Šildomų grindų įrengimas ir šilumos varža ant grunto

Šildomos grindys - tai modernus ir komfortiškas būdas užtikrinti malonią temperatūrą patalpose. Tačiau, siekiant maksimalaus efektyvumo ir ilgaamžiškumo, būtina atsižvelgti į daugybę techninių aspektų, pradedant nuo teisingų šiluminių-techninių skaičiavimų ir baigiant kruopščiu montavimu pagal nustatytas technologijas. Nesilaikant šių reikalavimų, gali kilti problemų: grindys prastai šyla, danga skyla, atsiranda sveikatos sutrikimų.

Svarbu atskirti dvi sąvokas: grindų šildymas ir grindinis šildymas. Pirmasis, dar vadinamas „komfortinėmis grindimis“, skirtas tik maloniai sušildyti grindų paviršių, patalpai perduodant minimalų šilumos kiekį. Antrasis - grindinis šildymas - atlieka patalpų šildymo funkciją, įšildydamas grindis tiek, kad jos galėtų sušildyti ir patalpos orą.

Šildomų grindų konstrukciją galima įrengti keliais būdais: naudojant elektrinius kabelius, karštą orą pučiant per grindyse esančius kanalus, arba, kas yra plačiausiai paplitę, naudojant grindyse įmontuotus vamzdelius su cirkuliuojančiu šiltu vandeniu.

Šiltas vanduo, tekėdamas grindyse esančiais vamzdeliais, sušildo betono masę juos supančią. Betonas, pasižymintis geru šilumos laidumu ir didele šilumos akumuliacija, užtikrina, kad grindų paviršius šils tolygiai. Šiltas grindų paviršius sušildo patalpos orą, kuris, kildamas nuo paviršiaus, maišosi su patalpos oru ir palaipsniui vėsta. Toks temperatūros pasiskirstymas patalpoje pasiekiamas tik esant teisingai atliktiems šiluminiams-techniniams skaičiavimams ir darbus vykdant pagal nustatytą technologiją.

Pagrindinis šiluminio-techninio skaičiavimo tikslas - 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.

Ypatingą dėmesį reikėtų atkreipti į zoną prie didelių įstiklintų paviršių (langų, vitrinų). Šioje vietoje 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. Jei toks ruožas neįrengiamas, gali kilti 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, t. y. betono storis virš vamzdelio siekia apie 4,5 cm. Į betono masę, prieš jį liejant, dedami plastifikuojantys priedai. Jų paskirtis - padaryti betoną vienalyčiu, pašalinant oro burbuliukus ir sumažinant skilinėjimo tikimybę.

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). Jei temperatūrų skirtumas tarp patalpų yra 5 °C, izoliacijos storis turi užtikrinti ne mažesnę kaip 1,25 m²K/W šiluminę varžą, o jei skirtumas 10 °C - ne mažesnę kaip 2,62 m²K/W. Gali būti, kad šildomos grindys montuojamos ant grunto, tuomet izoliacijos sluoksnio šilumos varža turi būti ne mažesnė kaip 2,86 m²K/W. Šis storis taip pat naudojamas, kai temperatūrų skirtumas tarp patalpų viršija 10 °C.

Dažnai, net ir teisingai atlikus skaičiavimus ir kruopščiai įrengus šildomas grindis, neįvertinamas betono tūrio plėtimasis. Betonas, šildomas, plečiasi, todėl atsiranda vidiniai įtempimai. Besiplečiantis betonas remiasi į patalpų sienas, o tai gali būti 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. Šildomų grindų plotas be skersinės temperatūrinės siūlės negali būti didesnis nei 30 m². Jei vienas patalpos matmenų yra didesnis nei 8 m, taip pat reikia įrengti temperatūrinę siūlę. Temperatūrinė siūlė skersai patalpos įrengiama ir tuomet, 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. Jei skersai patalpos įrengta viena ar kelios temperatūrinės siūlės, jų vieta ir forma turi būti atkartotos ir grindų dangoje, kadangi judant betono masyvams, gali atsirasti grindų dangos įtrūkimų.

Praktiškai grindų dangai galima naudoti visas medžiagas, kurioms dangos gamintojas suteikia specialų ženklą, nurodantį, kad danga tinkama taikyti šildomoms grindims. Geriausiai šilumą praleidžia didelį tankį turinčios dangos medžiagos: plytelės, marmuras, akmuo. Šilumos atidavimą mažina įvairios kiliminės dangos.

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. Priklausomai nuo lauko oro temperatūros pokyčių, keičiasi ir paduodamo į šildymo sistemą vandens temperatūra, kuri šalčiausiu šildymo periodu gali siekti 90-95 °C, kai tuo tarpu paduodamo į šildomas grindis vandens temperatūra neturėtų viršyti 55 °C. Atsiranda būtinumas turėti galimybę ruošti atitinkamos temperatūros vandenį šildomoms grindims. Tam būtina naudoti trijų arba keturių eigų maišytuvą šildomų grindų kontūrui. Maišytuvo paskirtis - iš šildomų grindų grįžtantį vandenį tam tikru santykiu sumaišyti su paduodamu į grindų šildymo sistemą vandeniu ir gauti reikiamos temperatūros vandenį. Maišytuvo valdymui naudojama elekromechaninė pavara, kuri valdymo signalus gauna iš valdiklio.

Kai šildomų grindų plotas yra nedidelis, naudojamas ventilis su specialia termostatinė galva, apribojančia grįžtamo vandens temperatūrą. Ventilis statomas ant grįžtamojo vamzdžio ir automatiškai reguliuoja vamzdeliuose cirkuliuojančio vandens kiekį, tuo užsitikrindamas užduotos grįžtamojo vandens temperatūros palaikymą. Tam, kad avarijos atveju išvengti aukštos temperatūros vandens grindų šildymo kontūre, būtina įrengti automatinį paduodamos į šildomas grindis vandens temperatūros ribotuvą. Patartina avarinį ribotuvą nustatyti 60 °C temperatūrai. Pasiekus tokią temperatūrą, jis automatiškai nutrauks vandens cirkuliavimą grindyse sumontuotuose vamzdeliuose, kol nebus pašalintas įvykęs gedimas.

Norint palaikyti patalpoje norimą oro temperatūrą, būtina reguliuoti šildomų grindų atiduodamos į patalpą šilumos srauto kiekį. Tuo tikslu ant vidinės sienos maždaug 1,5 m aukštyje montuojamas kambario temperatūros reguliatorius. Juo nustatoma norima palaikyti patalpos oro temperatūra. Šis reguliatorius ne tik matuoja oro temperatūrą, bet ir reguliuoja šilumos kiekį, patenkantį į šildomų grindų vamzdyną. Tam tikslui ant grindų šildymo kolektoriaus atšakų montuojamos elektroterminės pavaros, arba jeigu kolektoriaus nėra, ant vamzdelių į patalpą atšakos dedamas ventilis su elektrotermine pavara, kuriuo kambario temperatūros reguliatorius reguliuoja šilumos pralaidumą. Taip pat galima naudoti ir programuojamą savaitinį kambario temperatūros reguliatorių.

Dažniausiai pasitaikančios klaidos įrengiant šildomas grindis yra susijusios su netinkamu projektavimu ir montavimu. Po grindų betonavimo darbų, grindys pradedamos šildyti ne anksčiau kaip po 21 dienos, tiekiant 25 °C temperatūros vandenį. Vandens temperatūra keliama ne daugiau kaip 5 °C per parą. Pasiekus maksimalią leistiną vandens temperatūrą (55 °C), ji 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.

Šildomos grindys vasaros metu gali atlikti patalpų aušinimo funkciją. Tai įgyvendinama vasarą vamzdžiais leidžiant tekėti šaltą vandenį.

Grindinio šildymo trūkumai. Nors šildomas grindis reklamuojant pabrėžiama, kad toks šildymas pagerina patalpų mikroklimatą, nes šiluma laikosi patalpų apačioje, tačiau nereikėtų pamiršti, jog šildomos grindys labai džiovina orą. Jei patalpose nėra drėgna, sausas oras džiovina nosies bei gerklės gleivines ir mažina organizmo atsparumą įvairioms infekcijoms. Todėl šiuo metu specialistai rekomenduoja šildomas grindis įrenginėti tik sanitariniuose mazguose, skalbyklose, holuose ir virtuvėse. Kitos paskirties patalpose tokį šildymą reikėtų derinti su oro drėkinimo sistemomis. Taip pat dėl didelio grindų inertiškumo praktiškai neįmanoma reguliuoti patalpų temperatūros pagal pageidavimą. Grindų įšilimo ir ataušimo laikas yra ženkliai ilgas, ir reguliavimo efektas jaučiamas tik po kelių valandų.

Grindų šildymo projektavimas ir skaičiavimai. Kad vamzdžiais perduodamos šilumos kiekis būtų tiksliai toks, kokio reikia, grindinio šildymo meistrai prieš imdamiesi darbų atlieka skaičiavimus ir parengia projektą. Jis nėra labai sudėtingas, jo paruošimo principai panašūs į bet kurios šildymo sistemos projektavimą. Grindinio šildymo atveju atsižvelgiama į numatomos grindų dangos šilumines charakteristikas, baldų išdėstymą patalpoje. Projekte atsižvelgiama į viską: koks namo šilumos poreikis ir nuostoliai, ar patalpa pastato kampe, kiek joje langų ir t. t. Taip pat nurodoma grindų pagrindo šiluminė varža, apskaičiuojama šilumos izoliacija, vamzdelių skersmuo, išdėstymo tankis, tvirtinimo būdai, betono sluoksnis, atsižvelgiama į grindų dangos šiluminę varžą.

Savo darbo kokybę garantuojančios įmonės turi pasirengę standartines grindinio šildymo projektų sąlygas. Priklausomai nuo sąlygų, paprastai vandens temperatūra vamzdeliuose svyruoja nuo 25 iki 55 laipsnių C, atstumai tarp vamzdelių - nuo 10 iki 30 cm. Rekomenduojamas temperatūrų skirtumas kontūre (paduodamos/grįžtamos): 3 - 10 laipsniai C.

Vamzdžių paskirstymas turėtų būti sumontuotas naudojant reguliuojamus (balansuojamus) kolektorius. Būtini perdarymo ventiliai atskirų kontūrų nuorinimui. Jei labai skirtinga kolektorių apkrova, juos reikia subalansuoti tarpusavyje balansiniais ventiliais.

„Šlapioje“ konstrukcijoje rekomenduojamas betono storis virš vamzdžių - nuo 30 mm iki 70 mm, optimaliausias betono storis virš vamzdžio yra 45 mm.

Temperatūrines siūles reikia įrengti patalpose, kurių plotas > 40 kv.m, vienos iš kraštinių ilgis > 8 m arba ilgio ir ploto santykis didesnis kaip 2:1. Vamzdžių vyniojimą planuoti taip, kad temperatūros siūles jie kirstų tik vieną kartą, kirtimo vietoje jie turi būti apsauginiame vamzdyje (šarve).

Skaičiuotini šilumos nuostoliai į apačią neturi sudaryti daugiau nei 10 proc. grindų šildymo sistemos galios, apskaičiuojant sistemos galią be grindų dangos. Laikantis šio principo šiluminės izoliacijos storis neturėtų būti mažesnis nei 100 mm ant grunto, 30 mm - virš šildomų patalpų, 150 mm - virš atvirų erdvių (lauko temperatūra).

Vamzdžio skersmuo (d14, d16, d17, d20) parenkamas atsižvelgiant į patalpų dydį bei jų šiluminį apkrovimą: mažoms, renovuojamoms patalpoms rekomenduojami mažesnio skersmens vamzdžiai, didesnių plotų patalpoms, pramoniniams objektams - didesnio skersmens.

Vamzdžių tvirtinimas, jei jis reikalingas, turi būti suderintas su pasirinkta grindų konstrukcija ir atitikti vamzdžių gamintojų rekomenduojamus būdus, tolerancijos turi atitikti EN 1264 reikalavimus.

Grindų šildymo kontūrų pasipriešinimas neturi viršyti 25 kPa.

Atstumas tarp vamzdžių (10 cm - 30 cm) skaičiuojamas priklausomai nuo grindų dangos, šilumos poreikio bei patalpos ir šildančiojo vandens temperatūrų. Skaičiavimui galima naudoti atitinkamoms konstrukcijoms paruoštas diagramas.

Didžiausia reikalinga vandens temperatūra skaičiuojama pagal labiausiai apkrautą, „blogiausią“ kontūrą. Reikia įvertinti ir galimus šilumos šaltinio apribojimus: ar tai šilumos siurblys, kondensacinis dujinis katilas ar kt. Rekomenduojama maksimali vidutinė tiekiamo vandens temperatūra turėtų būti iki 50 laipsnių C.

Įrengiant grindų šildymą kartu su aukštesnės temperatūros šildymo sistema (radiatoriais), būtinas pamaišymo mazgas temperatūrai sumažinti ir jai palaikyti.

Kad būtų vertinami šalutiniai šilumos šaltiniai (pavyzdžiui, židinys) ir patalpose užtikrinama pageidaujama temperatūra, būtina patalpų temperatūros kontrolės sistema: termostatai patalpose, pavaros (aktuatoriai) ant kolektoriaus vožtuvų, kontroleriai jų komutacijai ir valdymui. Kontrolės sistema ne tik palaiko nustatytą patalpos temperatūrą, bet ir sumažina ar išjungia šildymą, kai patalpa pakankamai įšyla nuo šalutinio šilumos šaltinio.

Planuojant grindų šildymą su šiuolaikiniais efektyviais šilumos šaltiniais (pavyzdžiui, šilumos siurbliais), galima pasiekti iki 40 proc. mažesnes šildymo kaštų sąnaudas lyginant su šildymu radiatoriais ir dujiniu katilu.

Dėl didelio grindų inertiškumo jų įšilimo ir ataušimo laikas yra ilgesnis, o efektas, įjungus šildymą, jaučiamas tik po kelių valandų. Dėl to rekomenduojama įsirengti pakankamai tikslų automatinį reguliavimą, kad žiemą, grįžus po darbo į namus, netektų ilgai laukti, kol įšils kambariai.

Kokie duomenys reikalingi grindų šildymo projektui parengti? Jie iš esmės tokie pat, kokie reikalingi bet kurios šildymo sistemos projektui parengti: bendri duomenys apie pastatą - pastato vieta ir orientacija pasaulio šalių atžvilgiu, paskirtis, pastato sienų, langų, grindų ir stogo konstrukcijų charakteristikos, matmenys bei fasadai, vandentiekis, kanalizacija, gerai būtų žinoti planuojamą šilumos šaltinį ir kuro rūšį bei numatomą patalpų vėdinimo būdą. Taip pat grindų dangą kiekvienoje patalpoje, patalpose norimą palaikyti oro temperatūrą. Projektuojant grindinį šildymą būtina žinoti būsimą grindų dangą kiekvienoje patalpoje.

Grindų šildymo planavimo pagrindai (pagal EN 1264 ir EN 15377):

tags: #grindu #ant #grunto #silumos #varza