Ogrzewanie płaszczyznowe

Jako warstwę wykończeniową podłogi z systemem ogrzewania podłogowego, powinno się stosować materiały o dobrej przewodności cieplnej, aby nie stanowiły one izolacji dla przenikania ciepła. Im warstwa wykończeniowa będzie miała mniejszy opór przewodzenia, tym więcej odda ciepła.

Najbardziej odpowiednia jest podłoga z płytek lub z kamienia.
Podłogę można wykończyć też wykładziną dywanową lub z tworzywa sztucznego, np. z PVC, oraz laminowanymi panelami podłogowymi, ale muszą być one przeznaczone do układania na ogrzewaniu podłogowym. Należy je układać bardzo starannie, aby uniknąć szczelin powietrznych między wykładziną a warstwą gładzi cementowej, które byłyby dodatkową izolacja cieplną.
Jeśli podłoga ma być wykończona drewnem, grubość parkietu lub desek nie powinna być większa niż 1 cm. Drewno powinno być dobrze wysuszone. W parkiecie o większej wilgotności podczas sezonu grzewczego będą powstawać szczeliny – ma to związek z właściwościami higroskopijnymi drewna. Większość producentów nie zaleca stosowania drewna w strefach brzegowych, gdzie występuje wyższa temperatura.Parkiet spowoduje wysokie koszty eksploatacji przy zasilaniu pompą ciepła niż w przypadku okładziny np.z kamienia o nawet 30%, ponieważ temperatura wody grzewczej będzie wyższa o 5-8 C niż w przypadku ceramiki.

Aby osiągnąć żądaną temperaturę pomieszczenia, rurki grzewcze trzeba ułożyć gęściej lub podwyższyć parametry pracy instalacji, a to pociąga za sobą wzrost kosztów eksploatacyjnych. Z powyższych względów zalecane jest układanie na ogrzewaniu podłogowym ceramiki, kamienia, lub modnego w ostatnim czasie betonu dekoracyjnego, które dobrze przewodzą ciepło.

Poniżej kilka ważnych informacji dla tych którzy mimo to decydują się na okładzinę podłogową w postaci parkietu, deski czy paneli.

Przykład: Jeśli nasz pokój ma 10 m² i ze strat ciepła naszego budynku wynika, że  by go ogrzać, potrzebujemy dostarczyć do niego 600 Wat, to oznacza to, że każdy m² naszej podłogi musi dać 60 W ciepła ( 60W/m²).
W praktyce bardzo często zapominamy, że musi dać nieco więcej, ponieważ nasza podłogówka grzeje tak w górę jak i w dół. Oczywiście mamy pod nią izolację, ale zazwyczaj z 10% ciepła tracimy do posadzki. Kolejna korekta wiąże się z jego powierzchnią.
Sama wylewka w naszym pokoju ma te 10 m², ale ogrzewanie podłogowe już nie, ponieważ przy układaniu rurek zakładamy pewne odstępy od ścian, a w praktyce pojawią się również jakieś meble czyli „martwa strefa”. I zazwyczaj faktyczna powierzchnia ogrzewania podłogowego to ok. 80% powierzchni pokoju.
Ale do obliczeń przyjmijmy 60 W/m².

Co się dzieje jak grzejemy?

Rozgrzana powierzchnia podłogi oddaje ciepło do powietrza w pokoju.
To,  jak szybko to ciepło oddaje i w jakiej ilości, zależy od współczynnika oddawania ciepła nad podłogą.
Różne źródła podają mniej lub bardziej zaawansowane metodyki obliczeń i współczynniki, ale możemy przyjąć, że współczynnik ten wynosi ok. 11 Wat/m² x K
Czyli każdy m² naszej podłogówki odda nam 11-12 Wat, jeśli różnica między podłogą a powietrzem będzie wynosiła 1K czyli łatwiej żeby liczyć 1 °C.
Pojawiają się więc różne tabele czy wykresy, np. Danfoss podaje zależność strumienia ciepła od temperatury podłogi.

W materiałach Politechniki Warszawskiej można znaleźć wzór który podaje dr. inż Strzeszewski na temperaturę podłogi w zależności od wymaganej mocy grzewczej z każdego m² podłogi.

Podane są też zależności temperatury podłogi od temperatury zewnętrznej.

Krótko mówiąc podłoga musi mieć określoną wartość temperaturową. Jednak są pewne graniczne wartości i tak, nie powinna ona przekraczać 29 ºC, a w strefie łazienkowej do 33ºC, co jest ściśle związane z odczuwaniem komfortu cieplnego. Skoro już wiemy jaka powinna być temperatura naszej podłogi wróćmy do podłogi drewnianej.
Drewno, czy parkiet lity klejony do podłoża, czy też panele drewniane ułożone jako podłoga pływająca, ma swoje specyficzne właściwości, które w połączeniu z ogrzewaniem podłogowym potrafią się zachowywać jak izolator ciepła.
Pojawiają się dwie kwestie:
a) okładzina drewniana wpływa na wydajność ogrzewania podłogowego
b) ogrzewanie podłogowe wpływa na zachowanie się drewna.

Poniżej wyjaśnienie:

a) wpływ na wydajność ogrzewania i sprawność pompy ciepła;

Drewno stanowi opór cieplny określany przez współczynnik przewodzenia ciepła

λ= Wat/m² x K  np. dla płytek ceramicznych wynosi on 1,05, a dla parkietu 0,15

Jeśli teraz grubość naszej posadzki podzielimy przez ten współczynnik,  to dostaniemy tzw. opór cieplny warstwy naszej posadzki, wyrażony w Wat/m² x K

A teraz przykład naszego pokoju:
Jeśli przez naszą wierzchnią warstwę posadzki ma przepłynąć ilość ciepła Q = 60 Wat/m², to zachodzi zależność Q = Δ t/R gdzie:
Δ t – różnica temperatury po obu stronach posadzki
R – opór cieplny naszej warstwy posadzki.

Czyli różnica temperatur Δ t pomiędzy górną, a dolną powierzchnią płytek, czy parkietu wyniesie Δ t = Q x R

Dla płytek ceramicznych 13mm – R = 0,012
Dla parkietu warstwowego 10mm – R = 0,065

Δt dla płytek wyniesie więc 0,72 º C
Δ t dla parkietu 10 mm  wyniesie już 4 °C

ale przy parkiecie warstwowym 15 mm – Δ t = 5,76° C, a przy klejonym dębowym 22 mm, Δ t wzrasta już do 7 °C.

W przypadku podłogi pływającej z paneli podłogowych, dochodzi nam jeszcze opór cieplny pianki na której rozkładamy nasze panele pomimo że ma dziurki i napis „na ogrzewanie podłogowe”.Ponieważ powyższe zależności są liniowe, więc ta różnica temperatur zachodzi w zasadzie przez cały sezon grzewczy. Temperatura podłogi jest ściśle związana z temperaturami zasilania i powrotu, jakie uzyskujemy z naszej pompy ciepła. O tyle musimy zwiększyć temperaturę zasilania na pompie ciepła, ale i tym samym stracić na jej sprawności.

b) wpływ ogrzewania na zachowanie się drewna

Wróćmy do podanego wyżej wzoru na temperaturę podłogi.
Jeśli nasza podłoga ma nam dać 60 Wat z m² to musi ona mieć 5,65 °C + to co chcemy mieć w pokoju.

Jeśli wymagamy temperatury komfortu czyli 22 °C, to podłoga musi mieć prawie 28 °C w górnej warstwie.

Natomiast z dołu musi mieć 4-5 °C więcej, czyli 32-33 °C.

Przy tych temperaturach drewno pracuje i pojawia się szereg problemów( kurczenie,skręcanie..).Posadzka musi być bardzo dokładnie wygrzana i wysuszona, co przy płytkach nie jest aż tak ważne.Beton pod wpływem temperatury rozszerza się, a drewno kurczy.
Trzeba stosować specjalne  kleje elastyczne. Nad samą podłogą wilgotność względna spada do kilkunastu %, co powoduje intensywne schnięcie drewna i częste szczelinowanie na łączeniach. Większość producentów paneli podłogowych reklamuje je jako świetnie nadające się do ogrzewania podłogowego.Jednak w warunkach gwarancji znajdziemy już drobną czcionką informację, że i owszem, nadają się do podłogówki ale temperatura nie może przekroczyć np.30°C.Warto kupując taki produkt otrzymać gwarancję producenta co do naszych wymagań.
Trzeba również pamiętać, że parkiet i parkiet nie zawsze znaczy to samo, bo dla jednych jest to drewno 15-20 mm klejone do posadzki, a dla innych  panele warstwowe 8-15 mm montowane na klik na piance.

Ten pierwszy parkiet jest bardzo wrażliwy na temperaturę i wilgotność, a efekt końcowy jest zależny od doświadczeń parkieciarza.
Ten drugi parkiet w dużo mniejszym stopniu reaguje na temperaturę, ale razem z pianką stanowi opór cieplny, czasem większy od tego pierwszego.

Reasumując nasze spostrzeżenia wykonanych przez nas ogrzewań płaszczyznowych i okładzin użytych przez Inwestorów stwierdzamy:

Parkiet nadaje się na podłogówkę, ale:

1. sprawdźmy czy straty ciepła w pomieszczeniu nie spowodują przekroczenia maksymalnych temperatur podłogi,
2. liczymy się z wyższymi kosztami eksploatacji w przypadku pompy ciepła,

3. starannie przygotujmy posadzkę i znajdźmy doświadczonego fachowca od okładzin drewnianych,

4. posadzkę wykonajmy z tradycyjnego betonu a nie z anhydrytu ( szybki czas rozgrzewu, a parkiet długi)

4. po przemyśleniu za i przeciw wybierzmy instalację mieszaną, opartą na podłogówce tam gdzie mamy płytki, a tam  gdzie w pomieszczeniach chcemy mieć elegancki drewnianą podłogę – zastosujmy klimakonwektory wodne.

Nasze sprawdzone rozwiązania to klimakonwektory wodne w pokojach, a w kuchni, łazienkach i korytarzach ( jeśli są płytki) to podłogówka. W takiej konfiguracji w pełni wykorzystamy pompę ciepła do ogrzewania i schładzania pomieszczeń.