Šildomos grindys, kaip priemonė patalpoms šildyti, žinomos dar nuo antikos laikų. Tačiau tik pastaruoju metu, tobulėjant technikai ir naudojamoms medžiagoms, tai tapo įprastu ir visiems prieinamu šildymo būdu. Šiuo metu vis plačiau vartojamas terminas panelinis arba paviršinis šildymas, kuomet ne tik grindys, bet ir kiti vidaus paviršiai, pvz., sienos, naudojami šildymui. Ir ne tik šildymui ...
Laikai, kai energija buvo beatodairiškai švaistoma, seniai praėjo. Energijos taupymas šiandien įgauna vis didesnę reikšmę. Ir ne tik dėl nuolat augančių krosninio kuro ir dujų kainų, bet ir dėl to, kad būtų kuo mažiau teršiama aplinka.
Grindinis šildymas - kai grindys įšyla tiek, kad gali sušildyti ir patalpos orą, tai yra atlikti patalpų šildymo funkciją. Literatūroje lietuvių kalba daugiausia naudojama sąvoka grindų šildymas, o kalbama apie grindinį šildymą. Šiai naudojamai formai pritaria ir kalbininkai. Bet juk nesistebime išgirdę: radiatorinis, panelinis, centrinis, orinis šildymas. Toliau naudosime abi sąvokas: grindų ir grindinis šildymas.
Tokia klimato komforto palaikymo sistema gali taupyti energiją tiek šildant, tiek pakaitomis šildant ir vėsinant. Viena vertus, temperatūros palaikymui patalpoje, lyginant su radiatoriais, išdėstytais pagal patalpos perimetrą, panaudojami žymiai didesni energijos mainų paviršiai ir dėl to tiek šildymo, tiek vėsinimo atveju į grindis paduodamo vandens temperatūra nedaug tesiskiria nuo patalpos temperatūros (šildant apie 35°C vietoj 70°C, o vėsinant ji ne žemesnė nei 16°C). Be to, kuo žemesnė tiekimo vamzdynuose (stovuose) cirkuliuojančio šilumnešio temperatūra, tuo mažesni energijos nuostoliai į aplinką. Antra vertus, dėl to galima naudoti energiją taupančius šilumos ir šalčio šaltinius, kaip, pvz., žemos temperatūros ir kondensacinius katilus bei šilumos siurblius, o vėsinimo atveju - šulinių vandens vėsą.
Dar viena energijos taupymo neatsisakant komforto galimybė - sumažinti normalią patalpos temperatūrą nuo įprastinių 22°C iki 20°C. Dėl tolygaus šilumos pasiskirstymo patalpoje subjektyviai jaučiama temperatūra yra 1-2 laipsniais aukštesnė nei faktinė. Tačiau sumažinus patalpos temperatūrą tais pačiais 1-2 laipsniais papildomai galima sutaupyti nuo 6 iki 12 proc. energijos.
Grindinio šildymo sistemos ypatumai
Vandeninei grindinio šildymo sistemai naudojamas vidutiniškai karštas paprastai 30-40 °C vanduo, kitaip negu tradicinėms šildymo sistemoms, pavyzdžiui, radiatorinėms, į kurias tiekiamas 70 - 80 °C temperatūros vanduo. Grindų paviršius sušildomos ne daugiau kaip iki 29 °C. Ypač smagu vaikščioti „šaltomis“ medžiagomis padengtomis grindimis (pavyzdžiui, akmeninėmis plytelėmis ar standartinėmis plytelėmis), nes šiluma jaučiama labiausiai.
Sušildyti grindų konstrukciją galima keliais būdais: elektriniais kabeliais, grindyse esančiais kanalais pučiant šiltą orą, grindyse įmontuotais vamzdeliais, kuriais cirkuliuoja šiltas vanduo. Plačiausią pritaikymą įgavo šildymas elektra ir vandeniu.
Šiltas vanduo, tekėdamas grindyse esančiais vamzdeliais, sušildo betono masę, supančią vamzdelį. Betonas, pasižymėdamas geru šilumos laidumu ir didele šilumos akumuliacija, užtikrina, kad grindų paviršius šils vienodai. Šiltas grindų paviršius sušildo patalpos orą. Šiltas oras, kildamas nuo grindų paviršiaus, maišosi su patalpos oru ir palaipsniui vėsta.
Paminėtas temperatūrų pasiskirstymas patalpoje pasiekiamas, kai teisingai atlikti šiluminiai -techniniai skaičiavimai, o darbai atlikti laikantis skaičiavimo rezultatų ir darbų vykdymo technologijos.
Pagrindinis šiluminio-techninio skaičiavimo tikslas yra nustatyti vandens, tekančio vamzdeliais, temperatūrą ir horizontalų atstumą tarp grindų konstrukcijoje išdėstytų vamzdelių. Tai du pagrindiniai parametrai, apsprendžiantys grindų paviršiaus temperatūrą ir grindų įšilimo tolygumą. Vandens temperatūra vamzdeliuose gali svyruoti 35-55°C ribose, atstumas tarp vamzdelių - 10-30 cm. Reikia žinoti, kad prie didelių įstiklintų paviršių (langų, vitrinų ir pan.) vamzdelius grindyse būtina montuoti tankiau. Tai daroma grindų ruože, kurio plotis 1 m. Tokiu būdu išvengiama šalto oro srovių, krintančių nuo įstiklintų paviršių, įtakos visam patalpos temperatūrų pasiskirstymui. Neįrengus tokio ruožo, galimi nemalonūs pojūčiai, jausis šalto oro srovės prie grindų.
Betonas, kuriuo užpilami vamzdeliai, turi sudaryti tam tikro storio sluoksnį. Jei sluoksnis bus per plonas, vamzdelių paklojimo vietose betonas perkais: susidarys "karšti" ruožai grindų paviršiuje. Praktikoje nustatyta, kad optimalus betono sluoksnis sudaro 6,5 cm. Šiuo atveju betono storis virš vamzdelio - apie 4,5 cm. Į betono masę, prieš jį liejant, dedami plastifikuojantys priedai. Plastifikatorių paskirtis: padaryti betoną vienalyčiu, pašalinant oro burbuliukus ir sumažinti skilinėjimo tikimybę.
Kaip minėjome, įšilusi betono masė sušildo patalpos orą, tačiau dalis šilumos gali patekti į apačioje esančią patalpą. Tai daugeliu atvejų yra nepageidautina, todėl grindų konstrukcijoje tarp perdangos ir betono sluoksnio klojama šilumos izoliacija. Ypač svarbu parinkti teisingą izoliacijos storį, kad būtų sumažintas šilumos perdavimas į apačioje esančias patalpas arba gruntą.
Grindyse tarp patalpų, kurių oro temperatūros yra vienodos, įrengiamos šilumos izoliacijos storį siūloma priimti 3,2-3,5 cm, jei naudojamas polistirolas.
Gali būti, kad šildomos grindys montuojamos ant grunto, tuomet izoliacijos sluoksnio šilumos varža turi būti ne mažesnė 2,86 m²K/W.
Temperatūrinės siūlės
Dažnai, net ir teisingai atlikus skaičiavimus ir kruopščiai įrengus šildomas grindis, neįvertinamas betono tūrio plėtimasis. Betonas šildomas plečiasi, todėl atsiranda vidiniai įtempimai. Taip pat besiplečiantis betonas remiasi į patalpų sienas, o tai jau pavojinga!
Siekiant išvengti neigiamo besiplečiančio betono poveikio, būtina įrengti temperatūrines siūles. Jos pirmiausia įrengiamos visu patalpos perimetru ir durų angose.
Temperatūrinių siūlių įrengimui gali būti naudojamos įvairios izoliacinės medžiagos, kurios yra elastingos ir turi grįžtamąją deformaciją. Dažniausiai naudojamos pūsto polietileno juostos, kurių storis apie 1 cm.
Kad pilant betoną ant šilumos izoliacijos, betonas patalpos perimetru nepatektų po izoliacija, būtina temperatūrinės siūlės ir izoliacijos sujungimo vietą uždengti polietilenine plėvele.
Didesnė problema yra temperatūrinių siūlių įrengimas skersai patalpos.
Norime paminėti keletą užsienio valstybių normatyviniuose dokumentuose keliamų pagrindinių reikalavimų grindimis šildomų patalpų plotų suskaidymui temperatūrinėmis siūlėmis.
- Jei vienas patalpos matmenų yra didesnis kaip 8 m, taip pat reikia įrengti temperatūrinę siūlę.
- Temperatūrinė siūlė skersai patalpos taip pat įrengiama, kai patalpos ilgio ir pločio santykis didesnis už 2:1.
Yra ir daugiau sąlygų, apsprendžiančių temperatūrinės siūlės įrengimo būtinumą.
Šildomų grindų viršutinis sluoksnis taip pat turi įtakos šildymo efektui. Viena pagrindinių sąlygų yra ta, kad jei skersai patalpos yra įrengta viena ar keletas temperatūrinių siūlių, jų vieta ir forma turi būti atkartotos ir grindų dangoje.
Praktiškai grindų dangai galima naudoti visas medžiagas, kurioms dangos gamintojas suteikia specialų ženklą nurodantį, kad danga tinkama taikyti šildomoms grindims.
Lygiai, kaip šildomų grindų konstrukcijos apačioje įrengta šilumos izoliacija sumažina šilumos perdavimą žemyn, viršuje konstrukcijos esanti grindų danga taip pat gali įtakoti į šilumos atidavimo patalpai intensyvumą. Tai reikia įvertinti jau atliekant šiluminį-techninį šildomų grindų skaičiavimą.
Geriausiai šilumą praleidžia didelį tankį turinčios dangos medžiagos: plytelės, marmuras, akmuo. Šilumos atidavimą mažina įvairios kiliminės dangos. Tai yra pats sudėtingiausias būdas padengti šildomas grindis ir tuo pačiu brangiausias. Didžiausios problemos atsiranda tuomet, kai džiūstant medienai susidaro plyšiai. Taisyklingai įrengiant medines grindis, apačioje turėtų būti naudojami tvirtos ir storos faneros lakštai.
Straipsnio pradžioje jau minėjome, kad atliekant šildomų grindų šiluminius-techninius skaičiavimus nustatome eilę parametrų, tame tarpe vamzdžiais cirkuliuojančio vandens temperatūrą.
Mišrios šildymo sistemos
Jeigu grindimis šildoma tik dalis pastate esančių patalpų, o kitos šildomos įprastu būdu - radiatoriais, būtina, kad šildymo sistemoje cirkuliuotų dviejų temperatūrų vanduo. Šią sąlyga būtina užtikrinti, net ir tuomet, kai kalbame apie buto šildymą, kada šildomos grindys įrengiamos tik vonios patalpoje ir virtuvėje.
Daug paprasčiau sprendžiama, kai visame pastate įrengiamas tik grindinis šildymas, bet praktikoje tai yra reti atvejai.
Ekonomiški šildymo katilai, kaip taisyklė, dirba valdomi reguliatorių, reaguojančių į lauko oro temperatūros pokyčius. Atsiranda būtinumas turėti galimybę ruošti atitinkamos temperatūros vandenį šildomoms grindims.
Tam būtina sumontuoti trijų arba keturių eigų maišytuvą ant vamzdyno į šildomas grindis. Maišytuvo paskirtis yra iš šildomų grindų grįžtantį vandenį tam tikru santykiu sumaišyti su paduodamu į grindų šildymo sistemą vandeniu ir gauti reikiamos temperatūros vandenį. Sumaišymo santykis kiekvienu atveju priklauso nuo temperatūrų skirtumo. Maišytuvo valdymui sumontuojama elektrinė pavara, kuri signalus gauna iš reguliatoriaus.
Dažnai šildomų grindų plotas yra nedidelis - virtuvė, vonios kambarys, holas ir pan. Šiuo atveju galima naudoti kitą metodą šildomų grindų vandens temperatūros reguliavimui. Ventilis montuojamas ant grįžtamojo vamzdyno ir automatiškai reguliuoja vamzdeliuose cirkuliuojančio vandens kiekį, tuo užsitikrindamas užduotos grįžtamojo vandens temperatūros palaikymą.
Grįžkime prie didesnių šildomų grindų plotų. Anksčiau aprašėme, kaip išlaikoma reikalinga vandens temperatūra. Galime teigti, kad dėl kažkokių priežasčių mūsų naudojama automatika suges ir į grindų šildymo kontūrą pradės tekėti aukštos temperatūros vanduo.
To pasėkoje, ne tik jausime didžiulį diskomfortą vaikščiodami labai įkaitusiomis grindimis, bet ir galime sulaukti problemų dėl betono temperatūrinio plėtimosi. Norint to išvengti būtina įrengti automatinį tiekiamo į šildomas grindis šilumnešio temperatūros ribotuvą.
Patartina avarinį ribotuvą nustatyti 60°C temperatūrai. Pasiekus tokią temperatūrą, jis automatiškai nutrauks vandens cirkuliavimą grindyse sumontuotose vamzdeliuose, kol nebus pašalintas įvykęs gedimas.
Tačiau norint palaikyti patalpoje norimą oro temperatūrą, būtina reguliuoti šildomų grindų atiduodamos į patalpą šilumos srauto dydį. Tam tikslui ant vidinės sienos maždaug 1,5 m aukštyje montuojamas kambario temperatūros reguliatorius. Juo nustatoma norima patalpos oro temperatūra. Šis reguliatorius ne tik matuoja oro temperatūrą, bet ir reguliuoja šilumos kiekį patenkantį į šildomų grindų vamzdyną.
Tam tikslui ant vamzdelių atšakos į patalpą montuojamas ventilis, kuriuo šilumos pralaidumą ir reguliuoja kambario temperatūros reguliatorius. Galima naudoti programuojamą kambario temperatūros reguliatorių. Jo pagalba galime užprogramuoti temperatūros pokyčius ne tik paros bėgyje bet ir visos savaitės bėgyje.
Supažindinome su visais šildomų grindų elementais, tačiau juos visus reikia sumontuoti, nes tik gerai įvykdžius montavimo darbus galima tikėtis efektyvaus šildymo.
Jei pradėjus eksploatuoti šildomas grindis iškyla problemų, dažniausiai susijusių su montavimo klaidomis, jas pataisyti yra labai keblu, nes jau paklota grindų danga, o vamzdeliai užlieti betonu.
O svarbiausia yra tai, kas turėtų mokėti už darbus, ar tie kurie klojo dangą, ar tie kurie betonavo, ar tie kurie klojo vamzdelius. Todėl galvojame, kad toliau išdėstyti reikalavimai turi būti žinotini visiems dalyvaujantiems šildomų grindų montavime, tiek statybininkams, tiek santechnikams.
Rekomenduojamos temperatūros
Į grindis paduodamo šilumnešio temperatūra neturi viršyti 55°C. Priešingu atveju greitai viršijamas grindų paviršiaus temperatūrinis diapazonas 26-31°C, reikalingas ir pakankamas komfortabiliai 18-24°C patalpos temperatūrai palaikyti. O didelis temperatūrų skirtumas betoninio sluoksnio skerspjūviu gali sukelti jo trūkinėjimą net ir kai yra plastifikuojančių priedų.
Radiatoriniam šildymui tokių apribojimų nėra, todėl esant kombinuotam radiatoriniam ir grindiniam šildymui būtina riboti į grindis paduodamo srauto temperatūrą. Tam naudojami įvairūs trijų arba keturių eigų maišytuvai su elektrinėmis arba termostatinėmis pavaromis.
Grindiniam šildymui dažniausiai nustatoma žemesnė temperatura nei radiatoriniam šildymui. Paprastai rekomenduojama grindinio šildymo sistema veiktų su vandens temperatūra tarp 25 ir 38 laipsnių Celsijaus. Šiuo temperatūros diapazonu grindiniui užtikrinamas efektyvus šildymas be pernelyg aukštų grindų paviršiaus temperatūrų.
Rekomenduojamos grindų temperatūros:
- Grindys iš medienos - 27 laipsniai
- Grindinis padengtas vinilo danga - 27 laipsniai
- Grindinis pytelių šildymas - 29 laipsniai
- Grindinis su kilimine danga - 27 laipsniai
Radiatoriniam šildymui dažniausiai nustatoma aukštesnė temperatura, nes radiatorių paviršius turi būti pakankamai karštas, kad būtų galima paskirstyti šilumą kambariuose. Rekomenduojama radiatorinio šildymo sistema veiktų su vandens temperatūra tarp 45 ir 60 laipsnių Celsijaus. Tačiau šie skaičiai taip pat gali skirtis priklausomai nuo individualių sistemos parametrų.
Svarbu suprasti, kad šios temperatūros yra tik rekomendacijos, o optimalią temperatūrą galima nustatyti pagal jūsų individualius poreikius ir aplinkybes. Taip pat būtina atsižvelgti į šildomų patalpų izoliaciją, išorės temperatūrą ir kitus veiksnius, kurie gali turėti įtakos šildymo sistemos veikimui.
Naudojant kieto kuro katilus yra pageidaujamos akumuliacinės talpos. Talpa užšildoma iki 90 °C, ir jai palaipsniui vėstant, per pamaišymo vožtuvą atiduos šilumą į grindis. Naudojant granulinį katilą, akumuliacinė talpa nėra privaloma. Modernesni granuliniai katilai turi automatinę uždegimo sistemą kuri padeda išlaikyti vienodą grindų temperatūrą. Dujiniam katilui akumuliacinę talpą atstoja pačios grindys, kadangi katilas gali greitai reaguoti bei veikti iki 10% nuo savo maksimalaus galingumo. Tad su 3-4 kw galia jis gali neišsijunkdamas palaikyti užduotą temperatūrą.
Atskirose patalpose vidaus temperatūra nusistato ir reguliuojasi individualiai pagal patalpų termostatus su elektroterminėmis galvomis ant reguliuojamų kolektorių žiedų.
Dažniausiai šilumnešio temperatūra į grindis šilumos siurbliuose nustatoma automatiškai pagal kreivę, t.y. priklauso nuo lauko oro temperatūros. Siekiant ekonomiško šilumos siurblio veikimo, reikėtų vengti didesnių temperatūrų, negu 35 laipsniai. Nors tai labai priklauso nuo pastato energetinių charakteristikų (kuo šaltesnis pastatas, tuo aukštesnės temperatūros šilumnešio į grindis reikia) Visgi paduodama temperatūra neturėtų viršyti 50 laipsnių. Tik prie tokios temperatūros šilumos siurblio COP bus labai žemas
Jei grindų temperatūra pakyla virš 28 °C, vandens temperatūros daugiau nedidinti ir nedelsiant pradėti aušinimo ciklą.
Atminkite! Vandens temperatūra ir paviršiaus temperatūra yra du skirtingi dalykai. Visada aptarkite tai su grindinio šildymo montuotoju. Temperatūrą galima reguliuoti tiekimo kolektoriuje.
Grindinio šildymo montavimo klaidos
Opia problema iki šiol išlieka teisingas grindinio šildymo projektavimas ir montavimas. Teisinga darbų eiga būtų sekanti: baigus grindų betonavimo darbus, grindys pradedamos šildyti ne anksčiau nei po 21 dienos, į grindinio šildymo sistemą tiekiant 25 °C temperatūros vandenį. Vandens temperatūra turi būti pakeliama ne daugiau 5 °C per parą. Pasiekus maksimalią leistiną vandens temperatūrą (55 °C), ji turi būti išlaikoma 4 dienas, o po to atvirkštine tvarka žeminama iki pradinės.
Įrenginėjant šildomas grindis reikia žiūrėti, kad betoninis pagrindas, ant kurio klojamos grindys, būtų ne tik sukietėjęs, bet ir visiškai išdžiūvęs, antraip džiūdamas jis skeldės ir gadins grindų dangą. Nepaprastai svarbu pasirinkti tinkamą dangą. Ji turi gerai praleisti šilumą, o įšilusi neturėtų skleisti jokių nuodingų medžiagų.
Grindys įšyla ir atvėsta labai lėtai, todėl šildant didesnį plotą būtina jį padalinti į mažesnes zonas, kurių temperatūrą būtų galima reguliuoti atskirai. Nors šilumos reguliavimo prietaisai ir automatika kainuoja nepigiai, tačiau taupyti šioje vietoje tikrai nevertėtų.
Tačiau tikrovė atrodo šiek tiek kitaip:dėl nemokėjimo ar nežinojimo, o kartais ir sąmoningai ignoruojant reikalavimus, įrengtos šildomos grindys prastai šyla, grindų danga suskyla, atsiranda sveikatos problemų ir pan. Dalinai tokią padėtį galima pateisinti tuo, kad šio tipo šildymas atkeliavo į Lietuvą kartu su naujomis vakarietiškomis šildymo technologijomis.
Ėmus „specialistams“ Lietuvoje tobulinti ir piginti šį šildymo būdą, tokio tobulinimo ir atpiginimo rezultatų ilgai laukti nereikėjo.
Šildant patalpas grindų skleidžiama šiluma pasiekiamos labai geros komforto sąlygos - kojos šyla, o galva neperkaista, tačiau tai yra vienas iš brangiasnių šildymo būdų pagal įrengimo kainą.
Šildomos grindys vasaros metu gali atlikti patalpų aušinimo funkciją. Tai įgyvendinama vasaros metu vamzdžiais leidžiant tekėti šaltą vandenį.
11 Grindinio šildymo kolektoriaus žiedų nustatymas
