Як обрати кращу трубу для теплої підлоги

При монтажу водяних контурів теплої підлоги майстри зазвичай використовують 2 типу трубопроводів – з металопластику та зшитого поліетилену. Причини цього вибору зрозумілі не всім домовласникам, оскільки асортимент матеріалів набагато ширший. Є поліпропілен (PP-R), мідь, чорна сталь, гофрована нержавіюча сталь. Наше завдання – розглянути перелічені варіанти і остаточно з’ясувати, яка труба для теплої підлоги краще за експлуатаційними характеристиками і ціною.

Критерії оцінки трубних матеріалів

Щоб правильно вибрати труби для теплої підлоги, потрібно добре уявляти умови експлуатації матеріалу. Перебуваючи всередині стяжки, нагрівальний контур не тільки передає тепло моноліту, але й відчуває механічні навантаження від тиску води та власного розширення.

Відповідно, до матеріалу висуваються жорсткі вимоги:

1. Тепла підлога (скорочено – ТП) — це низькотемпературна система опалення, де вода гріється максимум до 55 градусів, робочий режим – приблизно 40/30 °С. Аби краще передавати енергію від теплоносія до бетонної плити, трубні стінки повинні мати добру теплопровідність.
2. Довжина петель ТП нерідко досягає 100–120 метрів (залежно від обраного діаметра трубопроводу). Велика протяжність + шорсткість внутрішніх стінок = високий гідравлічний опір. Простою мовою: чим гладкіші стінки труб, тим легше насосу прокачувати воду довгим контуром та забезпечувати необхідну витрату теплоносія.
3. Нагрівання викликає подовження труб теплої підлоги. Оскільки всередині бетонного моноліту збільшуватися нікуди, має виконуватися одна з двох умов: малий коефіцієнт теплового розширення матеріалу або висока еластичність і міцність оболонки. Тоді труба поміщається в обмеженому просторі без руйнування.
4. Аварійна ситуація: через поломки регулюючої арматури на змішувальному вузлі колектора петлі напряму заповнюються котельною водою 70…90 °С. Матеріал труби має витримати подібні стрибки температур без наслідків.
5. Інші важливі моменти – корозійна стійкість, захищеність від проникнення кисню, зручність монтажу і відсутність стиків всередині стяжки.

Примітка. До водяних контурів, що прокладаються «сухим» способом у дерев’яних будинках, висуваються менш жорсткі вимоги. ТП монтується без стяжки, місця для теплового подовження вистачає. Пункт 3 списку втрачає актуальність.

Далеко не останню роль грає вартість усіх комплектуючих ТП – трубопроводів, фітингів, розподільної гребінки. Тому можна порівняти вказані матеріали за переліченими критеріями і ціною.

Характеристики полімерних труб

Для транспортування теплоносія у системах водяного опалення квартир і приватних будинків застосовуються такі види пластикових трубопроводів:

1. PP-R і PP-RCT – поліпропілен рандомсополімер, армований шаром алюмінію, базальтового або скловолокна. Модифікація пластика PP-RCT відрізняється підвищеною термічною стійкістю.
2. PE-X – поліетилен зшитий марок A, B і C. У виробах обов’язково передбачений кисневий бар’єр – тонкий шар непроникного полімеру. Наприклад, в трубах Rehau використовується складне з’єднання етіленвінілгліколь (EVOH).
3. PE-RT – поліетиленові термостабілізовані вироби з кисневим бар’єром.
4. PEX / Al / PEX, PEX / Al / PE – п’ятишарові металопластикові трубопроводи.

Довідка. Також для монтажу опалювальних мереж підходять вироби з полібутилену РВ, полівінілхлориду PVC-C, поліпропілену блоксополімеру і гомополімеру (РР-В, РР-Н). Зазначені матеріали не набули розповсюдження у приватному домобудівництві через гірші технічні параметри.

Коротко про способи з’єднання трубних полімерів при облаштуванні домашнього опалення:

• розводка з PP-R стикується поліпропіленовими фітингами методом пайки (термічне поліфузіонне зварювання);
• зшитий і термостабілізований поліетилен (PE-RT) монтується аксіальним методом в 3 етапи – розвальцювання торця, натяг на штуцер фітинга, встановлення насувної гільзи;
• металопластик з’єднується 2 способами – компресійним або пресовим.

Тепер дамо короткий опис кожного типу трубопроводів, пройдемося списком вимог і перевіримо, наскільки вироби підходять для улаштування водяної теплої підлоги в житлових кімнатах.

Поліпропілен – матеріал для радіаторного опалення

Незважаючи на цінову привабливість і прихильність багатьох майстрів до використання PP-R, відразу відзначимо, що робити теплу підлогу з поліпропіленових труб не можна. Перевіряти твердження на практиці не варто – досить уважно вивчити технічні характеристики матеріалу і почитати відгуки домовласників, які хотіли таким чином заощадити кошти.

Як влаштовані трубопроводи з поліпропілену (дивимося схему):

• внутрішній шар ПП-Р, який формує прохідний перетин магістралі;
• алюмінієва армована фольга, що стримує теплове подовження і перешкоджає проникненню кисню;
• 2 клейових прошарки, що скріплюють алюміній з полімером;
• зовнішній захисний шар PP-R білого або сірого кольору (у деяких виробників – зеленого).

Важливе доповнення. Зараз виробники поліпропілену замість перфорованої фольги закладають в труби шар базальтового або скляного волокна.

Розберемося, чи відповідають труби ПП-Р вимогам до контурів підлогового підігріву:

1. Теплопровідність 0.24 Вт / (м • °С) – найгірша серед полімерних виробів. Якщо врахувати товщину стінки 3.4 мм при Ø20 мм (армованих PP-R трубопроводів діаметром 16 мм не існує), отримаємо опір теплопередачі R = 0.0034 / 0.24 = 0.014 м² • °С/Вт. Для активного теплообміну показник опору надто високий.
2. За гладкістю внутрішніх стінок до поліпропілену немає питань – шорсткість 0.01 мм не створює підвищеного гідравлічного опору.
3. При нагріванні на 50 градусів 100-метрова труба ПП-Р з алюмінієвим шаром додасть у довжині 150 мм, зі скловолокном – 31 см. Еластичність поліпропілену досить низька, навантаження на матеріал значно зросте. Трубопровід може тріснути, у першу чергу, на стиках.

   

4. Стійкість за тиском і температурою не викликає сумнівів. При нагріванні теплоносія до 70 °С магістраль з PP-R спокійно витримає робочий напір до 13 Бар. Якщо підняти температуру до 95 °С, допустимий тиск знизиться до 9 Бар.
5. Полімер має стійкість до будь-яких хімічних впливів і практично не пропускає кисень до теплоносія. Основна проблема – велика кількість стиків, що потрапляють під стяжку. Зігнути пряму поліпропіленову ділянку неможливо.

Примітка. Технічні параметри виробів PP-R узяті з документації бренду Valtec, опублікованій на офіційному сайті компанії. Ціни і характеристики інших трубних полімерів ми теж взяли у цього виробника – для справедливого порівняння.

Роз’яснимо деякі моменти. Значення теплового опору стінок R = 0.014 м² • °С/Вт ні про що не скаже пересічному користувачеві без порівняння з показниками інших пластмас. Ці розрахунки наведені нижче, в описах поліетиленових і металопластикових труб.

Проблема опалювальних поліпропіленових систем – неможливість візуально перевірити якість зварювання з’єднань. Іноді стики течуть через рік після випробувань високим тиском (опресування). Уявіть наслідки витоку всередині бетонного моноліту – пошуки дефекту, руйнування стяжки і ремонт.

Окреме питання – довга метушня з монтажем, з’єднань у бетоні виявиться багато. Приклади контурів, зібраних домашніми умільцями з ПП-Р, показані вище на фото. Навіть невисока ціна труби Ø20 – 28…42 грн (1… 1.57 у. о.) за погонний метр – не є підставою для використання поліпропіленових труб у «пирогу» теплої підлоги.

Параметри зшитого і термостійкого поліетилену

Зроблені з пластика PE-X трубопроводи виробляються двох різновидів – 3 і 5-шарові. Різниця полягає у місцезнаходженні антидифузійного бар’єру. В першому випадку непроникний полімер EVOH служить зовнішньою оболонкою труби, у другому – закладений всередину стінки і приклеєний обома сторонами до поліетилену. Колір труб – коричневий, сріблястий, червоний.

У користувачів нерідко виникає питання, які поліетиленові труби краще вибрати для підігріву підлоги – PE-X або PE-RT, чим вони відрізняються. Відповідаємо:

• молекулярна решітка пластика PE-X зшивається 3 способами, звідси три типи поліетилену – A, B і C;
• з точки зору монтажу та експлуатації опалення, труби з PE-X / A не відрізняються від PE-X типів B і C;
• матеріал підвищеної термостійкості PE-RT робиться зі звичайного поліетилену за дешевшою технологією – складна молекула полімеру модифікується;
• PE-RT програє PE-X за довговічністю, міцністю і термічною стійкістю;
• «ПЕКС» істотно дорожчий за PE-RT, приблизно на 20–40%;
• трубні стінки «ПЕРТ» позбавлені антидифузійного бар’єру, тому теплоносій насичується киснем зі швидкістю не менше 0.1 г/м³ • доб. (на відкритому повітрі);
• матеріал PE-RT термопластичний, трубопровід можна багаторазово розплавляти і зварювати без втрати властивостей.

Довідка. Вартість труби Valtec 16 х 2 мм із зшитого поліетилену становить 25.5 грн за метр (близько 1 у. о.). Виріб аналогічного діаметру з термостабілізованого пластика PE-RT коштує 18.4 грн/1 м. п. (0.7 у. о.).

Перейдемо до нашого списку вимог:

1. Труба для теплої водяної підлоги «ПЕКС» і «ПЕРТ» має однакову теплопровідність – 0.38 Вт /(м • °С). Розрахуємо термічний опір стінок товщиною 2 мм: R = 0.002 / 0.38 ≈ 0.005 м² • ° С/Вт – майже в 3 рази нижче, ніж у ППР. Тобто, поліетиленові контури набагато краще передаватимуть тепло стяжці.
2. Еквівалентна шорсткість поверхні – 0.007 мм – відмінний показник гладкості труб.
3. Нагрівшись на 50 °С, 100-метрова вільна ділянка трубопроводу «ПЕКС» подовжиться на цілих 100 см. Але завдяки еластичності і деяким прийомам монтажу розширення всередині бетонної плити спокійно компенсується структурою матеріалу.
4. Максимальна робоча температура труби PE-X становить 90 °С, PE-RT – 80 градусів, короткочасна – 95 і 90 °С відповідно. Експлуатаційний тиск теплоносія – 6…10 Бар залежно від ступеня нагріву.

Висновок. Параметри задовольняють вимогам до водяних контурів підлогового опалення.

Слабке місце поліетиленових систем – киснева проникність. Оснащений бар’єром «ПЕКС» пропускає менше 0.1 г/м³ на добу, «ПЕРТ» – набагато більше. Але оскільки труби заливаються цементно-піщаним розчином, доступ повітря істотно обмежується, проникнення кисню зводиться до мінімуму.

Поліетилени мають двояку властивість – молекулярну пам’ять, що змушує трубопровід вигинатися до первісної форми бухти. Особливість ускладнює кріплення нагрівальних петель до теплоізоляції підлоги – якщо труби не провернути навколо власної осі, кінці задиратимуться догори. Як боротися з цим явищем, дивіться на відео нашого експерта.

Позитивний ефект молекулярної пам’яті – здатність до відновлення після зламу. Місце пошкодження досить розпрямити і підігріти будівельним феном – пластик прийме колишню форму, не втративши еластичності та міцності.

Аналізуємо властивості металопластику

По суті, ця п’ятишарова труба є аналогом матеріалу «ПЕКС». Замість антикисневого полімеру EVOH застосований каркас з алюмінію завтовшки 0.25…0.4 мм (залежно від діаметра виробу). Всередині проходить самонесуча трубка із зшитого поліетилену, зовні – оболонка з такого ж пластика. Шари скріплені спеціальним клеєм.

Довідка. Маркування металополімерних труб відповідає будові – PEX-AL-PEX. Цікавий момент: бренд Rehau пропонує універсальну лінійку трубопроводів RAUTITAN Stabi із зовнішньою оболонкою зі звичайного (не зшитого) поліетилену.

Проаналізуємо металопластик по заданим на початку критеріям:

1. Теплопровідність п’ятишарової конструкції – 0.45 Вт/(м • °С), товщина стінок труб діаметром 16 і 20 мм складає 2 мм. Значить, опір передачі теплоти R дорівнює 0.002 / 0.45 = 0.004 м² • °С/Вт.
2. Подовження від нагрівання 100-метрового відрізка на 50 °С – усього 13 см.
3. Робоча температура при напорі 10 Бар – до 95 градусів, короткочасна аварійна – 130 °С. Киснева проникність стінок близька до нульової.
4. Ціна труби Valtec Ø16 х 2 – 29.7 грн (1.10 у. о.), Ø20 х 2 — 40.2 грн (1.5 у. о.) за метр погонний.

Зверніть увагу: показники теплопровідності, робочої температури та відносного подовження металопластика є кращими серед усіх полімерних труб. Гладкість матеріалу не згадуємо, оскільки значення шорсткості ідентичне поліетилену – 0.007 мм.

Важлива відмінність багатошарової металопластикової труби – відсутність молекулярної пам’яті. Після вигину жорсткий алюмінієвий каркас приймає необхідну форму, долаючи силу пружності поліетиленових шарів. Зазначена властивість є великою підмогою монтажникові, головне, витримати мінімальний радіус вигину – 6 і 8 см для труб Ø16 і 20 мм відповідно.

Металеві труби для підігріву підлоги

У сучасних мережах теплопостачання заміських будинків використовуються сталеві, нержавіючі та мідні труби. Для монтажу підлогових водяних систем застосовується 2 різновиди металевих трубопроводів:

• мідь відпалена, зовнішній діаметр 15, 18 і 22 мм з товщиною стінки 1 мм (продається в бухтах по 25 м);
• гофра нержавіюча відпалена ½ і ¾ дюйма (Ø15…20 мм), метраж бухти – від 10 до 50 м.

Історична довідка. За часів СРСР теплі підлоги влаштовувалися у дитячих садках згідно з вимогами будівельних норм. Нагрівальні контури зварювалися з водогазопровідних оцинкованих труб, відлитих з чорної сталі.

Оцінимо параметри труб з металу:

1. Коефіцієнт теплопровідності міді та сталі настільки великий (389 і 45 Вт/м • °С відповідно), що робити розрахунки безглуздо – за цією характеристикою метал легко виграє у будь-якого пластика.
2. Еквівалентна шорсткість нових виробів – 0.01 мм. Під час експлуатації гладкість стінок погіршується, гідравлічний опір поступово збільшується.
3. Лінійне розширення металів незначне порівняно з полімерами – 55…85 мм на 100 метрів теплової магістралі при дельті температур 50 °С. Матеріали досить еластичні, щоб подовжуватися всередині бетону і не руйнувати стяжку.
4. Мідь Ø18 х 1.0 мм спокійно тримає робочий тиск до 67 Бар при максимальній температурі 200 °С. Параметри гофрованої нержавіючої сталі – 15 Бар і 150 градусів відповідно. Заявлені показники покривають вимоги для ТП з великим запасом.
5. Сталь і мідь абсолютно не пропускає кисень, але схильні до повільного руйнування від корозії. Слабкі місця – ділянки, що перетинають лінії домашньої електропроводки.

Проблема гнучкої нержавіючої труби – хвиляста гофрована структура, яка створює значний гідравлічний опір потокові. На довжині 1 см розташовується не менше 20 піків заввишки більше міліметра. Момент другий: у западинах почне збиратися дрібний пісочок, який мандрує системою разом з теплоносієм.

Інформація за ціною матеріалів. Мідний трубопровід Ø18 х 1.0 коштує приблизно 120 грн за метр (4.5 у. о.), нержавіюча сталь Ø20 мм (внутрішній – 15 мм) обійдеться 75.5 грн/1 м (2.83 у. о.).

Незважаючи на чудові експлуатаційні показники, мідь досить рідко використовується для монтажу ТП. Причини:

• матеріал в 2—4 рази дорожчий за полімери;
• складність укладання труби, для акуратного перегину і формування петель теплої підлоги треба мати досвід;
• трубопровід боїться зламів, які можна виправити тільки за допомогою професійної пайки.

Відносно гофри: крім проблем з гідравлікою, існує питання недовіри. Справа в тому, що матеріал з’явився на ринку відносно недавно і не встиг відпрацювати в підлогових системах 10–20 років. Тобто, реальна довговічність нержавійки невідома.

Вибираємо кращий варіант для ТП

Якщо уважно вивчити аналіз кожного типу трубопроводів, можна зробити попередній висновок: мідь виграє за всіма експлуатаційними показниками, але істотно програє полімерам в ціні. Гофра з нержавійки теж не стане альтернативою поліетилену – вона вдвічі дорожче і гірша за гідравлікою.

Яку трубу використовувати для теплої підлоги в першу чергу:

1. Номер 1 нашого рейтингу – перевірений багаторічною практикою металопластик PEX-AL-PEX. Матеріал відносно недорогий, зручний у монтажі своїми руками, довговічний, добре передає тепло і мало подовжується від нагрівання.
2. Зшитий поліетилен PE-X – труби для професіоналів, які вміють якісно робити контури ТП. «ПЕКС» легко відновлюється після зламу, але гірше проводить тепло і сильно розширюється від підвищення температури.
3. Термостійкий поліетилен PE-RT – бюджетний варіант для професійного монтажу. Основні недоліки: киснева проникність і суттєве зменшення терміну служби у разі перегріву.
4. Четверте місце мідної труби обумовлене високою ціною, недоступною більшості пересічних домовласників. Якщо не враховувати цей фактор, мідь стане ідеальним варіантом для підлогового опалення.
5. Нержавіюча гофра підходить для коротких ділянок, наприклад, сполучних підводок і шлангів. Закладати хвилясті труби під стяжку – невдале рішення.
6. Поліпропілен не використовуємо зовсім.

Зауваження. При порівнянні різних трубопровідних систем вартість фітингів не враховувалася, оскільки в підлозі контури монтуються без з’єднань.

Рекомендація по правильному укладанню і бетонуванню трубопроводів PE-X і PE-RT. Не перевищуйте довжину труби в одному контурі – 100 м, ідеально – 80 м. Перед заливанням розчину наповніть систему водою і накачайте випробувальний тиск (він має бути у 1.5 рази вище робочого). Детально технологія монтажу ТП описана в окремій статті.

Додамо кілька аргументів на користь вибору поліетилену або металопластику для нагріву підлог. По-перше, полімери давно і успішно перевірені у європейських країнах. По-друге, хімічний склад основної речовини безперервно удосконалюється, а властивості поліпшуються. По-третє, полімерні труби вельми довговічні, нормативний ресурс експлуатації – 50 років.

Наостанок про діаметр трубопроводів

Зазвичай при самостійному облаштуванні водяної теплої підлоги у домовласника виникає питання, який діаметр труб вибрати – 16 або 20 мм. Відповімо простими словами:

• у переважній більшості випадків петлі прокладаються трубами Ø16 мм (внутрішній прохід – Ду10);
• діаметр 20 мм (Ду15) потрібно використовувати на довгих контурах, чия протяжність становить 100…120 метрів, аби зменшити опір;
• застосування магістралей більшого розміру виправдане у приміщеннях великої площі з високими стелями, що обігріваються тільки системою ТП без допомоги радіаторів.

Кращий спосіб правильно підібрати діаметр, а заразом дізнатися витрати труб на теплі підлоги – виконати розрахунок. Треба обчислити інтервал укладки за температурою поверхні моноліту, користуючись технічною літературою або нашою спрощеною інструкцією.