SZCZEGÓLNIE W OKRESIE ZIMOWYM WIĘKSZOŚĆ CZASU SPĘDZA SIĘ W ZAMKNIĘTYCH PRZESTRZENIACH. ISTOTNYM JEST WIĘC, ABY MIKROKLIMAT POMIESZCZEŃ, W KTÓRYCH SIĘ ZNAJDUJEMY, ZAPEWNIAŁ KOMFORTOWE WARUNKI DO ŻYCIA.
Spośród czynników charakteryzujących mikroklimat w małych przestrzeniach, takich jak ruch powietrza i wilgotność, zdecydowanie największe znaczenie ma temperatura, jej wahania i przede wszystkim – rozkład. Istniejące systemy ogrzewania pomieszczeń charakteryzują się różnym sposobem przekazywania ciepła, dlatego też odczucie komfortu cieplnego w zależności od wybranego rozwiązania może być inne. W niniejszym artykule opisano mechanizmy przekazywania ciepła w zależności od wybranego rodzaju ogrzewania. Wskazano najbardziej optymalny dla człowieka rozkład temperatury i system ogrzewania, który w efektywny sposób umożliwia osiągnięcie zbliżonego do optymalnego rozkładu temperatur w powietrza w pomieszczeniach. Ponadto, określono działania umożliwiające poprawę komfortu cieplnego w pomieszczeniach w oparciu o zastosowanie płaszczyznowego systemu ogrzewania i izolacji termicznej przegród.
Komfort cieplny i idealny rozkład temperatury
Stan, w którym człowiek odczuwa zadowolenie z warunków termicznych otoczenia nazywany jest komfortem cieplnym. W tym stanie ciepło wytwarzane w wyniku metabolizmu organizmu ludzkiego jest w całości oddawane do otoczenia. Komfort cieplny jest zależny od aktywności fizycznej, oporu cieplnego odzieży oraz warunków mikroklimatu. To właśnie zapewnienie odpowiedniej temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza, a także temperatury promieniowania przegród, jest gwarantem dobrego samopoczucia.
Istotną kwestią w odczuciu komfortu cieplnego jest także sposób, w jaki rozkłada się temperatura w pomieszczeniu. Najbardziej optymalne warunki dla organizmu ludzkiego obejmują profil, w którym wyższa temperatura panuje na poziomie stóp, natomiast niższa w okolicach głowy. Różnica między tymi wartościami, nie powinna przekraczać 3°C. Na rozkład temperatury w pomieszczeniu bezpośredni wpływ ma sposób, w jaki pomieszczenia zaopatrywane są w ciepło. Profile temperatur w zależności od systemu ogrzewania przedstawiono na poniższym wykresie.
Rysunek 1. Rozkład temperatur w zależności od sposobu ogrzewania (opracowanie własne)
Jak wynika z powyższego wykresu, w najczęściej stosowanym systemie konwekcyjnym (wymiennik ciepła w postaci grzejników) najwyższa wartość temperatury panuje w okolicach sufitu, podczas gdy najniższa – w okolicach podłogi. Ma to bezpośredni związek z głównym sposobem wymiany ciepła w tym systemie – konwekcją – w którym ciepło unoszone jest na skutek makroskopowego ruchu cząsteczek powietrza.
Podobnym rozkładem temperatury charakteryzuje się także ogrzewanie powietrzne. W przypadku ogrzewania płaszczyznowego (wymiennik ciepła w postaci obiegów wodnych ogrzewania podłogowego) ciepło oddawane jest do powietrza głównie na skutek promieniowania. Ponieważ powierzchnia wymiany ciepła jest w tym wypadku zdecydowanie większa i zlokalizowana w najniżej położonym miejscu w pomieszczeniu, ogrzewanie podłogowe zapewnia równomierny rozkład temperatury w płaszczyźnie poziomej, jak również zbliżony do optymalnego dla ludzi rozkład temperatury w płaszczyźnie pionowej.
Poprawa komfortu – modernizacja systemu ogrzewania
Chcąc zwiększyć poziom komfortu cieplnego w domu lub mieszkaniu należy rozważyć zmianę sposobu, w jaki pomieszczenia zaopatrywane są w ciepło. Instalacja ogrzewania podłogowego, zarówno we wszystkich pomieszczeniach, jak również tylko w części z nich pozwoli na osiągnięcie tego celu. Oprócz wspomnianego komfortu cieplnego, ogrzewanie podłogowe wyróżnia się także innymi benefitami. Ogrzewanie płaszczyznowe funkcjonuje przy zdecydowanie niższych temperaturach medium grzewczego w obiegu (40-55°C), niż konwencjonalne ogrzewanie grzejnikowe (70-90°C).
Dzięki temu ilość wytwarzanej energii niezbędnej do ogrzania wody obniża się, skutkując obniżeniem kosztów eksploatacji ogrzewania. Ponadto niższa temperatura medium, to także niższa temperatura wymienników ciepła, która ma kluczowe znaczenie dla komfortu oddychania. W niższych temperaturach powietrze niezbędne do oddychania nie ulega wysuszeniu, dzięki czemu śluzówka nosa i gardła pozostaje nawilżona, chroniąc przed infekcjami. Dzięki temu, że głównym mechanizmem wymiany ciepła w ogrzewaniu płaszczyznowym jest promieniowanie, a nie konwekcja, ruch powietrza i jego elementów, w tym kurzu i innych alergenów, jest mniejszy.
KOMFORT PRZEBYWANIA W POMIESZCZENIU Z TYM RODZAJEM OGRZEWANIA JEST DUŻO WYŻSZY, ZWŁASZCZA DLA ALERGIKÓW.
W dobie rozwoju niskoemisyjnych źródeł ciepła i energii, a także maksymalizacji efektywności istniejących systemów dla obniżenia kosztów i wpływu na środowisko naturalne warto wspomnieć, że niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe doskonale wpisuje się w te założenia. Ponieważ temperatura wody w obiegach grzewczych jest niższa, optymalne warunki cieplne przy relatywnie niskich kosztach operacyjnych mogą zapewnić takie urządzenia jak pompy ciepła czy panele fotowoltaiczne.
Należy jednak nadmienić, że możliwe jest także poprawne funkcjonowanie systemu ogrzewania podłogowego we współpracy z tradycyjnymi kotłami na paliwa stałe i ciekłe. Sprawność takich urządzeń, związana z odpowiednimi parametrami spalania, jest zazwyczaj największa, gdy woda podgrzewana jest do temperatury około 80°C. Wartość ta odpowiednia dla systemu konwekcyjnego, jest zdecydowanie za wysoka dla systemu płaszczyznowego.
Rozwiązaniem tej kwestii jest zastosowanie dodatkowego układu mieszającego podgrzaną do wysokiej temperatury wodę z wodą znajdującą się w układzie powrotnym z obiegów grzewczych, której temperatura obniżyła się poprzez uwolnienie ciepła w pomieszczeniach. Połączenie obu strumieni w odpowiednich proporcjach umożliwi uzyskanie optymalnej temperatury zapobiegając zbyt wysokiej temperaturze podłóg. Zmiana systemu ogrzewania na ogrzewanie podłogowe w niektórych przypadkach może być uzasadniona jedynie w części pomieszczeń. W tym wypadku ogrzewanie grzejnikowe w pozostałych pomieszczeniach może funkcjonować w pierwotny sposób z wodą o wysokiej temperaturze podgrzaną w kotle, podczas gdy woda z układu mieszającego może zasilać pomieszczenia z ogrzewaniem podłogowym.
Poprawa komfortu – izolacja przegród
Instalacja systemu ogrzewania podłogowego może przyczynić się do poprawy komfortu cieplnego w budynkach mieszkalnych. Należy jednak pamiętać, że każdy system ogrzewania funkcjonuje w sposób nieefektywny bez prawidłowej izolacji termicznej przegród. Dotyczy to zarówno podłóg, ścian, oraz dachów i stropodachów. Zapewnienie odpowiedniej izolacyjności przegród wraz z odpowiednio zaprojektowanym do warunków systemem ogrzewania płaszczyznowego umożliwi zapewnienie komfortu cieplnego na odpowiednim poziomie.
Projekt ogrzewania podłogowego powinien uwzględnić parametry warstwy izolacyjnej, układanej bezpośrednio pod obiegami rur grzewczych. Przede wszystkim, materiały wykorzystywane do tych celów, oprócz dobrej izolacyjności termicznej, powinny także charakteryzować się wysoką odpornością na obciążenia. Ponadto, aby zapobiegać przenikaniu wilgoci, materiały izolacyjne warto zabezpieczyć folią izolacyjną, zdolną do odbijania promieniowania cieplnego. Dzięki temu zabiegowi ciepło oddawane przez obiegi grzewcze będzie skierowane we właściwym kierunku.
W ofercie firmy KOTAR znajdują się produkty spełniające w pełni ww. wymagania. Płyty styropianowe KOTAR EPS, dostępne w wariantach o różnej grubości, cechują się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła oraz wysoką odpornością na naprężenia ściskające. Zabezpieczenie przed wilgocią, refleksję promieniowania cieplnego, a także wsparcie przy układaniu obiegów grzewczych w odpowiednich odstępach dzięki nadrukowanym liniom, zapewniają folie IZOROL i IZOFOLIX. Zarówno odpowiednią izolację termiczną jak i przeciwwilgociową, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości na ściskanie można także uzyskać dzięki dostępnym w ofercie płytom IZOROL (płyty styropianowe zintegrowane z folią izolacyjną w różnych wariantach). Ponadto, w ofercie producenta znajdują się także płyty systemowe KR, wyposażone dodatkowo w specjalne wypustki ułatwiające montaż obiegów rur grzewczych w określonych schematach i odległościach.
