Niewidoczne ogrzewanie

Większość inwestorów nadal wybiera rozwiązania tradycyjne, czyli kocioł grzewczy na dostępne i odpowiadające im paliwo oraz komplet grzejników wodnych, popularnie nazywanych kaloryferami. Nie ma w tym nic dziwnego, że właśnie takie rozwiązanie jest preferowane – większość z nas nie lubi eksperymentować za własne pieniądze. Oczywiście za takim rozwiązaniem przemawia szereg korzyści, jak chociażby łatwość instalacji i możliwość późniejszej modyfikacji, stosowanie praktycznie dowolnego rodzaju kotła grzewczego i paliwa, prosta regulacja temperatury, td.. Ale niestety tradycyjne kaloryfery nie są w stanie zapewnić komfortu cieplnego. W tym artykule proponuję Państwu zapoznanie się z ogrzewaniem podłogowym, które jest w stanie sprostać temu wyzwaniu.

Wodne ogrzewanie podłogowe
 

Decyzję o wyborze tego rodzaju ogrzewania należy podjąć dość wcześnie, bo już na etapie projektowania domu lub ewentualnie przed rozpoczęciem jakichkolwiek prac budowlanych, kiedy to do zakupionego projektu można wprowadzić zmiany. Ogrzewanie podłogowe, ze względu na grubość izolacji oraz grubość i ciężar płyty grzewczej, narzuca warunki co do wysokości pomieszczeń i wytrzymałości podłóg i stropów. Dodatkowo należy uwzględnić sposób rozprowadzenia instalacji w domu, umiejscowienie rozdzielacza ogrzewania podłogowego, rozkład pomieszczeń i stałych elementów zabudowy.
 

Zalety

Jak wszystko, wodne ogrzewanie podłogowe ma wady i zalety. Największą zaletą jest uzyskanie korzystnego rozkładu ciepła w pomieszczeniu: najcieplej jest przy podłodze, natomiast na wysokości głowy – nieco chłodniej. Jest to najbardziej zbliżony do idealnego rozkład temperatury. Komfort cieplny, który towarzyszy ogrzewaniu podłogowemu, pozwala dodatkowo na obniżenie temperatury w pomieszczeniu nawet o 2 stopnie, bez jakiegokolwiek uszczerbku dla niego. Ma to korzystny wpływ zarówno na wilgotność powietrza w pomieszczeniu, jak i na zmniejszenie kosztów ogrzewania (nawet o 10 proc.).

Bardzo dużą zaletą ogrzewania podłogowego jest oddawanie ciepła całą powierzchnią podłogi. Ma to istotne znaczenie dla równomiernego dogrzania pomieszczeń, zwłaszcza tych dużych – salonów i holów.
W porównaniu z tradycyjnymi grzejnikami, temperatura elementu grzewczego (podłogi) w tym typie ogrzewania jest niska (22–26 stopni). Dzięki temu mniejsza jest cyrkulacja powietrza, a tym samym mniejsze unoszenie kurzu.
Wodne ogrzewanie podłogowe może współpracować z tradycyjną instalacją lub stanowić kompleksowe rozwiązanie dla całego domu. Jako źródło jego zasilania można zastosować tradycyjne kotły gazowe lub olejowe (ze względu na łatwość sterowania temperaturą wody), kotły kondensacyjne o wysokiej sprawności lub ekologiczne źródła energii, jak kolektory słoneczne czy pompy ciepła. Stosując ten rodzaj ogrzewania, można całkowicie wyeliminować z domu grzejniki.

Ogrzewanie podłogowe można zastosować dodatkowo do ogrzewania najbliższego otoczenia budynku, np. strefy przed drzwiami wejściowymi. Pozwala to na łatwe pozbycie się śniegu i ewentualnego oblodzenia.

A teraz pora na wady...

Przede wszystkim są to wysokie koszty instalacji ogrzewania, które mogą być wyższe nawet o 30 proc. niż w przypadku tradycyjnego rozwiązania.
Dużym utrudnieniem są również „ograniczenia” architektoniczne. Przede wszystkim chodzi o wspomnianą już wcześniej konieczność zaplanowania ogrzewania na etapie projektowania budynku, określenie sposobu wykończenia podłóg, którego niestety nie będzie można później zmienić na inny, oraz niezmienny rozkład powierzchni grzewczej.

Na podłogach nie można kłaść grubych dywanów i mebli o dużej powierzchni, zwłaszcza tych, które nie mają prześwitu pod spodem. Nie zastosowanie się do tego może skutkować niedogrzaniem pomieszczeń.
Ogrzewanie podłogowe charakteryzuje się również dość dużą bezwładnością cieplną i może nastręczać kłopotu przy regulacji temperatury, zwłaszcza początkującym użytkownikom.

Ostatnią już chyba wadą jest wysoki koszt naprawy instalacji grzewczej. Na szczęście konieczność taka może wystąpić tylko przy uszkodzeniach mechanicznych, błędach wykonawczych lub nieprawidłowym użytkowaniu (np. przegrzanie instalacji).
Czy zatem warto porywać się na ogrzewanie podłogowe? Na pewno należy sobie wszystko dokładnie przemyśleć, przeanalizować wszystkie za i przeciw. Niewątpliwie koszty instalacji są wyższe, jednak eksploatacja może być tańsza. Na pewno oszczędności z tego tytułu po jakimś czasie zniwelują tę 30-procentową różnicę w kosztach instalacji. Na „tak” przemawiają również: lepsze dogrzanie pomieszczeń i lepszy mikroklimat w domu. Decyzja należy jednak do Państwa.

Jak to się robi?

Przystępując do wykonania ogrzewania podłogowego, w pierwszej kolejności należy obliczyć parametry techniczne instalacji: gęstość strumienia cieplnego, temperaturę wody, rozstaw rur grzewczych, liczbę obwodów grzewczych. Na koniec należy wykonać stosowne obliczenia hydrauliczne.
Po wybudowaniu wszystkich ścian wewnętrznych i ich otynkowaniu oraz po przygotowaniu podłoża można przystąpić do wykonania ogrzewania podłogowego:

• zamontować rozdzielacz powyżej poziomu płyty grzewczej (około 0,5 m nad powierzchnią przyszłej posadzki) w centralnym położeniu w stosunku do wszystkich obwodów grzewczych,
• ułożyć w danym pomieszczeniu taśmę brzegową (dylatacyjną) zapewniającą swobodę ruchu płyty grzewczej oraz izolującą cieplnie od przegród pionowych,
• rozłożyć na podłodze folię PE stanowiącą izolację przeciwwilgociową,
• ułożyć płyty styropianowe będące izolacją cieplną (straty ciepła ku dołowi nie powinny przekraczać 10 proc.),
• przykryć styropian folią PE z podziałką, ułatwiającą później układanie instalacji,
• rozłożyć rury grzewcze z uwzględnieniem dylatacji, mocując je do styropianu specjalnymi spinkami,
• wykonać dylatacje, zapewniające ruch płytom grzejnym,
• wykonać próbę szczelności instalacji,
• zrobić wylewkę jastrychową o grubości dającej przykrycie rur rzędu 50 mm (np. dla rur o średnicy 16 mm bez zbrojenia jastrychu wylewka powinna mieć grubość 66 mm),
• po 28 dniach od wykonania wylewki musi być ona sezonowana jeszcze przez 7 dni w temperaturze 35 stopni,
• dopiero po sezonowaniu należy ułożyć posadzkę, dokładnie przyklejając ją do podłoża klejami odpornymi na wysoką temperaturę, z uwzględnieniem wcześniej wyznaczonych dylatacji płyty grzewczej.

Dylatacje

Dylatacje zabezpieczają przed pękaniem bądź wypiętrzaniem warstwy grzewczej na skutek procesów rozszerzania i kurczenia się pod wpływem temperatury. Wykonywane są przy ścianach, w otworach drzwiowych, pomiędzy obwodami grzewczymi oraz w pomieszczeniach w kształcie litery L, U lub Z. Powierzchnia bez dylatacji nie powinna być większa niż 30 m2 (bok nie dłuższy niż 6 m) lub w przypadku zbrojenia jastrychu 40 m2 (bok Ł 8 m).
 

Układanie

Układanie rur rozpoczyna się od podłączenia jednego końca do rozdzielacza. Długość wężownicy nie powinna być większa niż 100 m (możliwe jest zastosowanie kilku wężownic w jednym pomieszczeniu połączonych równolegle). Maksymalna odległość między rozdzielaczem a wężownicą nie powinna przekraczać 10 m (w innym przypadku należy zastosować więcej rozdzielaczy). Ze względu na możliwe znaczne różnice w temperaturze podłogi rozstaw rur nie powinien być większy niż 30 cm.
 

Okładziny podłogowe

Do wykończenia podłogi wykorzystuje się okładziny o małym oporze cieplnym, takie jak płytki ceramiczne lub kamienne. Można także użyć – choć nie są one zalecane – wykładziny PVC, wykładziny dywanowe lub parkiet. Wszystkie materiały powinny być dopuszczone przez producenta do stosowania w ogrzewaniu podłogowym i posiadać w związku z tym odpowiednie oznaczenie.
Istnieje również system montażu ogrzewania podłogowego „na sucho”. W tym przypadku stosowany jest system różniący się zabudową wężownicy grzejnej. Rurki w tym systemie układa się w specjalnych rowkach w warstwie izolacji cieplnej, a następnie po przykryciu folią PE pokrywa się płytami jastrychowymi. Zaletą systemu suchego jest szybki montaż, nieznaczny ciężar i mniejsza wysokość warstwy grzewczej.
 

Układy zasilania i regulacji temperatury

Ogrzewanie podłogowe może stanowić samodzielną instalację lub współpracować z instalacją grzejnikową. W związku z tym, że wymaga ono niższej temperatury niż grzejnik (około 40–55 stopni dla ogrzewania podłogowego, 70–80 stopni dla grzejników), w tym drugim przypadku stosuje się układy mieszające mające za zadanie uzyskanie odpowiedniej temperatury poprzez zmieszanie wody zasilającej z powracającą z instalacji grzejnikowej. Ogrzewanie podłogowe stanowi wówczas oddzielny obieg z własną pompą.

W przypadku ogrzewania podłogowego wodnego korzystne jest zastosowanie kotła kondensacyjnego jako podstawowego źródła ciepła. Kocioł kondensacyjny charakteryzuje się sprawnością przekraczającą 100 proc. (wg producentów do 109–112 proc.), możliwą do uzyskania dzięki wykorzystaniu dodatkowego ciepła, odzyskanego ze spalin. Proces kondensacji polega na schłodzeniu (z ponad 100 do około 50 stopni) i wykropleniu pary wodnej z produktów spalania. Sprawność kotła kondensacyjnego jest większa przy niższej temperaturze wody powrotnej (bardziej efektywna kondensacja), dlatego zastosowanie go w układzie z ogrzewaniem podłogowym, które jest niskotemperaturowe, daje możliwość uzyskania większych oszczędności. Kotły kondensacyjne zużywają około 20–40 proc. mniej paliwa niż kotły tradycyjne, co jest bardzo istotne przy wieloletniej eksploatacji.
Eksploatacyjna regulacja temperatury odbywa się w sposób ciągły i jest zależna od temperatury zewnętrznej. W układach samodzielnych sterowana jest praca kotła, a w pozostałych przypadkach – proces mieszania wody. Zachowany jest stały przepływ wody o zmiennej temperaturze. Dodatkowo można sterować temperaturą miejscowo dzięki termostatom pokojowym. Ustalona temperatura jest uzyskiwana przez ograniczenie przepływu wody przez wężownice. Zastosowanie termostatów zegarowych pozwala na programowanie dobowych i tygodniowych zmian temperatury.

Elektryczne ogrzewanie podłogowe
 

Ogrzewanie tego typu stanowi dość interesującą alternatywę dla ogrzewania wodnego. Ma te same zalety co ogrzewanie podłogowe wodne, a z drugiej strony można wybrać rozwiązanie nie wymagające ingerencji w architekturę budynku i tak dużych nakładów pracy przy jego wykonaniu. Dodatkowo nie wymaga ono kotłowni, kotła grzewczego, komina oraz doprowadzenia np. gazu do działki.
 

Zakres zastosowania

Możliwe są cztery sposoby realizacji elektrycznego ogrzewania podłogowego:

• bezpośrednie ogrzewanie podłóg betonowych,
• ogrzewanie akumulacyjne podłóg betonowych,
• ogrzewanie podłóg cienkowarstwowych i remontowanych,
• ogrzewanie podłóg drewnianych.

Ogrzewanie może być zrealizowane przy użyciu kabli grzejnych lub specjalnych mat grzejnych.
Przy bezpośrednim ogrzewaniu podłóg betonowych, kable lub maty są rozkładane na dolnej części wylewki betonowej o maksymalnej grubości 5 cm. Maksymalna moc dostarczana wynosi 150–160 W/m2. Ogrzewanie tego typu może być ogrzewaniem zasadniczym lub wspomagającym inny system grzewczy. Jeśli wyliczone zapotrzebowanie na moc przekracza maksymalną dopuszczalną wartość, należy zastosować ogrzewanie wspomagające, np. w postaci naściennego grzejnika konwekcyjnego.

Tak jak w przypadku ogrzewania wodnego, bardzo duże znaczenie dla skuteczności ogrzewania ma izolacja cieplna podłogi oraz izolacja pionowa w strefie brzegowej (przy ścianach). Dodatkowo w pomieszczeniach wilgotnych konieczne jest wykonanie izolacji przeciwwilgociowej, zapobiegającej przenikaniu wody do konstrukcji podłogi.

Ogrzewanie akumulacyjne, ze względu na znaczny ciężar płyty grzejnej, stosuje się na parterze. Warunkiem opłacalności zastosowania tego typu rozwiązania jest możliwość korzystania z tańszej taryfy za prąd. W ciągu ośmiu godzin nocnych oraz dwóch w ciągu dnia kable i maty grzejne muszą wytworzyć tyle ciepła, aby wystarczyło go na pozostałe 14 godzin. Moc typowego ogrzewania akumulacyjnego wynosi 150–175 W/m2. Jeśli z obliczeń na zapotrzebowanie mocy cieplnej przekroczona zostaje wartość 175 W/m2, konieczne jest zastosowanie ogrzewania wspomagającego, np. w postaci ogrzewania podłogowego w strefie brzegowej lub grzejnika naściennego.
Grubość warstwy akumulacyjnej podłogi zależy od wyliczonych strat ciepła dla danego pomieszczenia, długości okresu niskotaryfowego (dotyczy doładowania popołudniowego), rodzaju wykończeniowej warstwy podłogi i konstrukcji budynku. Zwykle przewody grzejne są przykryte 7,5–14-centymetrową warstwą betonu.

Ogrzewanie cienkowarstwowe stosuje się głównie w kuchniach i łazienkach. Specjalne maty grzejne wraz z nowym pokryciem zwiększają grubość podłogi o 12 mm. Ogrzewanie tego typu może być stosowane na starych posadzkach, bez konieczności ich usuwania. Dla podłóg pokrytych posadzkami kamiennymi zaleca się maty o mocy 150–160 W/m2, w innych przypadkach (wykładziny, drewno) 100 W/m2.
Ogrzewanie elektryczne można również zastosować przy podłogach drewnianych, zarówno tych kładzionych na betonie, jak i tych na legarach lub starych podłogach drewnianych. Warunkiem jest ścisłe zastosowanie się do zaleceń producenta ogrzewania. W przypadku legarów moc grzewcza nie może przekroczyć 80 W/m2, w pozostałych przypadkach 100 W/m2. Jako pokrycie można zastosować zarówno deski, jak i panele laminowane. Warunkiem dopuszczającym jest maksymalna robocza temperatura określona przez producenta. Drugim czynnikiem jest grubość pokrycia. W przypadku desek z drewna miękkiego o ciężarze 400–600 kg/m3 (sosna) nie powinna ona przekraczać 2 cm, w przypadku drewna twardego o ciężarze powyżej 600 kg/m3 (buk, dąb) – 3 cm.

Automatyka

Sterowanie ogrzewaniem podłogowym elektrycznym odbywa się przy użyciu termostatów zapewniających optymalne wykorzystanie energii elektrycznej do celów grzewczych. Zazwyczaj stosuje się termostaty wyposażone w układy zegarowe, pozwalające na programowanie temperatury w ciągu doby lub tygodnia. Dzięki obniżeniu temperatury w nocy lub w ciągu dnia, kiedy np. wszyscy domownicy opuszczają dom, można zmniejszyć znacznie koszty eksploatacji. Dodatkowo termostaty „zegarowe” są nieodzowne w przypadku ogrzewania akumulacyjnego, kiedy użytkownikowi zależy na korzystaniu z tańszej taryfy w określonych godzinach w ciągu doby.

Z termostatami współpracują czujniki wewnętrzne podłogowe i pokojowe oraz w niektórych przypadkach zewnętrzny pogodowy. Zadaniem czujników podłogowych jest zapewnienie komfortowej temperatury podłogi lub nie dopuszczenie do nadmiernego jej nagrzania (np. w przypadku podłóg drewnianych). Drugi typ czujników jest stosowany do regulacji temperatury w pomieszczeniu, w którym ogrzewanie podłogowe stanowi jedyne źródło ciepła. Zewnętrzny czujnik pogodowy jest stosowany przy ogrzewaniu akumulacyjnym w zaawansowanym sterowaniu, w przypadku gdy termostat wyposażony w moduł logiki rozmytej ciągle monitoruje temperaturę zewnętrzną, temperaturę płyty grzejnej oraz okresy taniej taryfy. Na podstawie tych informacji termostat jest w stanie określić bardzo dokładnie czas pracy oraz momenty załączania i wyłączania poszczególnych układów grzewczych.

Ogrzewanie podłogowe jest bardzo trwałe i przy prawidłowym użytkowaniu powinno służyć przez długie lata. Trwałość wodnego ogrzewania, jeśli chodzi o elementy znajdujące się w podłodze, szacowana jest na co najmniej 50 lat, natomiast elektrycznego jest porównywalna z trwałością budynku. Układy automatycznej regulacji zapewniają praktycznie bezobsługową eksploatację. Czy zatem warto poeksperymentować? Niech Państwo ocenią sami.
 

Czy ten artykuł był dla Ciebie interesujący?