для всего дома на 150 Вт, что является несущественным.

Увеличение требуемой температуры подачи в тёплый пол может представлять определенные неудобства при использовании отопления дома от твёрдотопливных котлов с буферными ёмкостями. При этом рабочий диапазон температур между полной зарядкой и разрядкой теплоаккумулятора будет снижаться при повышении температуры подачи в теплый пол. Например, при необходимости повышения температуры подачи в тёплый пол с 45°С до 50°С полезная ёмкость теплоаккумулятора с максимальной температурой загрузки в 85°С снизится на 15%. Это немного, но требует учёта при планировании работы систем отопления от твердотопливных котлов.

Наиболее существенное влияние от повышения температуры подачи в систему отопления тёплым полом даже на несколько градусов будет для тепловых насосов, коэффициент тепловой эффективности (COP) которых резко падает при увеличении температуры на их выходе. Чем ниже температура подачи в систему отопления, тем ниже эксплуатационные затраты на содержание дома, отапливаемого тепловым насосом любого типа. К счастью или к сожалению, но количество домов, отапливаемых тёплыми водяными полами от тепловых насосов невелико в общем объеме жилья.

—————————————————————————————————————————————————————————————

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Харькове или Харьковской области; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь!

Утепление полов — Beton Master

Skip to content

Утепление полов2023-03-03T14:37:38+06:00

Основа полусухой стяжки цементный раствор, который после застывания набирает характеристики близкие к характеристикам цементно-песчаной стяжки.

Однако, коэффициент теплопроводности полусухой несвязанной ЦПС значительно ниже теплопроводности обычной ЦПС. Значения 0,37-0,46 по сравнению с 0,58-0,76.

Мы знаем, чем меньше теплопроводность, тем материал хуже пропускает тепло. Для теплого пола это означает, что теплый пол укрытый полусухой стяжки будет дольше прогреваться. Вместе с тем слой полусухой стяжки будет лучшим аккумулятором тепла, и отдача его в помещение будет более равномерной.

Здесь важно заметить, что для теплого пола подходит только изолированная полусухая стяжка. Слой изолированной стяжки не должен быть химически связан с основанием пола и со стенками помещения. Кроме этого, в стяжке нарезаются температурные швы. В квартирах, швы нарезаются под полотном межкомнатной двери на границе установки межкомнатной двери.

Подстилающий слой полусухой стяжки теплого пола

Подстилающий слой теплого пола должен препятствовать уход тепла вне помещения, а также снижать опасность разрывов стяжки при высыхании.
В качестве подстилающего слоя для полусухой стяжки могут использоваться: