Ogrzewanie podłogowe - jak uniknąć błędów w projektowaniu i wykonawstwie?

Wzrost popularności stosowania ogrzewania płaszczyznowego (tak powinno się ono nazywać, ponieważ coraz częściej rurki lub przewody układane są w przegrodach pionowych, czyli nie tylko w podłodze) nie powoduje, że wiedza na temat jego projektowania (zwykle robi się je bez projektu), wykonawstwa i późniejszej eksploatacji jest większa. Czasami odnoszę wrażenie, że wraz ze zwiększeniem się liczby takich instalacji, liczba błędów, o których słychać, stale rośnie. Co jest tego przyczyną? Myślę, że przede wszystkim przekonanie, iż takie ogrzewanie można bardzo łatwo wykonać i dlatego zabierają się za to osoby nieposiadające nawet podstawowej wiedzy o wymianie ciepła i zasadach jego transportowania. Już na etapie przyjmowania mocy ogrzewania płaszczyznowego popełniane są podstawowe błędy, których późniejsze usunięcie nie jest możliwe bez poważnych robót budowlanych.

Nieprawidłowy dobór mocy urządzenia

Popełniane błędy można pogrupować, więc zacznijmy od wspomnianych już założeń początkowych, czyli doboru mocy urządzeń grzejnych. Osoby decydujące się na ogrzewanie podłogowe elektryczne bardzo często popełniają błąd przy przyjmowaniu mocy takiego ogrzewania. Zapominają, że straty ciepła w pomieszczeniu nie zależą od jego pochodzenia – z energii elektrycznej czy innego źródła. Straty ciepła, a przez to potrzebną moc ogrzewania, należy policzyć i nie przyjmować wielkości ustalanych wskaźnikowo przez sprzedawcę systemu. W ogrzewaniu podłogowym wodnym błędy te zdarzają się rzadziej, bo najczęściej ogrzewanie połączone jest z ogrzewaniem grzejnikowym i taka instalacja powinna być dokładnie policzona, co na szczęście dzieje się coraz częściej. Jak bardzo można się pomylić, przyjmując dane według informacji niektórych producentów, obrazuje poniższy przykład.

Aby ustalić potrzebną wielkość grzejników, możemy posłużyć się informacjami wynikającymi z wcześniej sporządzonych projektów. Informacje te dotyczą potrzebnej mocy grzejnej odniesionej do 1 m² powierzchni domu. Podane wielkości są tylko orientacyjne, bo już wykonanie izolacji cieplnej (styropian lub wełna mineralna grubości 40 mm) może bardzo obniżyć zapotrzebowanie na ciepło. Te orientacyjne dane, zaczerpnięte z przykładów podawanych w literaturze fachowej, to:

• stare budynki, bez izolacji termicznej, z pustką powietrzną w ścianach zewnętrznych, z tzw. oknami zespolonymi – moc potrzebna to 130–150 W/m²
• budynki jak opisane wyżej, ale z nowymi oknami – to około 100–130 W/m²
• ściany zewnętrzne z cegły z izolacją cieplną 40–60 mm – to 80–100 W/m²
• ściany z cegły dziurawki (pustak Max) i 80–100 mm izolacji – to 60–80 W/m².

A co sugerują niektórzy producenci przewodów grzejnych? Dla łazienki (pomieszczenia wewnętrznego) proponuje się 60–80 W/m², a dla innych pomieszczeń, takich jak salon czy korytarz, podawane jest 80–120 W/m². Proszę porównać te wielkości z podanymi wyżej, sądzę, że jest się nad czym zastanowić.

Gdy przy zastosowaniu przewodów lub mat grzejnych przyjmie się zbyt dużą moc ogrzewania, skutkuje to tym, że więcej przewodu niż potrzeba zostanie zamontowane w podłodze. W przypadku wodnego ogrzewania podłogowego wiąże się to nie tylko z niepotrzebnie większą długością rur, ale także z przepływem i temperaturą (wychłodzeniem) wody grzejnej. Zbyt duża moc pętli grzejnej (ogrzewanie takie najczęściej składa się nie z jednej, a z paru pętli) powoduje, że podłączone do pętli termostaty blokują przepływ wody w innych pętlach. Skutek? Ogrzewanie podłogowe pracuje tylko w części pomieszczenia i rozkład temperatur jest w nim nieprawidłowy. Sądząc po liczbie pytań, jakie otrzymuję w tej sprawie, przypadki takie są częste, bo zrozpaczeni użytkownicy pytają, dlaczego tylko część podłogi jest ciepła i co zrobić, aby to zmienić.

Regulacja przepływów

Innym bardzo poważnym błędem, który można spotkać w wykonanych już instalacjach centralnego ogrzewania z ogrzewaniem podłogowym pełnym lub częściowym, jest nieprawidłowe wyregulowanie przepływów (dotyczy to wyłącznie ogrzewania wodnego).

Każda instalacja wodna c.o. powinna być uprzednio obliczona i na tej podstawie wszystkie elementy grzejne (grzejniki, pętle grzejne ogrzewania podłogowego) powinny być tak ustawione (nastawy wstępne), aby otrzymywały tylko tyle wody, ile wynika z bilansu cieplnego takiego elementu, czyli przepływu i wychłodzenia wody. Na co możemy trafić w instalacjach wykonanych bez projektu? W znanych mi instalacjach łączono ze sobą ogrzewanie podłogowe z grzejnikami bez udziału mieszacza. Włączenie ogrzewania podłogowego do instalacji wykonywano jako włączenie bezpośrednio do powrotu (aby obniżyć temperaturę zasilania rur grzejnych), kolektory pętli grzejnych łączono bezpośrednio z kotłem, a także za pomocą specjalnych układów, pozwalających na łączenie ogrzewania podłogowego bez mieszacza (takiego połączenia nie można traktować jako błędu, jeżeli w obliczeniach hydraulicznych całej instalacji zostało to uwzględnione).

Ogrzewanie podłogowe wodne to jedna lub więcej pętli grzejnych połączonych z instalacją przez rozdzielacz zasilający i powrotny. Jeżeli na każdej pętli umieszczono elementy regulacyjne pozwalające na dławienie przepływu, to później można je wykorzystać przy próbach wyregulowania całej instalacji; jeżeli nie – sprawa bardzo się komplikuje. Każdy element grzejny umieszczony w instalacji ma swój optymalny opór przepływu (strata ciśnienia potrzebna na dostarczenie określonej ilości wody, a szybkość przepływu wody zapewnia założone jej wychłodzenie) i powinien być w obliczeniach uwzględniony. Grzejnik ma inny opór niż pętla grzejna. Także pętla grzejna o długości np. 150 m ma ten opór dużo większy niż pętla długości 20 m. Jeżeli grzejnik znajdujący się bardzo blisko pompy obiegowej nie będzie miał możliwości wstępnego przydławienia, przepuści więcej wody, niż powinien. Mniejsze niż założone wychłodzenie wody w grzejniku powoduje, że średnia temperatura grzejnika będzie wyższa, zwiększając w ten sposób jego moc cieplną. W takiej sytuacji, jeżeli na końcu instalacji mamy grzejnik (odbiornik) o dużej mocy, nie otrzyma on potrzebnej mu ilości wody, co skutkuje niedogrzaniem pomieszczenia.

Ogrzewanie podłogowe nie powinno mieć temperatury wyższej niż 52°C (ja jestem zwolennikiem „starej szkoły”, która przyjmuje 42°C jako temperaturę maksymalną). Jeżeli instalacja jest zaprojektowana na parametry 70/55/20°C, to przy temperaturze na zewnątrz –20°C na zasileniu powinniśmy mieć +70°C. Jak zabezpieczyć ogrzewanie podłogowe przed taką temperaturą? Wzrost temperatury ponad dopuszczalną może spowodować pękanie podłogi.

Błędy wykonawcze

Przy instalacji ogrzewania podłogowego możliwe są najrozmaitsze błędy wykonawcze związane z podłożem (nieprawidłowa izolacja), dylatacjami, rodzajem przykrycia (jastrych) i podłogą.

Podłoże – za cienka izolacja lub zastosowanie styropianu o zbyt małej wytrzymałości. Wynik? Zbyt duże straty ciepła „w dół”. Zbyt miękki styropian to groźba zapadania się podłogi.

Dylatacje – nieprawidłowo wykonana dylatacja brzegowa. Górna krawędź taśmy brzegowej musi sięgać ponad poziom wykończonej podłogi. Taśmy nie może zabraknąć nawet na minimalnym odcinku obwodu pomieszczenia. Nie może być ona naciągnięta w miejscach wypukłych narożników, bo na pewno pęknie podczas wylewania jastrychu. Dylatacje między płytami grzewczymi to konieczność podziału powierzchni dużych i pomieszczeń o skomplikowanych kształtach na mniejsze pola. Brak dylatacji lub wykonanie jej tylko w warstwie posadzki oznacza nieuniknione rysy, które po prostu zniszczą podłogę.

Podłoga – w zależności od rodzaju podłogi błędy mogą polegać na zbyt małych fugach (duże płyty terakoty zachowują się inaczej niż małe), niewłaściwych fugach (nieodpornych na zmiany temperatury) lub wykonaniu podłogi z paneli albo desek, których producenci nie dopuszczają do układania na ogrzewaniu podłogowym.