Podłogówka od projektu do eksploatacji – (nie)idealna

Tylko dobrze zaprojektowana, dobrze wykonana i prawidłowo eksploatowana instalacja ogrzewania podłogowego zapewni użytkownikom oczekiwany komfort. Trzy zależne od siebie czynniki powinny należeć do standardów, ale jak to zazwyczaj bywa, standardem nie są.

Projekt ogrzewania podłogowego …nieobowiązkowy, ale przydatny

Zacznijmy od tego, że projekt budowlany w swoim zakresie ma wyłącznie opis zagadnień instalacyjnych, a dokładnie informacje o zasadniczych rozwiązaniach wyposażenia budowlano-instalacyjnego, zapewniających użytkowanie obiektu budowlanego zgodnie z przeznaczeniem. Na etapie dokumentacji składanej wraz z wnioskiem o pozwolenie na budowę, czyli podlegającej zatwierdzeniu, nie wymaga się zamieszczenia szczegółowych, wykonawczych projektów instalacji wewnętrznych. Rozwiązania zasadniczych elementów wyposażenia instalacyjno-budowlanego przedstawia się w ograniczonej formie, jako odpowiednio opisane schematy ze wskazaniem sposobu powiązania instalacji wewnętrznych z sieciami zewnętrznymi.
Projekt branżowy wykonania instalacji ogrzewania podłogowego po prostu nie istnieje w prawie budowlanym, ale może być zlecony do opracowania na prośbę inwestora poza procesem budowlanym. Ma to sens dla bardziej wymagających obiektów typu hotele, hale przemysłowe, kościoły, co nie oznacza, że domy jednorodzinne bywają łatwe i oczywiste.
Ogrzewanie podłogowe w nowym budownictwie praktykowane jest od dawna, jednak w dalszym ciągu ewentualne opracowania projektowe będące w obiegu, mają średnią jakość. Dlatego największym pewniakiem wśród projektantów instalacji ogrzewania podłogowego są np. producenci systemów lub projektanci polecani przez nich. Koncepcje wypuszczane z takiego źródła zawierają wszystko, co niezbędne, aby prawidłowo wykonać, uruchomić i eksploatować instalację. Zakres projektu producenta zawiera przede wszystkim rzut architektury z pętlami podłogowymi, zestawienie tabelaryczne rozstawu rur i średnic pętli, nastaw na zaworach rozdzielacza, grubości izolacji termicznej podłogi, ilościowy wykaz materiałów systemowych i temperaturę zasilania źródła ciepła.
Ale „do tanga trzeba dwojga”. Jeśli na swojej drodze spotkamy niewspółpracującego hydraulika-instalatora, nawet wzorowo opracowany projekt podłogówki wyląduje w koszu. Zapewne wtykam kij w mrowisko, bo kto jak nie instalator wydaje się być mądrzejszy, jeśli 20 lat pracuje w zawodzie, bo zawsze tak robi. I działa i tak – przyznaję, przemycając prywatę – bez praktyki, nawet najlepsza teoria się nie sprawdzi, ale wciąż podstawy teorii muszą być!
I do czego zmierza to „rozpasane” wprowadzenie? Poniżej na krótkich przykładach zwrócę uwagę na zagadnienia, które wpływają na prawidłową eksploatację ogrzewania podłogowego.
Znane np. z internetu liczne, niewłaściwe realizacje instalacji ogrzewania podłogowego, mogą przysporzyć pewną nieufność zarówno do samej instalacji, jak i do działających na rynku firm montażowych. Częste przypadki za wysokiej temperatury podłogi, niegrzejących pętli, czy pękniętej posadzki, wszystko to przyczynia się do ogólnego niezadowolenia. Czy istnieje w ogóle sposób uniknięcia rozczarowania i niepotrzebnych stresów na tym etapie budowy? W dużej mierze sprawdzony produkt oraz rzetelność wykonawcy może uchronić inwestora od płaczu i zagwarantować bezawaryjność przez wiele wiele lat, ale nie da się wszystkiego przewidzieć. Zawsze jest coś, co można by było zrobić lepiej.

Case study, czyli konkretny dom z ogrzewaniem podłogowym

Rozpatrzymy przypadek domu jednorodzinnego, dwukondygnacyjnego, dla którego przewidziano mieszaną instalację grzewczą z kotłem gazowym. Jeden poziom został wyposażony w ogrzewanie podłogowe, a poziom drugi w grzejniki płytowe. Pogodzenie dwóch typów instalacji grzewczych w budynku, dla których wymagania zasilania czynnikiem grzewczym nie są identyczne, tzn. inna i niższa temperatura zasilania będzie obsługiwała podłogówkę, a inna grzejniki płytowe, już na starcie rodziło komplikacje. W tym przypadku zastosowano jednak popularne rozwiązanie z układem pompowo-mieszającym, którego zadaniem jest utrzymać stałą temperaturę dopływu wody do rozdzielacza w ogrzewaniu podłogowym na projektowaną wartość (zakres nastawy 30-50°C), celem zabezpieczenia podłogi przed wysoką temperaturą.
W zależności od projektowanej temperatury wody w instalacji grzejnikowej (np. 45°C, choć jeszcze kilka dni temu z ust projektanta słyszałam nawet o 70°C), temperatura zasilania instalacji ogrzewania podłogowego zostaje obniżona do właściwego poziomu (np. 32°C) poprzez hydrauliczne obejście na bypassie i zmieszanie z chłodniejszą wodą z powrotu instalacji. Ustawiona temperatura zasilania ogrzewania podłogowego monitorowana jest przez cały czas na zaworze termostatycznym za pomocą wbudowanego czujnika. Poprawne działanie zestawu zapewnia jego elektroniczny system zabezpieczający przed przegrzaniem, wyłączający pompę po przekroczeniu nastawionej granicznej temperatury. Zawory w rozdzielaczu kolektora powrotnego sterowane są siłownikami termoelektrycznymi, które z kolei otrzymują sygnał od termostatów o osiągnięciu zadanej temperatury. Aktualną temperaturę zasilania dla podłogówki pokazuje termometr.
Kondygnacja z ogrzewaniem podłogowym składa się 4 pomieszczeń, z czego jedno jest łazienką 24ºC, 2 pomieszczenia z temperaturą 20ºC i 1 z temperaturą 18ºC. Teoretycznie kierując się analogią, dla wszystkich tych pomieszczeń można by zamontować rozdzielacz dla czterech obwodów grzewczych. STOP! Wykonanie tej instalacji podłogowej zostało poprzedzone koncepcją projektową. Już sama kubatura jednego z pomieszczeń wywarła konieczność podzielenia powierzchni na 3 pola grzewcze, co ostatecznie przełożyło się na wielkość zastosowanego rozdzielacza do 6 obwodów. Uzyskanie przepływu w przypadku wykonania jednej pętli, byłoby abstrakcyjne i niemożliwe. Liczbę niezbędnych pól grzewczych można wstępnie oszacować na budowie przed otrzymaniem projektu instalacji, biorąc pod uwagę zasadę, że dla podanej średnicy rury, maks. długość pętli nie może przekroczyć określonej wartości. Cecha szczególnie przydatna, gdy instalator szacuje wstępne koszty instalacji dla inwestora.

Jaki rozstaw rury w pętlach?
Wychodzi z praktyki, że tylko jeden na dziesięciu instalatorów ma dostęp do projektu i wykona podłogówkę zgodnie z jego wytycznymi. Pozostali będą korzystać z doświadczenia i doświadczalnie założony rozstaw rur dla poszczególnych pomieszczeń potraktują jako ostateczny. Wg jednej teorii rura zostanie ułożona w każdym pomieszczeniu co 10 cm i maks. do 80 m.b. Wg drugiej teorii instalator pokusi się nawet o zagęszczenie rur w miejscach występowania mostków termicznych (okna), a pętle zróżnicuje w zależności od informacji na temat ocieplenia budynku, materiału okładziny podłogowej, przeznaczenia pomieszczeń i ułoży rurę w zakresach 10 i 15 cm.

Dlaczego rozstaw rur w podłogówce jest istotny?
Każde użytkowane pomieszczenie ma projektowaną temperaturę. Najbardziej wymagające są pomieszczenia kąpielowe – łazienki, dla których potrzebny jest podwyższony komfort cieplny, czyli 24ºC. Określenie zapotrzebowania na moc cieplną pomieszczeń stanowi podstawę zwymiarowania każdej instalacji grzewczej. Niezbędne do tego są przekroje konstrukcji przegród budowlanych ze szczególnym uwzględnieniem izolacyjności termicznej, znajomość miejsca usytuowania pomieszczeń względem gruntu, strefy klimatycznej, usytuowania względem stron świata, rodzaju okładziny podłogowej i rodzaju źródła ciepła.
Określamy powierzchnię przeznaczoną na grzejnik podłogowy, w tym strefy brzegowe z zagęszczeniem rur. Przy układaniu rur grzejnych osobiście nie zalecam pomijać powierzchni podłóg zabudowanych na stałe, np. szafkami kuchennymi przy ścianie zewnętrznej, czyli w miejscu występowania strat ciepła. Prysznic (przy zachowaniu odpowiedniego odstępu od syfonu, aby nie wysychał), czemu nie? Tym bardziej, że jakie jest odczucie, gdy bosa stopa dotyka częściowo ciepłej, częściowo zimnej podłogi?
Miejsca stałej zabudowy meblowej należy natomiast wykluczyć z pól grzewczych w przypadku jastrychu anhydrytowego, który ze względu na podatność na różnice temperatury, w miejscu pod meblami uległby spękaniu.

Przepływy w pętlach najlepiej z projektu
Na podstawie programu obliczeniowego otrzymamy wydruk z koncepcją rozmieszczenia pętli podstawowych i zagęszczonych, rozstawem rur, usytuowaniem szafki do rozdzielacza i… wielkościami przepływów pętli. Obiegi ogrzewania podłogowego muszą zostać wyrównane, tzn. muszą otrzymać odpowiednią wielkość strumienia czynnika grzewczego przepływającego przez wężownicę, aby w odpowiednim czasie zapewnić wymaganą moc, powiązaną z temperaturą pomieszczenia. Nastawy wstępne wg obliczeń projektowych w odniesieniu do zadanej temperatury zasilania, realizuje się poprzez wkładki zaworowe na odpowiedniej belce rozdzielacza. Wielkości ustawionych przepływów będą się dostosowywały w zależności od zmiany temperatury zasilania urządzenia grzewczego. Im niższa temperatura zasilania, tym większe przepływy. Kontrola wielkości przepływów odbywa się na skali pomiarowej przepływomierzy w modelu rozdzielacza z przepływomierzami.

Czy przepływy w każdej pętli mogą być identyczne? Czy najkrótsza pętla powinna mieć najmniejszy przepływ? Nie!
Z obserwacji, przeważająca liczba instalacji podłogowych nie ma wyregulowanych przepływów lub każda pętla ma takie same przepływy. Instalacje mają przeciętną wartość nastaw na poziomie 1,5 l/min. Instalatorzy zastrzegają przy tym konieczność samodzielnego doregulowania nastaw na podstawie późniejszych obserwacji, które pomieszczenie jest zimne. Ale jak użytkownik ma to zrobić samodzielnie?
Wielkość strumienia ciepła, o ile może zostać doświadczalnie skorygowana, nigdy nie jest wartością przypadkową i trzeba mieć projektowany punkt odniesienia, aby ewentualna korekta przebiegła bez wielu nieudanych prób. Przepływ jest pochodną zależną od temperatury zasilania źródła ciepła, projektowanej temperatury pomieszczenia i wymaganej mocy grzejnika w pomieszczeniu. Zatem proszę się nie szokować, że łazienka z temperaturą 24ºC i małą powierzchnią, będzie wymagała większego przepływu w pętli niż dużo większa sypialnia z temperaturą 20ºC. Wysokość temperatury normowej w łazience stanowi przewagę, tzn. aby ją uzyskać, należy jednocześnie wymusić odpowiednią wysokość parametru przepływu czynnika grzewczego w wężownicy (dla łazienek dopuszcza się również wyższą dopuszczalną temperaturę podłogi).
Jeśli analizujemy komfort cieplny pomieszczeń, należałoby zwrócić jeszcze uwagę, że najcieplej będzie przede wszystkim tam, gdzie zlokalizowano rozdzielacz do podłogówki z tranzytami doprowadzającymi. Pomieszczenia lokalizujące rozdzielacz, co do zasady nie stanowią miejsc przeznaczonych na stały pobyt ludzi, są to zazwyczaj pomieszczenia gospodarcze, przez które przechodzą rury i w zależności od ich ilości, mogą spowodować przegrzanie i przetracić energię, która powinna zostać spożytkowana na ogrzewanie pomieszczeń stricte pobytowych. Rozwiązanie jest jedno, które polega na poprowadzeniu przewodów w izolacji z pianki.

Ciągi komunikacyjne, czyli jak prowadzić rury z rozdzielacza do pomieszczeń
Podążając tranzytami z rozdzielacza do pomieszczeń, tu mowa o niezaizolowanej części przewodów pełniących funkcję grzewczą otwartych pomieszczeń, należy je tak prowadzić, aby wypełniły całą szerokość powierzchni, nie powodując pustych stref. Brak równomiernego ułożenia rur będzie mocno odczuwalny w sezonie grzewczym zwłaszcza, gdy okładzinę podłogi stanowi płytka ceramiczna i powierzchnia bez rur nie jest przeznaczona na zabudowę meblową, a służy komunikacji. Ogrzewanie tranzytami z jednej strony wywoła pozytywny skutek, tzn. wygrzeje całą powierzchnię, ale tylko wtedy, gdy wszystkie pomieszczenia połączone tymi tranzytami będą aktywne. Jeśli włączy się tylko jedna strefa grzewcza, tranzyty pozostałych nie aktywnych stref, będą również wyłączone i nie oddadzą energii. Czy w takim przypadku logiczne jest, aby ciągi komunikacyjne ogrzewać tranzytami? Każdą sytuację należałoby potraktować indywidualnie w zależności od liczby pomieszczeń, które wymagałyby podłączenia do rozdzielacza, ewentualnie lokalizować 2 rozdzielacze w dwóch różnych punktach, aby wykluczyć liczbę nieaktywnych pętli w jednym czasie.

Instalacyjna anegdotka
Na koniec podzielę się zasłyszaną historią po kontakcie inwestora z instalatorem, który na uwagę, żeby ułożył pętlę w zadanym rozstawie rur wg projektu – tu, co 10 cm, jednocześnie innym niż planował, odpowiedział, że pilnuje maks. długości pętli, a wszystkie panele są teraz do ogrzewania podłogowego, więc, o jaki opór chodzi i zagęszczenie tutaj nie ma sensu.
Do każdego pomieszczenia należało dostarczyć odpowiednią moc grzewczą, która przede wszystkim uwzględniała straty przez przegrody budowlane i dla tych strat, zadanej temperatury oraz rodzaju okładziny, projektant określił rozstaw rur. Dla każdej okładziny podłogi obowiązuje inny współczynnik oporu na przenikanie ciepła, dlatego różne „podłogi”: z desek, paneli, płytek ceramicznych, należy potraktować indywidualnym rozstawem rur wyliczonym z projektu, na co nie zwrócono uwagi dla poniższej sytuacji, bo rodzaj okładzin podłogowych nie był po prostu znamy na etapie montażu instalacji. Część pętli podłogowej przykrywa ceramika, część tej samej pętli panel winylowy. Po uruchomieniu ogrzewania, podłoga z okładziną ceramiczną jest ciepła, przyjemna, natomiast z panelem zauważalne jest wręcz, że podłogówka nie grzeje. Zarówno rozstaw rur dla tej części podłogi i przepływ, powinny być inne, niż dla części z płytkami. Należało zdecydować się na jeden rodzaj okładziny.
Wszystkie te czynniki powodują, że podłogówka w eksploatacji nie jest idealna.
Zdjęcia własne autora