Embed Size (px)
Citation preview
DREWNO NA OGRZEWANIU PODŁOGOWYM - CO, JAK I DLACZEGO?
Ogrzewanie podłogowe ze względu na ekonomikę eksploatacji oraz najbardziej optymalny
rozkład temperatury w pomieszczeniach, jest najlepszym rozwiązaniem w zakresie
ogrzewania pomieszczeń. Budynki pasywne, energooszczędne oraz modernizowane
w zakresie ocieplenia, w dodatku z niskotemperaturowym źródłem ciepła, to najbardziej
właściwe miejsce na zastosowanie podłogówki. Drewno na podłogówce poza tym, że cieszy
oko to daje komfort dla ciała i ducha. Jednak należy wiedzieć, że posadzka drewniana na
podkładzie grzewczym, należy do najtrudniejszych w wyborze, przygotowaniu i wykonaniu.
Optymalne wykorzystanie drewna - materiału o właściwościach termoizolacyjnych, jako
przekaźnika ciepła, jest zadaniem złożonym , szczególnie w kontekście kurczliwości drewna
wynikającej ze zmiany wilgotności powodowanej zmianą temperatury. Do wykonania takiej
podłogi niezbędna jest dogłębna znajomość tematu, umożliwiająca dobór i zastosowanie
odpowiednich materiałów wraz z techniką wykonania.
Dla wielu posadzka ogrzewana kojarzy się bezpośrednio z gorącym grzejnikiem, a tak
naprawdę, w dużym uproszczeniu, temperatura podłogi jest o tyle niższa o ile jej
powierzchnia jest większa od porównywalnego grzejnika, w tych samych warunkach
obciążenia cieplnego.
Uproszczony przykład, gdzie w pomieszczeniu o powierzchni 16m² zapotrzebowanie
ciepła wynosi 800W co wymaga temperatury grzejnika 60°C (pow. 2m²), natomiast
podłogę wystarczy rozgrzać do 25°C (pow. 16m²).
Ogrzewanie podłogowe należy do ogrzewań płaszczyznowych, gdzie ciepło przekazywane
jest do otoczenia z aktywnej części stanowiącej około 80% całej powierzchni grzejnej –
podłogi. Podłogówka ogrzewa pomieszczenie w większości poprzez promieniowanie,
a w mniejszej części, ciepłem przenoszonym przez powietrze będące w ruchu. Udział
promieniowania powiększa się ze wzrostem temperatury.
Rozkład temperatury przy ogrzewaniu konwekcyjnym.
Rozkład temperatury przy ogrzewaniu podłogowym.
Naturalnym jest fakt, iż bez różnicy temperatur między podłogą a pomieszczeniem nie
będzie wymiany ciepła. Przy założeniu temperatury 20°C w pomieszczeniu i stałej
temperaturze podłogi 27°C z każdego jej m² możemy uzyskać ok. 75W. W tej sytuacji
podłoga o odkrytej – aktywnej powierzchni 100m² przekaże ok. 7.5kW mocy cieplnej. Jeżeli
to nie wystarczy dla zbilansowania strat ciepła, to kosztem komfortu cieplnego w kontakcie
z podłogą, możemy podwyższyć jej temperaturę do ok. 30°C. Wówczas uzyskamy ok. 100W
z każdego m² i analogicznie ok. 10kW z całej stumetrowej podłogi. Dodatkowo dla
ograniczenia jej obciążenia podczas silnych mrozów, możemy zainstalować dodatkowy
grzejnik wspomagający podłogę w tym trudnym dla niej okresie.
Ogrzewanie podłogowe możemy bez problemu zainstalować w budynku o współczynniku
przenikania ciepła ścian < 0,3W/m²K. Lepsze ocieplenie budynku, szczelność, rekuperacja to
mniejsze zapotrzebowanie ciepła, tym samym niższa temperatura podłogi a w efekcie większe
możliwości w jej wyborze. Całość zgodnie z zasadami, możliwościami i potrzebami
powinien skonfigurować projektant ogrzewania.
Nomogram pozwala ocenić z jaką temperaturą podłogi będziemy mieli do czynienia przy
jednostkowym zapotrzebowaniu cieplnym naszego budynku, w określonej temperaturze
pomieszczeń.
Przy obciążeniu cieplnym podłogi powyżej 100W/m² nie zaleca się posadzek drewnianych,
w przedziale od 50W/m² do 100W/m² wybór należy ograniczyć do desek wielowarstwowych
i drobnych mozaik natomiast poniżej 50W/m² można zainstalować każdy rodzaj drewnianych
elementów posadzkowych, w tym stabilne drewno lite w formatach odpowiednich do mocy
cieplnej podłogi.
Bezwładność cieplna podłogówki – wada, czy zaleta?
Podłogówka postrzegana jest jako bezwładnościowa względem innych rodzajów ogrzewania.
Jednak tu, ta bezwładność posiada dosyć szeroki przedział. Najbardziej bezwładnościowym
jest rodzaj, gdzie przewody grzewcze zatopione są w grubych wylewkach, najmniej
w przypadku elektrycznych folii grzewczych, umieszczonych tuż pod okładziną drewnianą.
Przy zmiennych dobowo cenach energii, bezwładność ogrzewania ma swoją wartość,
natomiast przy stałych kosztach energii i inteligentnym sterowaniu, przewagę bierze niska
bezwładność. Całość należy rozpatrywać w kontekście ciężkiej lub lekkiej konstrukcji
budynku, sposobu ocieplenia oraz rodzaju używanej energii.
Rodzaje ogrzewania podłogowego.
1) wodne z pompą ciepła, czerpiącą ciepło z gruntu, akwenów wodnych lub z powietrza.
Ze względu na dużą bezwładność i niską temperaturę czynnika grzewczego, jest to
najbezpieczniejszy rodzaj ogrzewania dla posadzek drewnianych, jednak ze względu
na ograniczoną temperaturę, wymaga zastosowania okładzin o mniejszym oporze
cieplnym,
2) wodne z kotła ma mniejszą bezwładność cieplną i niewielką utratę sprawności
w przypadku podwyższania temperatury. Automatyczne sterowanie zabezpiecza
przed wysoką temperaturą, dzięki temu nie ma zagrożenia dla podłóg
z drewna. Tu występuje możliwość zainstalowania uzupełniających źródeł ciepła
w postaci grzejników konwekcyjnych.
3) ogrzewanie elektryczne w postaci folii grzewczych, gdzie występuje równomierność
w rozkładzie ciepła jest dobrym rozwiązaniem w przypadku podłóg pływających. Ze
względu na niską bezwładność ogrzewania zaleca się stosować okładziny
wielowarstwowe z drewna o wydłużonym czasie zmiany wilgotności. Ogrzewanie
w postaci kabli jest odpowiednikiem ogrzewania wodnego. Natomiast
ogrzewanie z zastosowaniem mat grzewczych, ze względu na miejscowo wyższą
temperaturę, bliski kontakt z drewnem, oraz niską bezwładność, jest zaliczane do
najtrudniejszych dla okładzin z drewna i ogranicza wybór do cienkich
wielowarstwowych elementów łączonych na zamek.
4) wodne lub elektryczne w lekkiej konstrukcji podłóg drewnianych na legarach.
Przewody grzewcze wraz z radiatorami ułożone między legarami pozwalają ogrzać
ocieplone budynki nawet przy zastosowaniu desek dębowych grubości 28 mm lub
sosnowych 20mm. Obie grubości mieszczą się w dopuszczalnej normą oporności
0,15 m²K/W.
5) wodne z zastosowaniem mat kapilarnych, o stosunkowo małej bezwładności, ze
względu na niewielką grubość podkładu. Rozwiązanie korzystne dla drewna, ze
względu na równomierny rozkład ciepła w podkładzie. Ograniczona moc cieplna
zmusza do zastosowanie okładzin o niskim oporze cieplnym.
6) ogrzewanie wodne z funkcją chłodzenia w okresie letnim. W przypadku tego rodzaju
ogrzewania, nie zaleca się okładzin z drewna ze względu na ograniczoną
przenikalność cieplną oraz z powodu zagrożenia wilgotnością w pobliżu punktu rosy.
Wilgotność powyżej 85% sprzyja kondensacji kapilarnej w materiałach
higroskopijnych co powoduje wzrost wilgotności drewna, a to nie służy jakości
i trwałości posadzki.
Zalety ogrzewania podłogowego.
- Ogrzewanie podłogowe jest najbardziej zbliżone do optymalnego. Daje ono
równomierny rozkładzie temperatur, dzięki któremu odczuwamy lepszy komfort
cieplny.
- Niższa temperatura to wyższa wilgotność powietrza co w okresie zimy podwyższa
komfort mikroklimatu wnętrza.
- Mniejszy ruch powietrza nie powoduje spadku wilgotności drewna w takim stopniu
jaki występuje przy ogrzewaniu konwekcyjnym, poza tym nie unosi kurzu a to
zmniejsza reakcje alergiczne użytkowników,
- Samoregulacja, polegająca na samoczynnej zmianie wydajności w wyniku zmiany
temperatury wewnętrznej w pomieszczeniu (okresowe nasłonecznienie czy używanie
urządzeń generujących ciepło, większa ilość osób w pomieszczeniu).Tak dostarczona
energia, w podobnej ilości zmniejsza obciążenie cieplne podłogi. Nie oznacza to
jednak, że podłogówka schładza pomieszczenie w przypadku wzrostu temperatury. Po
prostu ogranicza dostawę ciepła do czasu, kiedy inne źródła przestaną „działać” a
temperatura w pomieszczeniu, z tytułu naturalnych strat ciepła, zejdzie do
zakładanego poziomu.
- Prezentowany rodzaj ogrzewania w porównaniu do ogrzewania konwekcyjnego,
umożliwia obniżenie średniej temperatury w pomieszczeniach o około 2°C. Przekłada
się to na oszczędność energii około 10 -12%,
- W porównaniu z ogrzewaniem konwencjonalnym (grzejnikowym) istnieje możliwość
wykorzystania niekonwencjonalnych źródeł ciepła: energia słoneczna, pompy ciepła,
- Podłogówka skutecznie przeciwdziała powstawaniu wilgoci w ścianach zewnętrznych,
ościeżach czy w narożach pomieszczeń. Wynika to z właściwości promieniowania,
które nagrzewa ciała stałe bardziej niż otaczające je powietrze. W efekcie wilgoć
znajdująca się w powietrzu nie jest tak bardzo wchłaniana przez nieco cieplejszą
powierzchnię przegrody zewnętrznej.
„Lekko zaróżowione” powierzchnie ścian na rysunku obrazują właściwości promieniowania.
Wady ogrzewania podłogowego
- Duża bezwładność cieplna i związane z tym problemy z szybką regulacją
temperatury pomieszczeń.
- Wyższe (średnio o 30% koszty inwestycyjne).
- Ograniczenia w aranżacji pomieszczeń. Powierzchnia podłogi musi być aktywna -
odsłonięta, meble na nóżkach min 10cm nad podłogą.
- Ograniczona temperatura powierzchni grzewczej, co w niektórych sytuacjach zmusza
do zainstalowania uzupełniającego źródła ciepła w pomieszczeniach.
- Czy trudność i wysoki koszt napraw instalacji wewnątrz podłogi jest wadą? W
klasycznym ogrzewaniu rurki do grzejników biegną również pod podłogą. W tej
sytuacji koszt i trudności w ewentualnej naprawie są porównywalne.
Elementy składowe podłogi i ich właściwości.
Izolacje. Hydroizolacje powinny być wykonane zgodnie z projektem budowlanym.
Poprawne działanie ogrzewania podłogowego zależy między innymi od prawidłowego
wykonania izolacji cieplnej. Izolacja ta powinna być tak dobrana, aby straty strumienia ciepła
skierowane ku dołowi nie przekraczały 10% a praktycznym ujęciu:
- minimum 3 cm styropianu ( R > 0,75 m2K/W) w przypadku podłoga znajdująca się
bezpośrednio nad pomieszczeniami ogrzewanymi.
- minimum 8 cm styropianu ( R > 2,0 m2K/W) kiedy podłoga znajduje się nad
pomieszczeniami nieogrzewanymi.
- minimum 10 cm styropianu (R > 2,5 m2K/W) w sytuacji układania podłogi na gruncie. W
przypadku wyższej temperatury czynnika grzewczego w rurkach lub ich zagęszczenia należy
izolację odpowiednio polepszyć, poprzez zmianę grubości lub rodzaju materiału izolacyjnego.
Budynki energooszczędne wymagają podwojenia skuteczności izolacji termicznej podłogi.
O oporności cieplnej izolacji poza jej grubością decyduje współczynnik przewodności
materiału z jakiego została wykonana. Poniżej porównanie różnych materiałów izolacyjnych
Oprócz tradycyjnego styropianu do izolacji podłóg zaleca się styropian ekstrudowany, twardszy i mniej nasiąkliwy, posiadający
bardzo niski współczynnik przewodności cieplnej od 0,021 do 0,026 W/mK .
Poniżej prezentacja procentowego udziału strat ciepła do gruntu w odniesieniu do
izolacji cieplnej podłogi, przy zmianie oporności drewnianej okładziny posadzkowej.
Powyższy wykres informuje, że ze wzrostem izolacyjności podłogi maleje procentowy udział
strat przy wzroście oporności cieplnej okładziny drewnianej, co daje nam możliwość
większego wyboru rodzaju posadzki. Jednak efektywność eksploatacyjna ma też swoje
granice.
Na izolację cieplną podłogi na gruncie w istotny sposób wpływa ocieplenie zewnętrznych
ścian fundamentowych.
Patrząc na powyższy układ temperatur należy rozważyć, w których miejscach należy
zainstalować odpowiednią izolację termiczną. Temat wymagający fachowej pomocy i
kompromisu w kontekście kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.
Folia metalizowana, co jest faktem , a co mitem?
W większości przypadków przewody grzewcze układa się na metalizowanej folii z
geometrycznym nadrukiem, umożliwiającym równomierny rozkład w/w przewodów. Folia
ułatwia ułożenie jastrychu, pełni funkcję rozdzielczą, jak również ma za zadanie ograniczyć
przenikanie wody do izolacji w trakcie wykonywania wylewki, jak i wilgoci podczas jej
osuszania. Natomiast wbrew obiegowym i marketingowym opiniom, folia metalizowana, nie
pełni żadnej izolacji termicznej, wynikającej z ograniczenia promieniowania ciepła w dół. Po
prostu, folia jest dociśnięta wylewką do izolacji termicznej, a więc nie ma przestrzeni
powietrznej, w której promieniowanie jako takie może występować. Dla potwierdzenia
powyższego przeprowadzono dwa proste testy, z wykorzystaniem stanowiska do badania
podłogówki i kamery termowizyjnej.
Test nr. 1. Podkład grzewczy temperaturze ok. 30°C . Połowę powierzchni podkładu
osłonięto metalizowaną folią, po czym całość przykryto płytą styropianu grubości 20mm. Po
pewnym czasie oceniono i zarejestrowano rozkład temperatur na powierzchni styropianu.
Rysunek obrazujący układ warstw w przeprowadzonym teście.
Termowizyjny obraz wyników przeprowadzonego testu.
Wynik: powierzchnia styropianu ma jednorodną temperaturę, bez względu na to, czy leży na
folii metalizowanej, czy styka się bezpośrednio z podkładem grzewczym.
Wniosek: folia metalizowana w bezpośrednim kontakcie płyty grzewczej z izolacją termiczną
nie wpływa na ograniczenie przenikania ciepła.
Test nr. 2. Podkład grzewczy temperaturze ok. 30°C . Połowę powierzchni podkładu
osłonięto metalizowaną folią, po czym na całość położono ramkę z drewna z poprzeczką
rozdzielającą część osłoniętą folią od części nieosłoniętej. Grubość ramki 22mm określała
grubość warstwy powietrza między podkładem a styropianem. Na w/w ramkę położono płytę
styropianu grubości 20mm. Po pewnym czasie oceniono i zarejestrowano rozkład temperatur
na powierzchni styropianu.
Rysunek obrazujący układ warstw w przeprowadzonym teście.
Termowizyjny obraz wyników przeprowadzonego testu.
Wynik; powierzchnia styropianu ma niejednorodną temperaturę. Temperatura nad częścią
z folią metalizowaną ma niższą wartość o ok. 2°C.
Wniosek: Folia metalizowana ogranicza promieniowanie ciepła w przypadku zachowania
odległości między elementami emitującymi a odbierającymi ciepło.
Elementy grzewcze.
Układ grzewczy w konstrukcji podłogi powinien być wykonany w oparciu o zapotrzebowanie
ciepła w odniesieniu do jego źródła z uwzględnieniem możliwości przemieszczania ciepła w
stronę ogrzewanego pomieszczenia.
Ilość ciepła jaką otrzyma podkład grzewczy zależy od możliwości przejmowania tego ciepła
od rurek grzewczych, które mają potencjał cieplny zależny od temperatury i ilości wody jaka
przepłynie w określonym czasie.
W związku z tym, moc i efektywność cieplna podkładu grzewczego zależy od:
temperatury – im wyższa temperatura w rurkach, tym większa moc grzewcza podłogi.
rozstawu przewodów grzewczych – korzystnie jest zagęścić przewody grzewcze co
wpływa na równomierność temperaturową i efektywność grzewczą podkładu przy
niższej temperaturze czynnika grzewczego. Podwójne zagęszczenie rurek grzewczych
nie powinno przekładać się na podwojenie długości obwodu grzewczego a na dwa
oddzielne obiegi. Dłuższy obwód to mniejsza prędkość wody i wynikające z tego
ograniczenia w „dostawie” ciepła. Długość obwodu i średnicę rurek należy
skonfigurować z prędkością przepływu.
sposobu ułożenia rurek grzewczych – układ podwójnej meandry oraz spiralny
zapewniają najbardziej równomierny rozkład temperatury w podkładzie a to w
przypadku okładziny z drewna ma istotne znaczenie.
regulacji - w przypadku okładzin drewnianych regulacja przepływu wody przy
określonej temperaturze jest bezpieczniejsza od regulacji temperaturą.
rodzaju wylewki – anhydrytowa ze względu na grubość i przewodność cieplną
materiału ma lepszą przenikalność cieplną od wylewki betonowej, natomiast ta druga
daje bardziej równomierny rozkład ciepła, co drewnu bardziej odpowiada.
Układy elektryczne rządzą się podobnymi zasadami w zakresie przekazywania energii,
natomiast różnią się rozwiązaniami technicznymi. Renomowani producenci układów
grzewczych zapewniają pełną obsługę w zakresie doboru, wykonania i obsługi ogrzewania.
Rozkład temperatury.
Płaski rozkład temperatury jest najefektywniejszy w zakresie przekazywania ciepła, oraz
z uwagi na wymagania komfortu cieplnego. W przypadku posadzek drewnianych ma
znaczenie ze względu na ograniczoną odporność drewna na różnicę temperatur, przekładającą
się na zmianę wilgotności i odkształcenia.
Najpopularniejsze sposoby układania rur ogrzewania podłogowego: (a) meandrowy
(serpentynowy); (b) meandrowy podwójny (c) ślimakowy (spiralny). Zwykle ślimakowy
uznaje się za lepszy, ale meandrowy może być bardzo korzystny jako podwójny lub jeśli rury
ułożone są tak, by bardziej gorąca część znalazła się przy ścianie zewnętrznej
.
a – układ meandrowy, ze względu na krańcowo różną temperaturę, nie zalecany pod posadzki
drewniane
b - meandrowy podwójny, wymagający stabilnych okładzin podłogowych zarówno z natury
drewna jak i z konstrukcji elementu posadzkowego.
c - ślimakowy (spiralny), najbardziej odpowiedni pod posadzki drewniane, ze względu na
najbardziej równomierny rozkład temperatury podkładu grzewczego.
Emisyjność ciepła a kolor i gładkość powierzchni.
Wiadomo, że matowe, ciemne kolory, lepiej emitują ciepło, co mogło by mieć odniesienie do
czasu, kiedy podłoga grzeje. Analogicznie ciemne, matowe kolory lepiej pochłaniają ciepło,
co odnosi się do nagrzewania podłogi ciepłem słonecznym. Jednak w chwili obecnej brakuje
rzeczowych opracowań w tym zakresie, i temat emisji i chłonności ciepła w zależności od
współczynnika emisyjności ciepła należy pozostawić jako nieokreślony w tym względzie.
Wylewka - podkład grzewczy.
Przed wykonaniem wylewki należy dokonać próby ciśnieniowej instalacji, gdzie
utrzymanie wartości 0,2 – 0,3MPa świadczy o jej szczelności.
W pomieszczeniach mieszkalnych stosuje się podkłady pływające wykonane z betonu lub
anhydrytu, których odporność obciążeniowa powinna być powyżej 1,5kN/m² Ze względów
wytrzymałościowych pod podłogi pływające wystarczy beton klasy C – 16/12, pod podłogi
warstwowe, klejone do podkładu, jego wytrzymałość powinna mieć wielkość C – 20/16,
a pod elementy lite wytrzymałość powinna mieć wartość minimum C – 25/20. Natomiast
przewodność cieplna wskazuje na stosowanie mocniejszych - gęstszych betonów.
Wykres wpływu gęstości betonu na przewodność cieplną.
W dolnej części podkładu zatopione są przewody grzewcze. Kilkanaście mm nad przewodami
grzewczymi zaleca się zainstalowanie zbrojenia w postaci siatek – kratownic. W przypadku
podłóg z litego drewna, zbrojenie przejmuje naprężenia rozciągające a w dodatku wpływa na
równomierny rozkład ciepła w podkładzie, co poprawia jego przenikalność
cieplną. Optymalna grubość wylewki betonowej wynosi 70mm. Zwiększenie grubości
skutkuje zwiększoną bezwładnością ogrzewania oraz równomiernością w rozkładzie
temperatury. Zmniejszenie grubości to spadek bezwładności i sztywności podkładu, ale
i niejednorodny rozkład temperatury na powierzchni podkładu.
Cechy podkładów grzewczych na bazie cementu w zależności od receptury i wykonania:
1. wylewka cementowa, piaskowa z dużym udziałem drobnych frakcji ma wyższą
oporność cieplną oraz wysoką higroskopijność, czego drewno nie lubi.
2. Wylewka bez plastyfikatora z powiększonym udziałem wody zarobowej, jest
porowata, czyli słaba i oporna w przenoszeniu ciepła.
3. Wylewka gdzie obok czystego piasku zastosowano kruszywo 2-4 oraz zmniejszono
ilość wody poprzez zastosowanie plastyfikatora poprawia urabialność co ułatwia
zagęszczenie masy na sprężystym podkładzie jakim jest styropian lub inny rodzaj
materiału izolacyjnego. Tak wykonany jastrych ma niewielką rozszerzalność
termiczną, wysoką wytrzymałość, niższą oporność w przenikaniu ciepła i jest stabilna
higroskopijnie.
Podkład grzewczy na bazie cementu jest jastrychem pływającym, gdzie występuje skurcz
betonu podczas jego wiązania oraz rozszerzalność termiczna podczas funkcjonowania.
Wymaga to zastosowania dylatacji, które wykonujemy w przypadku:
- styku z przegrodą pionową,
- ograniczeń powierzchni (30m², 40m² - zbrojona),
- ograniczenia długości boku (6m, 8m - zbrojona),
- ograniczenia proporcji boków większej niż 1:2,
- wydzielenia kształtnych powierzchni z niekształtnej płyty podłogi ( przejścia
w drzwiach itp.),
- rozdzielenia pól grzewczych. Pola należy kojarzyć nie tyle z obwodem grzewczym co
z ich różną temperaturą.
Dylatacje powinny mieć szerokość od 5 mm do 8 mm w zależności od dylatowanych
powierzchni i być wypełnione pasami pianki polietylenowej. Rury grzewcze
przechodzące przez dylatację powinny być zabezpieczone tulejami z rur ochronnych
karbowanych (peszel). Sąsiadujące ze sobą pola grzewcze powinny być 18dublowane
co kilkadziesiąt centymetrów, tzn. połączone krótkimi prętami stalowymi w
peszlowych osłonkach. Podczas wykonywania jastrychu należy zaznaczyć kilka
miejsc między rurkami, z których będzie można pobrać próbki betonu do pomiaru
jego wilgotności.
Czerwoną linią przerywaną zaznaczono dylatacje
W przypadku posadzek drewnianych wielkość pól grzewczych należy postrzegać również
poprzez pryzmat wydajności cieplnej podłogi i oporu cieplnego okładziny z drewna.
W przypadku 100W/m² i R 0,1m²K/W temperatura podkładu będzie miała wartość ponad
40°C, natomiast przy obciążeniu cieplnym 50W/m² i R okładziny 0,05m²K/W temperatura
podkładu będzie poniżej 30°C. Ta różnica przekłada się na wielkość odkształceń termicznych
podkładu jak i odkształceń - naprężeń wynikających z kurczliwości drewna. W efekcie
w niektórych przypadkach można pozwolić sobie na większą płaszczyznę bez dylatacji,
aczkolwiek po uzgodnieniach z wykonawcą instalacji jak i wykonawcą posadzki drewnianej.
Wylewka anhydrytowa powinna być wykonana zgodnie z zaleceniami producenta.
Wykończenie podłogi
Istotny wpływ na ilość ciepła jaka zostanie przekazana z podkładu grzewczego do
pomieszczenia ma rodzaj posadzki właściwej i sposób wzajemnego zespolenia. Elementy
drewniane w naturalnym wydaniu i swobodnym ułożeniu nie sprawdzają się na podłogówce.
Drewno powinno być ujarzmione w konstrukcji elementu posadzkowego i wówczas może być
układane jako podłoga pływająca, a w naturalnym wydaniu powinno być trwale
przytwierdzone do stabilnego – sztywnego podkładu.
Powyżej termografia dwóch elementów posadzkowych. Po lewej element przyklejony, po
prawej ułożony swobodnie na wylewce. Jak widać połączenie klejowe daje wyższą o 0,9°C
temperaturę i równomierny jej rozkład. Jeszcze większą różnicę wniesie zainstalowanie
podkładu. Poniżej zdjęcie termograficzne, po lewej stronie element przyklejony po prawej
z podkładem z tektury falistej.
Tu widać różnicę temperatur o 1,5°C na niekorzyść posadzek pływających, co jest ich wadą.
Posadzka pływająca.
Elementy posadzek pływających, warstwowe lub kompozytowe, powinny być zaopatrzone
w zamek pozwalający zespolić wzajemnie całą płytę posadzki. Ich oporność cieplna jest różna
w zależności od grubości i rodzaju materiału oraz oporu cieplnego warstwy podkładu
wygłuszającego. Wadą podłóg pływających jest ich niekorzystna akustyka i większa
podatność na zmiany mikroklimatu wnętrza. Należy pamiętać o zaleceniach producenta
w zakresie rozmieszczenia dylatacji wewnętrznych oraz o tym, że jest to podłoga pływająca,
więc musi mieć możliwość w miarę swobodnego pęcznienia i kurczenia. Ciężkie meble,
szczególnie gdy są ustawione po przeciwległych stronach pomieszczenia, utrudniają „pracę”
podłogi, co przekłada się na uszkodzenia zamków i szczeliny w okresie zimowym lub
odkształcenia powierzchniowe latem. Temat dotyczy szczególnie pierwszego roku
użytkowania podłogi w nowych budynkach.
Posadzka zespolona z podkładem.
Podłoga ogrzewana, zespolona z podkładem, to zespół trzech warstw – podkład, spoina
i okładzina drewniana. Spoina klejowa ma tu szczególne zadanie, musi trwale zespolić dwa
różne materiały pracujące w ekstremalnych warunkach. Przy opornych okładzinach, cienkim
podkładzie i szerokim rozstawie rurek układu meandrowego, temperatura spoiny przekracza
40°C. W takich warunkach spoina musi wytrwać przez wiele lat zachowując przez cały czas
swoją wytrzymałość i elastyczność. Należy zadbać aby spoina była możliwie najpełniejsza,
wówczas ciepło w większości przenika przez przewodzenie, które jest bardziej skuteczne od
promieniowania. Podsumowując, jakość spoiny to jakość, trwałość i efektywność grzewcza
całej podłogi. Do podłogówki zalecane są kleje poliuretanowe lub na bazie poliuretanu, oraz
dobrej klasy kleje dyspersyjne.
Elementy podłogowe - ocena w kontekście właściwości drewna.
Wybór rodzaju elementów i gatunku drewna zależny jest od wielu czynników.
Przewodność cieplna drewna jest pochodną jego gęstości w związku z tym im gęstsze –
twardsze drewno tym pełniejsza satysfakcja z jego zastosowania na podkładzie grzewczym.
Jednak twarde, gęste drewno to trudne drewno (wyjątek merbau i doussie), które nie lubi
zmian klimatycznych i napręża lub odkształca się stosownie do każdej zmiany wilgotności.
Inną zależnością jest kurczliwość drewna w odniesieniu do jego barwy. Wszystkie jasne,
twarde, gęste gatunki mają wyższy, niekorzystny współczynnik kurczliwości co też ogranicza
wybór. Dodatkowo jasne drewno bardziej eksponuje swoją kurczliwość – bardziej widoczne
szczeliny.
Stabilność odkształceniowa elementów z drewna wynika również z zachowania proporcji
wymiarowych grubości do szerokości. Przykładem powyższego jest mozaika podłogowa
o proporcjach 1:1. Im bardziej odbiegamy od tych proporcji tym bardziej musimy akceptować
odkształcenia drewna.
Mnogość elementów w 1m² podłogi przekłada się na ilość drobnych szczelin, które
kompensują „pracę drewna”. Tu przykładem jest klasyczna mozaika podłogowa.
Każde drewno lepiej i to prawie dwukrotnie, przewodzi ciepło wzdłuż słoi. Tę właściwość
można by zagospodarować, gdyby nie brać pod uwagę podwojonej pracy drewna. Coś za coś.
Bruk drewniany pomimo bardzo dobrych właściwości w zakresie przewodzenia ciepła ma
ograniczone zastosowanie na podkładach grzewczych ze względu kurczliwość w czterech
kierunkach płaszczyzny podłogi.
Przy posadzkach z litego drewna istotna jest podatność drewna na wypaczenia, czyli stosunek
odkształceń stycznych do odkształceń promieniowych. Drewno o podobnych odkształceniach
stycznych względem odkształceń promieniowych jest najbardziej odpowiednie na ogrzewanie
podłogowe.
Drewno jest materiałem sprężystym gdzie różnica RH wielkości 20%, w jego otoczeniu,
wywołuje naprężenia bez odkształceń, powyżej tej wartości musimy się liczyć
z odkształceniami plastycznymi – krawędziowaniem albo szczelinami.
Podłogi z drewna sezonowanego są o wiele bezpieczniejsze, gdyż zmiany wilgotności
i temperatury nie są dla nich tak obce jak dla drewna niesezonowanego.
Egzotyk z plantacji w wyniku kontrolowanej wegetacji ma mało ciekawą fakturę drewna ale
dzięki równomiernemu rozkładowi słoi generuje jednorodne naprężenia i odkształcenia, przez
co jest materiałem stabilniejszym i bardziej przewidywalnym.
Modne ostatnio duże formaty drewnianych elementów podłogowych to kolejne ograniczenie
w przypadku podłóg ogrzewanych. W prostym przekazie, im większy element tym bardziej
widoczne efekty „pracy drewna”. W przypadku desek można zastosować rozwiązanie
stosując elementy z łamaną krawędzią co maskuje odkształcenia skurczowe.
Modna jest również rustykalność podłogi z drewna, jednak tu należy wziąć pod uwagę pewną
zależność, iż rustykalność wynika z niejednorodności struktury drewna co w trudnych dla
drewna warunkach, może się przełożyć na niejednorodność naprężeń a to z kolei, może być
przyczyną miejscowych odkształceń lub uszkodzeń-pęknięć drewna.
Termo drewno, atrakcyjne pod względem wyglądu jest bardzo stabilne pod względem
kurczliwości, jednak przegrzanie drewna podczas obróbki termicznej powoduje spadek
przewodności cieplnej oraz pogarsza właściwości mechaniczne drewna.
Szczególny przypadek to drewno teaku i palisandru, które pod wpływem długotrwałego
działania wyższej temperatury, zmienia swoją barwę. W konstrukcjach podłóg, gdzie w/w
drewno ma bliski kontakt z gorącą rurą, z biegiem czasu na powierzchni podłogi widać
odwzorowanie układu grzewczego.
Wydajność cieplna podłogi w pewnym stopniu zależy od wilgotności drewna, która wynika
z wilgotności otoczenia, w którym się znajduje. Dobowe zmiany mikroklimatu nie mają tu
większego znaczenia. Na zmianę wilgotności drewna wpływa odmienność mikroklimatu
otoczenia w dłuższym czasie.
Współczynnik przewodzenia ciepła (W/mK) w zależności od wilgotności drewna w %.
Jak widać drewno nie jest materiałem łatwym, wymaga staranności w wyborze, szczególnie
w podłogówce gdzie „robi za grzejnik”.
Właściwości drewna podłogowego.
Lp. Gatunek
Gęstość
12%
kg/m3
Współczynnik
kurczliwości
%/1%
Podatność na
wypaczenia
styczny/promień
Twardość
Janki MPa
Współczynnik
przewodzenia
ciepła W/mK
1. Dąb 690 0,25 2,0 65 0,17
2. Jesion 720 0,20 1,6 76 0,17
3. Klon 630 0,17 2,7 67 0,16
4. Buk 730 0,24 2,0 78 0,17
5. Brzoza 650 0,17 1,2 46 0,16
6. Sosna 510 0,21 1,9 30 0,13
7. Świerk 460 0,29 2,0 18 0,12
8. Merbau 860 0,17 1,7 90 0,21
9. Doussie 750 0,20 1,4 75 0,18
10. Iroko 690 0,16 1,4 72 0,17
11. Teak 660 0,17 1,7 30 0,16
12. Bambus 650-800 0,17 1,2 46 0,16-0,19
13. Jatoba 950 0,24 2,2 115 0,23
14. Ipe 1000 0,29 1,3 145 0,24
15. Wenge 860 0,33 1,7 105 0,21
Źródło: Atlas drewna podłogowego i PN-EN 14342 + A1 2009r.
Jak widać właściwości drewna mają pewien przedział wartościowy, wynikający z jego natury
jak i źródeł podających w/w właściwości. Obliczenia oparte o doświadczenie i zdrowy
rozsądek pozwolą zbliżyć wartości obliczeniowe do rzeczywistych.
Rodzaje okładzin – ocena w zakresie materiału i konstrukcji.
Elementy z litego drewna w postaci mozaiki, parkietu lub desek. Wybór w oparciu
o właściwości drewna w odniesieniu do warunków cieplno-wilgotnościowych w jakich
drewno będzie „pracować”. Im trudniejsze warunki pracy, trudniejsze drewno, tym mniejsze
elementy.
Deski masywne z twardego drewna, stabilizowane poprzecznie dają komfort posiadania
solidnej podłogi bez obaw w zakresie trwałości z przenikalnością cieplną adekwatną do ich
grubości.
Istotą konstrukcji deski stabilizowanej jest umieszczenie drewnianych kołków -
stabilizatorów w otworach wywierconych w dolnej części deski podłogowej. Kołki
wkleja się przy zastosowaniu klejów poliwinylowych Rakoll, odpornych na wilgoć, nie
powodujących żadnych skutków szkodliwych dla zdrowia.
Poniżej „jak to działa” w porównaniu do zwykłej deski.
Przy niewielkim obciążeniu cieplnym i solidnym wykonaniu podłogi oraz dbałości
o wilgotność w pomieszczeniach, klasyczne deski podłogowe nie ulegają żadnym
odkształceniom.
W mroźnym okresie zimowym wzrasta temperatura podłogi i naturalnie spada
wilgotność powietrza. W efekcie deski wypaczają się uszkadzając spoinę klejową.
Po powrocie do normalnej wilgotności, deski w znacznym stopniu wracają do swych
kształtów, jednak spoina nie zawsze i nie w całości powróci do swoich wartości. W tej
sytuacji pogarsza się przenikalność cieplna, a drewniane elementy podłogowe ulegają
odkształceniom przy mniejszych zmianach wilgotności. Z biegiem czasu spoina może
ulec pełnej degradacji.
Bezpieczniejszym rozwiązaniem są deski lite, masywne stabilizowane poprzecznie.
W mroźnym okresie zimowym wzrasta temperatura podłogi i naturalnie spada
wilgotność powietrza. W efekcie deski kurczą się w górnej części ale nie mogą się
wypaczyć, ponieważ poprzecznie umieszczone stabilizatory skutecznie ograniczają
odkształcenia.
Po powrocie do normalnych warunków, znikają szczeliny a podłoga zachowuje swoje
walory jakościowe. Spoina klejowa zachowuje swoje cieplno-mechaniczne właściwości.
Elementy dwuwarstwowe klejone wyłącznie z twardego drewna posiadają dobre właściwości
w zakresie przenikania ciepła, jednak zmiany wilgotności podłogi powodują powstawanie
naprężeń objawiających się w postaci „żeberkowania”(cienka warstwa powierzchniowa <
2mm),
Elementy dwuwarstwowe jw. warstwą użytkową 6mm równie dobrze przewodzą ciepło.
Odkształcenia powierzchniowe są mniej widoczne, jednak należy pamiętać
o równomiernym zespoleniu z podkładem (brak warstwy przeciwprężnej).
Elementy trójwarstwowe z cienkimi warstwami zewnętrznymi i grubszą, warstwą
wewnętrzną wykonaną z delikatniejszego drewna (brzoza, sosna, świerk) posiadają gorsze
parametry w przenikaniu ciepła, jednak ich konstrukcja jest odporniejsza na zmiany
mikroklimatu.
Na podkładach grzewczych najbardziej stabilne są elementy wielowarstwowe wykonane
z warstw ułożonych krzyżowo o zbliżonej gęstości i grubości a tym samym jednorodności
w generowaniu i znoszeniu naprężeń podczas zmiany wilgotności. Do nich należą elementy
podłogowe wykonane z cienkowarstwowej sklejki oklejonej fornirem z drewna
okładzinowego. Jednak produkt taki należy traktować jako jednorazowy, ze względu na brak
możliwości cyklinowania, ponadto wadą tych produktów jest możliwość uwalniania
formaldehydu, szczególnie podczas pracy grzewczej podłogi.
Podłogi z prasowanego i klejonego bambusa charakteryzują się wysoką twardością oraz dobrą
przenikalnością cieplną. Egzotyczność pochodzenia i wykonania zmusza do szukania
produktu wykonanego przez dobrego producenta.
Elementy podłogowe z zamkami mają swoją przewagę w zakresie powstawania szczelin przy
typowych zmianach mikroklimatu. Przy większych zmianach wilgotności zamki mogą ulec
uszkodzeniu z przeniesieniem uszkodzenia na płaszczyznę podłogi. Podłogi bez zamków, na
wpust-wypust są bardziej odporne na ekstremalne warunki klimatyczne ponieważ mają
możliwość skurczenia bez uszkodzenia.
Klasyczne panele wykonane z produktów drewnopochodnych posiadają dobrą przenikalność
cieplną odpowiednią do gęstości materiału i grubości. Ponieważ są to podłogi pływające ich
minusem jest dodatkowy opór dla przenikania ciepła z tytułu przestrzeni powietrza i warstwy
podkładowej oraz nieprzyjemna akustyka.
Wszystkie rodzaje posadzek mają plusy i minusy, które przy wyborze należy wziąć pod uwagę.
Wartości oporu cieplnego „R” okładzin posadzkowych z drewna wynikające, z normy
PN-EN 14342 + A1 2009r.
R = grubość okładziny w m / λ – współczynnik przewodności materiału
Rodzaj materiału posadzkowego Grubość Przewodność
λ(W/mK)
Opór
cieplny
R [m²K/W]
Mozaika dąb, jesion 8mm 0,17 0,047
Mozaika merbau 8mm 0,21 0,380
Mozaika przemysłowa dąb, jesion 16mm 0,17 0,094
Mozaika przemysłowa merbau 14mm 0,21 0,067
Mozaika przemysłowa dąb, jesion 22mm 0,17 0,129
Mozaika przemysłowa merbau 20mm 0,21 0,095
Mozaika przemysłowa teak 12mm 0,16 0,075
Mozaika przemysłowa, deska teak 15mm 0,16 0,094
Mozaika przemysłowa sukupira 14mm 0,22 0,064
Lamparkiet, deska dąb, jesion 10mm 0,17 0,059
Parkiet, deska dąb, jesion 16mm 0,17 0,094
Parkiet, deska dąb, jesion 20mm 0,17 0,118
Parkiet, deska dąb ,jesion 22mm 0,17 0,129
Parkiet, deska merbau 10mm 0,21 0,048
Parkiet, deska merbau, palisander 15mm 0,21 0,071
Parkiet, deska doussie 15mm 0,18 0,083
Parkiet, deska iroko 15mm 0,17 0,088
Parkiet, deska dwuwarstwowa dąb, jesion/dąb, jesion 11mm (3/8mm) 0,17/0,17 0,065
Parkiet, deska dwuwarstwowa merbau/dąb, jesion 11mm (3/8mm) 0,21/0,17 0,061
Parkiet, deska dwuwarstwowa dąb, jesion/sklejka 11mm (3/8mm) 0,17/0,16 0,067
Parkiet, deska dwuwarstwowa dąb, jesion/dąb, jesion 14mm (6/8mm) 0,17/0,17 0,082
Parkiet, deska dwuwarstwowa merbau/dąb, jesion 14mm (6/8mm) 0,21/0,17 0,076
Płytka ceramiczna 13mm 1,00 0,013
Powyższe dane mają wartości średnie. Różnice w oporności mogą wynikać z właściwości
drewna, które jest materiałem niejednorodnym.
Poniżej deklarowane wartości oporu cieplnego desek warstwowych czołowych polskich
producentów.
Barlinek.
Gatunek Drewna
Deska trójwarstwowa o grubości 14
mm Deska trójwarstwowa o grubości 10
mm
Opór cieplny R
(m2K/W)
Przewodność
cieplna λ(W/mK) Opór cieplny R
(m2K/W)
Przewodność
cieplna λ(W/mK)
Dąb 0,106 0,141 0,071 0,141
Buk 0,106 0,141 0,071 0,142 Brzoza 0,109 0,138 0,072 0,138
Jesion 0,106 0,141 0,071 0,141
Orzech 0,106 0,141 0,071 0,141
Czereśnia 0,109 0,138 0,072 0,138
Wiąz 0,107 0,140 0,071 0,141
Grab 0,103 0,145 0,069 0,146 Olcha 0,111 0,135 0,074 0,135
Klon 0,108 0,139 0,072 0,140
Akacja 0,106 0,142 0,070 0,142
Dąb czerwony 0,107 0,140 0,071 0,140
Balticwood
Współczynnik komfortu dotyku.
Jednym ze sposobów określania właściwości podłogi w zakresie komfortu dotyku jest
tzw. współczynnik kontaktowy (b), który w/w właściwość określa w formie liczbowej.
b = √ k · c · р
gdzie
k = przewodność
p = gęstość
c = ciepło właściwe
Współczynnik mówi o szybkości i ilości ciepła oddawanego lub przekazywanego
do bosej stopy. Wysoki współczynnik (beton, ceramika) daje nam dyskomfort
przy różnicy temperatur, w kontakcie stopa - podłoga. Komfort w tym względzie
daje nam drewno szczególnie miękkie (sosna). Całość należy oceniać w
kontekście naszego, umiarkowanego klimatu jak i w funkcji grzewczej podłogi,
gdzie dąb bierze górę na drewnem sosnowym
Współczynnik kontaktu dla różnych wykładzin podłogowych na podstawie
przewodności, gęstości i ciepła właściwego
Podłoga Współczynnik kontakt, b (kCal/m2 h 0,5 ° C)
Stal 180
Beton, ceramika 25
Linoleum, 9
Drewno dębowe 7
Drewno sosnowe 4
Korek 2
źródło: Fanger, PO, Komfort cieplny: Analiza i wnioski w Inżynierii Środowiska, McGraw-Hill Book Company, 1970
Co nas najbardziej interesuje przy wyborze okładziny drewnianej na „podłogówce”?
Przed wykonaniem podłogi ogrzewanej, najbardziej interesuje nas to, czy w czasie najniższej
temperatury na zewnątrz nasza podłoga poradzi sobie z ogrzaniem naszych pomieszczeń, bez
żadnych skutków ubocznych dla jej jakości. Istnieje prosta zależność, z której wynika, że przy
większym zapotrzebowaniu na ciepło w pomieszczeniu musimy podnieść temperaturę
powierzchni podłogi ale możemy to zrobić tylko do pewnego stopnia do 27°C. Dalej
wchodzimy w strefę dyskomfortu w kontakcie ze zbyt ciepłą podłogą oraz w strefę zagrożenia
dla jakości podłogi. W przypadku dobrze zaprojektowanej i tak wykonanej podłogi
temperatura jej powierzchni w znacznej większości okresu grzewczego powinna oscylować
w przedziale 22°C – 25°C.
Kilka szczegółów technicznych:
1. Jednostkową moc cieplną podłogi określamy w oparciu o maksymalne
zapotrzebowanie ciepła w odniesieniu do jej aktywnej powierzchni.
2. Moc cieplna podłogi, w pomieszczeniu o zakładanej temperaturze, przypisana jest
temperatura jej powierzchni.
3. Ilość ciepła (q) jaką może przepuścić okładzina drewniana zależy od jej oporności
cieplnej (R - grubość i przewodność materiału) oraz różnicy temperatur pod okładziną
i na jej powierzchni (t1-t2).
4. Znając jednostkową ilość ciepła jaka jest niezbędna do ogrzania mieszkania przy
trudnych warunkach zewnętrznych, możemy sprawdzić czy powstała różnica nie
zaszkodzi wybranej okładzinie podłogowej z drewna oraz spoinie, łączącej posadzkę
z podkładem.
5. Możemy też sprawdzić czy zakładane źródło ciepła (pompa ciepła) jest w stanie podać
wymaganą temperaturę czynnika grzewczego.
6. W rezultacie możemy dokonać zamiany okładziny, na taką, która spełni powyższe
wymagania.
Powyżej graficzny układ trzech zależności:
- gęstości strumienia ciepła.
- oporu cieplnego okładziny podłogowej.
- różnicy temperatur nad i pod okładziną.
Poniżej grafika obrazująca układ temperatur, w drewnianych posadzkach na podkładach
grzewczych. Rozpatrywane są podłogi ogrzewane w budynkach energooszczędnych,
ocieplonych i nieocieplonych w okresie niskiej i średniej temperatury okresu zimowego.
W budynkach niskoenergetycznych i pasywnych drewno czuje się na tyle bezpiecznie, że nie
ma potrzeby rozpatrywania w zakresie zagrożeń dla posadzek drewnianych.
We wszystkich przykładach wartości liczbowe mają charakter poglądowy. Dla porównania
przyjęto normowy współczynnik przewodności ciepła dla drewna dębowego wartości
0,17W/mK. W rzeczywistości drewno nie jest materiałem jednorodnym, stąd też
współczynnik może być nieco wyższy lub nieco niższy.. Również właściwości cieplne
podkładu grzewczego są różne, szczególnie równomierność w rozkładzie temperatury.
Ponadto należy uwzględnić opór spoiny klejowej, która przy współudziale pustek
powietrznych różnicuje układ temperatur od 0,5 do 1,0 stopnia Celsjusza,
Przykład budynku energooszczędnego U ścian < 0,2 W/m²K. z cienką okładziną
z drewna w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego. Budynek energooszczędny gdzie
podłoga drewniana znajduje się w komfortowych warunkach dając komfort cieplny
użytkownikowi bez odczuwania ciepła pod stopami. Do grupy materiałów o podanej
oporności cieplnej można zaliczyć klasyczną 8mm mozaikę podłogową z twardego drewna,
dwuwarstwowe elementy z twardego drewna grubości 11mm, wielowarstwówki na sklejce
grubości do 10mm oraz drobny parkiet dębowy grubości 10mm lub merbau grubości 11mm.
Dwuwarstwowe parkiety lub deski z twardego drewna grubości 14mm oraz mozaiki czy
elementy z litego drewna grubości 15mm wpłyną na podwyższenie temperatury wewnątrz
podłogi, proporcjonalnie do różnicy w grubości.
Przykład budynku energooszczędnego U ścian < 0,2 W/m²K. z cienką okładziną
z drewna w okresie średniego obciążenia cieplnego. Przeciętna temperatura zewnętrzna,
panująca w znacznej ilości dni sezonu grzewczego, zmniejsza zapotrzebowanie ciepła a tym
samym jeszcze mniej obciąża posadzkę drewnianą. Temperatura podłogi daje pełny komfort
użytkowania, co nie zwalnia z dbałości o wilgotność wnętrza pomieszczeń.
Przykład budynku energooszczędnego U ścian < 0,2 W/m²K. z grubą okładziną
z drewna w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego. W grupie materiałów
okładzinowych o podobnym R- oporze cieplnym, znajdują się mozaiki przemysłowe grubości
20mm, podobnej grubości parkiety i deski z litego drewna jak również elementy
wielowarstwowe grubości około 15mm. W przypadku większych elementów litego drewna,
znaczna różnica temperatur po obu ich stronach, zobowiązuje do zastosowania desek
stabilizowanych poprzecznie. Dwukrotnie grubsza okładzina praktycznie nie zmienia
komfortu w użytkowaniu podłogi. Temperatura jej powierzchni przy obciążeniu cieplnym j.w.
jest minimalnie niższa (0,5°C), co wynika z równomierniejszego rozkładu temperatur. Jednak
grubsza okładzina, to większy opór w przenikaniu ciepła, a to przekłada się na wyższą
temperaturę pod okładziną oraz stosownie do grubości podkładu i rozstawu rurek grzewczych
wyższej temperatury czynnika grzewczego. Różnica temperatur przy R – 5,0m²K/W izolacji
znikomo powiększy straty ciepła w stronę gruntu. Sprawność kotłów niewiele spadnie,
natomiast w przypadku pomp ciepła spadnie ich efektywność cieplna COP. W tej sytuacji
praktycznym rozwiązaniem jest zagęszczenie rur grzewczych. Tu przy niższej temperaturze
czynnika grzewczego, otrzymujemy odpowiednio wyższą temperaturę powierzchni podkładu
co przenosi się na temperaturę podłogi a w efekcie zbliżoną moc cieplną podłogi.
Przykład budynku energooszczędnego U ścian < 0,2 W/m²K. z grubą okładziną
z drewna w okresie średniego obciążenia cieplnego. Posadzka grubsza w przeciętnych
warunkach zewnętrznych około 0 ‘C korzystnie zmienia układ temperatur w konstrukcji
podłogi, jednak różnice pozostają w podobnych proporcjach. Przykłady 3 i 4 skłaniają do
zastanowienia czy nie warto w układ grzewczy budynku włączyć ogrzewania
uzupełniającego. Takie rozwiązanie znacznie obniży temperaturę czynnika grzewczego
podczas mrozów, a tym samym, umożliwi szerszy wybór elementów drewnianych, bez obawy
o jakość podłogi i o straty ciepła.
Przykład budynku ocieplonego U ścian < 0,3 W/m²K. z cienką okładziną z drewna
w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego. Często spotykane posadzki w większości
dzisiejszych budynków. Do grupy materiałów o podanej oporności cieplnej można zaliczyć
klasyczną 8mm mozaikę podłogową z twardego drewna, dwuwarstwowe elementy z twardego
drewna grubości 11mm, wielowarstwówki na sklejce grubości do 10mm oraz drobny parkiet
dębowy grubości 10mm lub merbau grubości 11mm. Dwuwarstwowe parkiety lub deski
z twardego drewna grubości 14mm oraz mozaiki czy elementy z litego drewna grubości
16 wpłyną na podwyższenie temperatury wewnątrz podłogi, proporcjonalnie do różnicy
w grubości.
Przykład budynku ocieplonego U ścian < 0,3 W/m²K. z cienką okładziną z drewna
w okresie średniego obciążenia cieplnego. Średnie, zimowe temperatury zajmujące
większość okresu zimowego nie obciążają posadzki drewnianej zarówno od strony cieplnej
jak i z tytułu odkształceń, szczelin, przy czym nie zwalnia to z dbałości o wilgotność
pomieszczeń – ok. 45%RH.
Przykład budynku ocieplonego U ścian < 0,3 W/m²K. z grubą okładziną z drewna
w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego. W grupie materiałów okładzinowych
o podobnym R-0,1 m2K/W znajdują się mozaiki przemysłowe grubości 20mm, podobnej
grubości parkiety i deski z litego drewna jak również elementy wielowarstwowe grubości
około 15mm. W przypadku większych elementów z litego drewna, znaczna różnica temperatur
po obu ich stronach, zobowiązuje do zastosowania desek stabilizowanych poprzecznie.
Ponadto podwyższona grubość zmusza do podwyższenia temperatury czynnika grzewczego.
Sprawność kotłów niewiele spadnie, natomiast w przypadku pomp ciepła spadnie ich
efektywność cieplna COP. W tej sytuacji praktycznym rozwiązaniem jest zagęszczenie rur
grzewczych. Tu przy niższej temperaturze czynnika grzewczego, otrzymujemy odpowiednio
wyższą temperaturę powierzchni podkładu co przenosi się na temperaturę podłogi a w efekcie
zbliżoną moc cieplną podłogi. Tak jak w przykładzie nr 4 warto w układ grzewczy budynku
włączyć ogrzewanie uzupełniające w postaci grzejników konwekcyjnych, czy kominka. Takie
rozwiązania znacznie obniżą temperaturę czynnika grzewczego podczas mrozów, a tym
samym, umożliwią szerszy wybór elementów drewnianych, bez obawy o jakość podłogi
i o straty ciepła.
Przykład budynku ocieplonego U ścian < 0,3 W/m²K. z grubą okładziną z drewna
w okresie średniego obciążenia cieplnego. W tym okresie zimy posadzka drewniana znajduje
się w średnich parametrach obciążenia, zarówno cieplnego jak i skurczowego. Elementy
grubsze mają większą bezwładność klimatyczną, stąd też niewielkie wahania wilgotności nie
przenoszą się na jakość podłogi.
Przykład w budynku nieocieplonego lub słabo ocieplonego U ścian > 0,3 W/m²K
z cienką okładziną drewnianą w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego. Przy
cienkiej okładzinie z drewna, niska temperatura zewnętrzna w mniejszym stopniu obciąża
układ grzewczy. Temperatura powierzchni podłogi wskazuje na konieczność nawilżania
pomieszczeń. Różnica po obu stronach okładziny z drewna (5oC) narzuca stosowanie cienkich
elementów wielowarstwowych. W grupie materiałów o podanej oporności cieplnej znajduje
się klasyczna 8mm mozaika podłogowa z twardego drewna, dwuwarstwowe elementy
z twardego drewna grubości 11mm, wielowarstwówki na sklejce grubości do 10mm.
Dwuwarstwowe parkiety lub deski z twardego drewna grubości 14mm oraz mozaiki czy
elementy z litego drewna grubości 16 wpłyną na podwyższenie temperatury wewnątrz
podłogi, proporcjonalnie do różnicy w grubości. Wszystkie okładziny drewniane, powinny
być solidnie, w pełnej płaszczyźnie przyklejone do mocnego lub wzmocnionego podkładu, co
poprawia przenikalność cieplną podłogi. Dla odciążenia cieplnego podłogi zaleca się
zainstalowanie dodatkowego ogrzewania np. grzejników konwekcyjnych, uruchamianych w
okresie silnych mrozów. Elementów litych, poza mozaiką nie należy stosować przy tak dużym
obciążeniu cieplnym podłogi.
Przykład w budynku nieocieplonego lub słabo ocieplonego U ścian > 0,3 W/m²K
z cienką okładziną drewnianą w okresie średniego obciążenia cieplnego.
Łagodne warunki zewnętrzne i cienka okładzina z drewna to ciepły odbiór optyczny (drewno)
połączony efektywnością cieplną tego typu ogrzewania. Podsumowując, optymalne warunki
oraz optymalne rozwiązanie techniczne przy zastosowaniu drewna na podłogówce
w budynkach o podwyższonych stratach ciepła., Ze względu na cienką okładzinę posadzkową
z drewna, dbałość o mikroklimat wnętrza powinna być sprawą nadrzędną, bez względu na
warunki zewnętrzne.
Przykład w budynku nieocieplonego lub słabo ocieplonego U ścian > 0,3 W/m²K z grubą
okładziną drewnianą w okresie maksymalnego obciążenia cieplnego.
Maksymalnie obciążony układ grzewczy oraz okładzina drewniana. Należy wziąć pod uwagę
straty ciepła w kierunku gruntu oraz niższą sprawność urządzeń grzewczych. Temperatura
podłogi wskazuje na konieczność nawilżania pomieszczeń. Różnica temperatur po obu
stronach okładziny około 12°C narzuca zastosowanie podłóg warstwowych, ewentualnie
elementów w o małym formacie typu mozaika przemysłowa. Ponadto w trosce o dobrą
kondycję podłogi litej, w przypadku bardzo niskiej temperatury zewnętrznej, należy
uwzględnić alternatywne źródło ciepła. Jednokrotne kilkudniowe przegrzanie podłogi, grozi
trwałym uszkodzeniem spoiny klejowej. Ze względu na wyższą temperaturę czynnika
grzewczego, wzrastają straty w kierunku gruntu, stąd szczególna dbałość o wykonanie
termoizolacji pod płytą grzewczą i wokół fundamentów. Uważne przyjrzenie się przekrojom
podłogi prowadzi do wniosku, że duży opór cieplny okładziny powierzchniowej, przy
ograniczonej mocy cieplnej, prowadzi do spadku temperatury podłogi. Natomiast przy
większej mocy ogrzewania, która potrafi sprostać stratom ciepła w budynku, wyższa
temperatura podłogi przyczynia się do wzrostu temperatury jastrychu i przegrzania-
szybszego starzenia spoiny. Jeżeli jednak zapotrzebowanie na ciepło jest większe, to należy
zastosować inny system grzewczy, połączyć ogrzewanie podłogowe z innym typem ogrzewania
albo ograniczyć straty ciepła w pomieszczeniu (np. poprzez docieplenie ścian). Jako
uzupełnienie ogrzewania podłogowego można w szczególności zastosować szczytowy grzejnik
elektryczny, który będzie pracował tylko w czasie występowania niskich temperatur
zewnętrznych.
Przykład w budynku nieocieplonego lub słabo ocieplonego U ścian > 0,3 W/m²K. z grubą
okładziną drewnianą w okresie średniego obciążenia cieplnego. Łagodne warunki
zewnętrzne należy potraktować jako bliskie przeciętnym. W takim okresie grzewczym, dosyć
gruba okładzina drewniana nie stanowi problemu w przekazywaniu ciepła do pomieszczenia.
Nawilżanie stosownie do potrzeb, minimum 45%RH w powietrzu. Jednak warunki zewnętrzne
ulegają zmianom i wówczas wracamy do sytuacji jak w opisie rysunku 11. Grubsze okładziny
drewniane mają tę zaletę, iż przy mniejszym obciążeniu cieplnym są bardziej odporne na kilku
czy kilkunastodniowe zmiany mikroklimatu wnętrza. Wynika to z ich większej bezwładności
klimatycznej.
Powyższe przykłady obrazują istotne zależności związane z dostosowaniem okładziny
drewnianej do właściwości cieplnych budynku w sytuacji maksymalnego i przeciętnego
obciążenia podłogi.
W naszych warunkach klimatycznych, przeciętnie mamy kilkanaście mroźnych dni w całym
okresie grzewczym. Wydawałoby się, że w tym czasie można podkręcić ogrzewanie
i przetrwać ten trudny okres. Jednak te kilkanaście trudnych dla drewna dni może trwale
uszkodzić drewnianą posadzkę. Bezpieczniej w tym czasie skorzystać z uzupełniającego
źródła ciepła i chociaż takie ciepło byłoby nieco droższe to i tak mniej kosztowne od naprawy
podłogi.
Poniżej w prostych porównaniach przedstawione są istotne zależności występujące przy
posadzkach drewnianych zainstalowanych na podkładach grzewczych.
Przykłady z podniesieniem temperatury powierzchni podkładu poprzez wzrost temperatury
czynnika grzewczego, przy maksymalnym zagęszczeniu rurek grzewczych.
Zapotrzebowanie ciepła wielkości około 50w/m². Przy większym obciążeniu cieplnym
różnice temperatur będą nieco wzrastać, przy mniejszym, odpowiednio maleć.
1 porównanie: ceramika - drewno, taka sama grubość.
Wniosek – zamiana posadzki ceramicznej na drewnianą litą tej samej grubości wymaga
podniesienia temperatury powierzchni podkładu grzewczego w granicach 2,5°C .
2 porównanie: deska cienka 10mm – deska gruba 20mm.
Wniosek – zamiana posadzki na dębowej grubości 10mm na posadzkę dębową grubości
20 mm wymaga podniesienia temperatury powierzchni podkładu grzewczego o ok. 3°C.
3 porównanie: deska warstwowa 14mm – deska – parkiet lity 20mm
Wniosek – zamiana posadzki z deski trójwarstwowej grubości 14mm na posadzkę dębową
grubości 20mm i odwrotnie praktycznie nie wymaga zmiany temperatury powierzchni
podkładu grzewczego.
4. porównanie: ceramika 10mm – deska - parkiet lity grubości 20mm. Elementy krańcowo
różne w zakresie przenikania ciepła.
Wniosek – zamiana posadzki ceramicznej grubości 10mm na dębową grubości 20mm
wymaga podniesienia temperatury powierzchni podkładu grzewczego w granicach 5,4°C.
Temperatura czynnika grzewczego na piecu czy pompie, we wszystkich przypadkach, będzie
odpowiednio wyższa i różna w podobnych proporcjach. Izolacje termiczne należy
skorygować odpowiednio do powiększonych strat wynikających z podwyższenia
temperatury. W przypadku ogrzewania piecowego czy elektrycznego niewielkie zmiany
temperatury praktycznie nie wpływają na sprawność urządzeń, natomiast w przypadku pomp
ciepła różnicę temperatur należy ocenić poprzez pryzmat COP.
Przykłady z podniesieniem temperatury powierzchni podkładu poprzez zagęszczenie
przewodów grzewczych.
Większy rozstaw rurek grzewczych powoduje większą rozpiętość w temperaturze
powierzchni podkładu grzewczego, która sięga kilku stopni Celsjusza. Zagęszczenie
przewodów grzewczych przyczynia się do zbliżenia wartości średniej do wartości
maksymalnej, przez co uzyskujemy wyższą temperaturę powierzchni podkładu grzewczego.
W tej sytuacji zamiast płytek można zastosować okładzinę drewnianą grubości 8 mm i to bez
podwyższania temperatury czynnika grzewczego. Wystarczy tylko zainwestować w instalację
i odpowiednio zagęścić rurki grzewcze. Analogicznie sytuacja wygląda w przypadku zamiany
desek grubości 8mm mm na deski grubości 16mm.
Poniżej przykłady.
Klasyczna konstrukcja podłogi ogrzewanej z okładziną ceramiczną i niskotemperaturowym
zasilaniem w ocieplonym budynku gdzie U < 0,3W/m²K.
Konstrukcja podłogi ogrzewanej z cienką okładziną drewnianą. Zagęszczenie przewodów
grzewczych ujednorodnia temperaturę powierzchni podkładu co przekłada się na podniesienie
jego średniej temperatury. W efekcie przy tej samej temperaturze zasilania uzyskujemy
podobne parametry cieplne posadzki drewnianej grubości 8 mm w odniesieniu do posadzki
ceramicznej. W przypadku zmiany w wyborze okładziny dla zrównoważenia strat ciepła w
dół, należy zwiększyć oporność lub grubość izolacji o około 10%.
Typowe wykonanie podłogi ogrzewanej z okładziną drewnianą o niskim oporze cieplnym.
Zmiana w wyborze grubości okładziny bez zmiany temperatury czynnika grzewczego zmusza
do zagęszczenia przewodów grzewczych. Takie rozwiązanie pozwala na zachowanie
parametrów cieplnych podłogi na poziomie podłogi z cienką posadzką drewnianą, ponadto
równomierność w rozkładzie ciepła korzystnie wpływa na zachowania drewna. `Wyższa
temperatura podkładu skłania do lepszego zabezpieczenia przed stratami ciepła w dół.
Zagęszczenie przewodów ma dwa zadania - podwyższenie potencjału temperaturowego
i potencjału w zakresie ilości ciepła. W sytuacji posadzek drewnianych i podkładów
z zagęszczonymi przewodami grzewczymi należy pamiętać o zabezpieczeniach przed
przegrzaniem podłogi.
Powyżej uproszczone rozważania teoretyczne, poniżej praktyczne testy wykonane na folii
grzewczej o jednorodnej temperaturze 31°C na której zainstalowano kilka rodzajów okładzin
z drewna. Temperatura pomieszczenia 22°C
Doświadczenie uwiarygodnia prezentację teoretyczną. Grube deski dębowe mają
przenikalność cieplną podobną do cieńszych desek trójwarstwowych. Mamy tu również obraz
stopniowania przenikalności cieplnej w zależności od grubości i rodzaju desek.
Jak widać „ nie taki straszny diabeł jak go malują”. W oparciu o przedstawione powyżej
zależności i porównania możemy dobierać rodzaj posadzki drewnianej.
Montaż
Przed ułożeniem okładziny drewnianej podkład musi być dokładnie wysuszony.
Osuszanie jastrychu anhydrytowego można rozpocząć po 7 dniach od wylania, natomiast
w przypadku betonu po pełnym jego związaniu tzn. po 28 dniach od wykonania wylewki.
Temperaturę czynnika grzewczego w trakcie osuszania należy stopniowo podwyższać (o 5°C)
do czasu uzyskania maksymalnej temperatury 50°C. Po 20 dniach wygrzewania należy
wyłączyć ogrzewanie na kilka dni, co pozwoli na równomierne rozproszenie wilgoci
resztkowej. Po tym czasie należy ponownie włączyć ogrzewanie utrzymując temperaturę
czynnika około 50°C przez kilka dni. Po wyłączeniu ogrzewania i ostudzeniu podkładu
należy sprawdzić jego wilgotność. Jeżeli podkład nie osiągnie właściwej wilgotności po
pierwszym cyklu, wygrzewanie w cyklach kilkudniowych należy prowadzić do skutku
(przyczyna - duży odstęp między przewodami). Nie dopuszcza się stosowania gruntów
zaporowych dla wilgoci w celu przyśpieszenia montażu podłogi, ponieważ może się to
przyczynić do adhezyjnego oderwania spoiny klejowej od podkładu.
Ponadto badania wykazały, że podkład betonowy bez gruntowania, z dyfuzyjną spoiną
klejową, pozwala na współdziałanie jastrychu z okładziną drewnianą przy zmianach
wilgotności wnętrza pomieszczeń przez co odporność „całego zespołu” na powyższe zmiany
jest większa.
Dopuszczalna zawartość wilgoci w jastrychu zależna jest od jego grubości oraz grubości
drewna, a jej ilość, w interakcji podkład – drewno, nie powinna uszkodzić okładziny
drewnianej. Pewność w działaniu dają wyniki pomiarów CM w przedziale od 1% CM do
1,5% CM, natomiast wagowo od 1,5% do 2% dla betonu i 0,3% dla anhydrytu. Emisja
wilgoci z powierzchni w zakresie 50% – 60% RH. Wilgotność jastrychu w przypadku
podłogówki powinna mieć niższą wartość niż w przypadku pozostałych podkładów, a wynika
to z niższego pułapu wilgotności całej konstrukcji podłogi. Źródło ciepła - rurki grzewcze
umiejscowione we wnętrzu podkładów grzewczych, pozwalają na szybsze i bardziej
równomierne ich wysuszenie względem wylewek nieogrzewanych.
Uwaga. Sporządzenie protokołu wygrzania wylewki potwierdza tylko wykonanie pewnych
czynności w zakresie osuszania, natomiast w żadnym stopniu nie świadczy o przygotowaniu
wylewki do układania posadzki drewnianej. Zawsze należy sprawdzić czy wilgotność
wylewki jest na właściwym poziomie.
Profesjonalna obsługa wykonawcza wskazuje na korzystanie z kamery termowizyjnej, co
pozwala na ocenę w zakresie równomiernego rozkładu rurek grzewczych jak i różnicy
w rozkładzie temperatur. W niektórych sytuacjach przy pomocy kamery termowizyjnej
można ocenić możliwości cieplne podkładu grzewczego i odpowiednio skorygować rodzaj
okładziny przed wykonaniem posadzki. Można też znaleźć miejsca, skąd można pobrać
próbkę do pomiaru wilgotności oraz miejsca, gdzie występują nieszczelności w instalacji
grzewczej.
Poniżej obraz termowizyjny podkładu grzewczego o dużym rozstawie rurek grzewczych
a tym samym znacznym rozrzucie temperatur na jego powierzchni, co nie służy okładzinom
z drewna.
Poniżej obraz termowizyjny podkładu grzewczego o mniejszym rozstawie rurek grzewczych
z przełożeniem na mniejszy rozrzut temperatur na powierzchni wylewki a to dla drewna jest
bardziej odpowiednie.
W oparciu o powyższe możemy odpowiednio dobrać okładzinę posadzkową lub nabrać
przekonania co do uprzedniego wyboru.
W przypadku zastosowania elementów podłogowych z litego drewna przed przystąpieniem
do montażu w systemie klejowym, należy sprawdzić odporność powierzchni podkładu na
ścinanie lub odrywanie. Wyniki pomiarów na ścinanie > 2,0N/mm² lub 1.5N/mm²
w odporności na odrywanie pozwalają na bezpośrednie przystąpienie do montażu. Gorsze
wyniki zobowiązują do zastosowania odpowiedniego systemu klejowego (klej + grunt
wzmacniający) a w jeszcze gorszym przypadku zmuszają do naprawy powierzchniowo-
strukturalnej jastrychu.
Mniejsze wymagania wytrzymałościowe stawiane są przed podłogami warstwowymi, gdzie
drewno jest „ujarzmione” w swojej konstrukcji.
Podłogi pływające stawiają jeszcze mniejsze wymagania wytrzymałościowe, istotna jest
równość podkładu oraz jego strukturalna i powierzchniowa spójność.
Kilka dni przed rozpoczęciem prac należy zadbać aby temperatura powierzchni podkładu
mieściła się w przedziale 18 – 20°C i w związku z tym w zależności od temperatury
zewnętrznej, zredukować temperaturę ogrzewania lub je wyłączyć. Istotnym jest aby
zachować optymalny zakres temperatury podkładu i otoczenia określany kartą techniczną
kleju.
Należy wiedzieć, że ze względu na specyfikę drewna w posadzkach ogrzewanych nie można
go poprawnie zaaklimatyzować na budowie przed montażem a w związku z tym drewno
powinno być dostarczone o odpowiedniej wilgotności i w takim stanie zamontowane.
Drewno podczas klimatyzowania, czyli zmiany wilgotności wynikającej z dostosowywania
się do nowych warunków, naturalnie się odkształca.
Z powyższego wynika jeszcze jedna zależność i tu uwaga dla specjalistów z doświadczeniem.
Sytuacja ma miejsce, w okresie jesienno-zimowym, kiedy spada wilgotność w pomieszczeniu,
co przekłada się na spadek wilgotności drewnianych elementów posadzkowych.
Prawidłowa, zgodna z zasadami obróbka desek, gdzie prawa strona deski jest stroną licową
będąca powierzchnią podłogi, jest bardziej odporna na odkształcenia. Natomiast bardziej
podatna, lewa strona, jest ujarzmiona spoiną klejową, stąd też odkształcenia są minimalne.
Rysunek poniżej obrazuje to zjawisko.
Niska wilgotność w okresie zimowym
Poniżej obraz zmian w sytuacji, kiedy lewa strona deski podłogowej jest stroną licową
posadzki. Tu podatna na odkształcenia strona, ma dużo swobody w zakresie odkształceń
skurczowych, co przejawia się wyłódkowaniem desek ze szczelinowaniem między nimi.
Powyższa zależność występuje przy zastosowaniu elementów z litego drewna, bez względu
czy są zamontowane na podkładach grzewczych czy klasycznych, nieogrzewanych.
Podstawowa sprawa przy drewnie to jego wilgotność. Nasze normy nie wyróżniają
wilgotności drewna na podkładach grzewczych i przyjmują ogólne wartości od 7% do 11%.
Britisch Standard 8201 zaleca wilgotność drewna w posadzkach ogrzewanych w zakresie 6%
- 8%, a dolna, niższa o 1% wilgotność, wynika z wpływu podłogówki na zmianę układu
wilgotności w pomieszczeniach. Latem w dobrze zaizolowanym budynku z podłogowym
systemem grzewczym, wilgotność drewna podłogi wzrośnie do 9% - 10% a to, biorąc
właściwości sprężyste drewna, w żaden sposób nie zaszkodzi posadzce. Uogólniając, można
założyć, iż wilgotność okładzin drewnianych przed montażem na podkładach grzewczych,
nie powinna przekroczyć 9%.
Po ułożeniu okładziny drewnianej temperatura podłogi nie powinna ulegać zmianom przez
okres 3 dni, po tym czasie temperatura zasilania może być podnoszona o 5°C dziennie do
czasu osiągnięcia maksymalnej temperatury roboczej.
Materiały użyte do układania podłogi na płycie grzewczej powinny być dopuszczone do
stosowania w ogrzewaniu podłogowym i posiadać właściwy dla tych materiałów znak –
piktogram.
Przed projektantem i wykonawcą podłogi stoi trudne zadanie aby umiejętnie pogodzić
właściwości okładziny drewnianej ze zmiennością mikroklimatu jaka będzie jej towarzyszyć
przez cały czas użytkowania. O ile projektantom czy wykonawcom tematy wilgotności są
znane, to dla wielu użytkowników bardzo często są obce. Zaznajomienie się z tymi tematami
pozwoli ustrzec się przed przykrymi i kosztownymi niespodziankami.
Oddychanie ścian i regulacja mikroklimatu wnętrz.
Oddychanie pomieszczeń poprzez ściany jest na tyle znikome, że w porównaniu do
wentylacji, praktycznie nie uwzględniane. Natomiast oddychanie ścian zależy od tego
z czego zostały wykonane, jak ocieplone i czym wyprawione. Poniżej dwa przykłady,
w okresie letnim i zimowym.
Powyższe właściwości „sąsiadów” drewnianej podłogi należy rozpatrzyć w dwóch okresach.
Pierwszy okres to czas wysychania nowego budynku, gdzie duży wpływ ma materiał
z jakiego zostały wykonane ściany oraz rodzaj ich wyprawy a jeszcze większy ma sposób i
czas ocieplenia.
Najtrudniejszy do osuszenia jest budynek z betonu komórkowego, ocieplony
styropianem tuż po wybudowaniu z wapienno-cementowym tynkiem wewnętrznym.
Nowy budynek w początkowym okresie użytkowania. Wyprawa wapienno- cementowa oraz
podobnego rodzaju fuga wprowadziła do wnętrza bardzo wiele wilgoci budowlanej, ponadto
beton komórkowy pojawił się wraz z wilgocią technologiczną lub napływową (składowanie).
Zewnętrzna izolacja termiczna ze styropianu, ułożona przed osuszeniem budynku, skutecznie
ogranicza bezpośrednie przenikanie wilgoci na zewnątrz. W efekcie wilgoć uwalnia się po
stronie wewnętrznej podwyższając wilgotność powietrza w pomieszczeniach
z przeniesieniem na zawilgocenie posadzki drewnianej. Tu najbardziej narażone są podłogi
olejowane, otwarte dyfuzyjnie. W tej sytuacji niezbędna jest kontrola mikroklimatu wnętrz
w okresie letnim oraz bezpośrednio po włączeniu ogrzewania i korygowanie poprzez
wietrzenie, wentylację czy zastosowanie osuszacza.
Najtrudniejszy jest pierwszy okres zimowy, który wymaga obserwacji wilgotności powietrza
w pomieszczeniach i wzmożenie pracy wentylacji mechanicznej lub wietrzenie przy
przekroczeniu wartości 55 – 60% RH. W późniejszych latach, w dobrze wybudowanym
budynku nie powinno być problemu z nadmiarem wilgoci.
Najłatwiej osuszyć budynek z ceramiki z tynkami gipsowymi wewnątrz, ocieplony wełną
mineralną i z mineralnym tynkiem zewnętrznym.
Budynki z ceramiki z tynkami gipsowymi, ocieplone wełną mineralną z wyprawą mineralną,
jako budynki nowe posiadają o wiele mniej wilgoci w swojej masie i łatwiej mogą ją oddać.
Pierwszy okres letni użytkowania wymaga kontroli mikroklimatu i zapobieganiu jego
nadmiarowi poprzez systematyczne wietrzenie lub przewietrzanie pomieszczeń.
Pierwszy okres zimowy, na zasadzie profilaktyki, wymaga obserwacji wilgotności
w pomieszczeniach, jednak niewielka ilość wilgoci w wyprawie tynkarskiej, tylko po
włączeniu ogrzewania może podwyższyć parametry wilgotności. W późniejszym okresie
wilgoć w ścianach, w miarę swobodnie przenika na zewnątrz.
Samoregulacja mikroklimatu wnętrz występuje po pełnym osuszeniu budynku.
Po wysuszeniu budynku lepiej sprawują się wyprawy wapienno – cementowe.
Powyżej rysunek obrazujący pochłanianie wilgoci przez ściany, sufit i podłogi w okresie
letnim, kiedy wilgotność powietrza z natury jest wyższa. Powszechnie stosowane wyprawy
gipsowe mają stosunkowo niską możliwość pochłaniania wilgoci w przeciwieństwie do
wypraw wapienno cementowych, które posiadają kilkukrotnie wyższe możliwości w
pochłanianiu wilgoci. Dzięki temu pomieszczenia z wyprawką wapienno-cementową są
bardziej efektywne w regulowaniu wilgotności w okresie letnim, jak również zgromadzić
odpowiedni zapas wilgoci, niezbędny do utrzymania wilgotności pomieszczeń na pożądanym
poziomie we wczesnym okresie jesienno-zimowym, po włączeniu ogrzewania.
Rysunek obrazujący przekazywanie wilgoci do pomieszczeń z nasyconych ścian, sufitu.
Sytuacja ma miejsce po włączeniu ogrzewania, kiedy powietrze ma niższą wilgotność.
W początkowej fazie, swój niewielki udział ma drewniana podłoga, jednak później sama
wymaga ochrony w tym względzie.
Należy wiedzieć, iż największy wpływ na utrzymanie odpowiedniego mikroklimatu
pomieszczeń ma wentylacja, która latem i zimą powinna wymieniać powietrze w ilości
zapewniającej jego czystość, z uwzględnieniem odpowiedniej dla danego okresu wilgotności
względnej.
Regulacja wilgotności w pomieszczeniach.
W niedługim czasie inteligentne systemy klimatyzacji rozwiążą problemy z utrzymaniem
zakładanego mikroklimatu wnętrz. Póki co, warto zapoznać się z podstawowymi
zależnościami, które wpływają na stan wilgotności w pomieszczeniach, szczególnie kiedy
posiadamy podłogę ogrzewaną z drewnianym wykończeniem. Nośnikiem wilgoci jest
powietrze i poprzez wpływ na jego zachowanie możemy kształtować wilgotność
w pomieszczeniach. Nieodzownym atrybutem właściwości powietrza jest jego temperatura
i wynikający z niej stan nasycenia wilgocią określany mianem wilgotności względnej.
Powietrze ciepłe potrafi utrzymać znacznie więcej ilości wilgoci niż powietrze zimne.
Różnica rośnie wraz z różnicą temperatury, stąd zimowe powietrze zewnętrzne, zawiera
mniej wilgoci niż powietrze letnie.
Rysunek dotyczący wymiany powietrza latem.
W okresie letnim powietrze zewnętrzne posiada wyższą temperaturę a tym samym większą
możliwość pochłaniania wilgoci. Kiedy takie powietrze znajdzie się w pomieszczeniu, gdzie
panuje nieco niższa temperatura, staje się bardziej ociężałe i skłonne jest podzielić się
wilgocią z otoczeniem, szczególnie z materiałami higroskopijnymi z których wykonane są
podłogi, ściany, meble itp. W efekcie w/w elementy wnętrz uzyskują wyższą wilgotność.
Rysunek dotyczący wymiany powietrza zimą.
W okresie zimowym-grzewczym sytuacja jest odwrotna. Zimne powietrze zewnętrzne
posiada niewielką ilość wilgoci a wchodząc do pomieszczeń ogrzewa się, stając się
nienasyconym - bardziej suchym. W efekcie wyciąga wilgoć z materiałów, które latem jej
nieco nazbierały, po czym korzystając z wentylacji i nieszczelności pomieszczeń, wynosi ją
na zewnątrz. Z czasem kurczą się „zapasy” wilgoci i kurczy się drewno. Aby temu
przeciwdziałać należy do niezbędnego minimum ograniczyć wymianę powietrza oraz
profilaktycznie zainstalować nawilżacz i dostarczać ilość wilgoci odpowiedni do jej ubytku.
Wyznacznikiem powyższego będzie wilgotność względna powietrza, utrzymywana w okresie
zimowym w przedziale 35– 45%.
Dla zobrazowania zagadnienia, zależności przedstawiono w wartościach krańcowych.
W rzeczywistości są one bardziej „łagodne” jednak rozłożone w czasie zmieniają wilgotność
materiałów pomieszczeniach. Uważam, że powyższe informacje będą przydatne dla
użytkowników, którym zależy na utrzymaniu właściwego mikroklimatu wnętrz, szczególnie
w pomieszczeniach z drewnem na podłodze.
Zabezpieczenie powierzchni.
Zabezpieczenia posadzek ogrzewanych jest identyczne jak klasycznych podłóg z drewna.
Jednak drewniane posadzki na podkładach grzewczych ze względu na specyfikę cieplną
i wilgotnościową, wymagają ostrożności w początkowym okresie ich użytkowania. Wszelkie
informacje w tym temacie powinien przekazać wykonawca podłogi.
W przypadku posadzek drewnianych najbardziej odporne na zmiany temperatur i wynikające
z tego zmiany wilgotności, są elementy powlekane z każdej strony lakierami
poliuretanowymi. W tym przypadku, należy sprawdzić adhezję powłoki lakierowej
z klejem przeznaczonym do zespolenia posadzki z podkładem.
Olejowanie podłogi należy postrzegać w dwóch aspektach. Pierwszy to wilgoć resztkowa
w podkładzie, gdzie powłoka olejowa, ze względu na swą dyfuzyjność, jest najlepsza. Drugi
aspekt to wilgoć budowlana, szczególnie w okresie letnim. Nowy budynek to nadmiar wilgoci
w pomieszczeniach a ponieważ olej nie blokuje przenikania wilgoci, należy się zastanowić
czy olejować podłogę i dbać o klimat pomieszczeń, czy też ją polakierować.
Analogicznie, aczkolwiek w odwrotnym znaczeniu wygląda powłoka lakierowa, która chroni
drewno przed napływem wilgoci z otoczenia, natomiast blokuje wydostanie na zewnątrz
wilgoci resztkowej po włączeniu ogrzewania. Drewno przyjmując wilgoć bez możliwości
oddania, zaczyna pęcznieć, co nie służy jakości podłogi.
W przypadku podłóg warstwowych z cienką warstwą licową, istotne znaczenie na jej
zachowanie ma nałożenie lakieru, który dosyć skutecznie wzmacnia tę, cienką warstwę.
W porównaniu do warstw surowych lub olejowanych, lakierowanie zmniejsza o 50%
uszkodzenia powierzchni licowych tego rodzaju podłóg.
W przypadku podłóg lakierowanych właściwym rozwiązaniem jest stosowanie podłóg
wykańczanych fabrycznie z łamanymi krawędziami tzw. mikrofazą.
Eksploatacja podłogi.
Dobrze wykonana podłogówka w suchym budynku nie stanowi żadnego problemu dla
jej użytkownika. Ponieważ obecny czas budowy jest stosunkowo krótki i nadmiaru wilgoci
nie zawsze da się do końca usunąć, warto zapoznać się z poniższymi uwagami.
Ważną czynnością w trakcie uruchamiania ogrzewania jest stopniowe rozgrzewanie instalacji
/5oC na dobę/ co uchroni drewno przed intensywną emisją wilgoci resztkowej
czy sorpcyjnej z betonu podkładu.
W późniejszym okresie istotne jest utrzymanie wilgotności powietrza na poziomie właściwym
dla podłóg drewnianych. Parametry klimatyczne użytkowania posadzek na podkładach
grzewczych powinni określić producenci podłóg.
Użytkownik powinien postępować zgodnie z zaleceniami wykonawcy podłogi. Szczególną
staranność powinien zachować w pierwszych latach użytkowania posadzek drewnianych,
kiedy większym problemem może być nadmierna wilgotność pomieszczeń w okresie letnim
(wilgoć budowlana w nowych budynkach) niż jej niedobór w okresie zimowym. Wyższą
wilgotność można zredukować włączając ogrzewanie. Ogrzane powietrze wchłania nadmiar
wilgoci w pomieszczeniu i przy pomocy wentylacji „wynosi” ją na zewnątrz.
Nowy budynek układa się klimatycznie w ciągu 2 -3 lat. Później suchy i zagospodarowany
budynek samoczynnie reguluje mikroklimat wnętrza i ustala go na bezpiecznym dla podłogi
poziomie.
Drewno jest materiałem podatnym na zmiany wilgotności w pewnym zakresie. Badania
podłóg drewnianych na podkładach grzewczych pokazują że w okresie zimowym,
podniesienie dolnej granicy wilgotności pomieszczeń o 10% np. z 25% na 35% zmniejsza
szczeliny o 30-40%.
Natomiast naturalne zmiany wilgotności otoczenia wielkości 20% przekładają się na zmianę
wilgotności drewna do 3% co mieści się w zakresie odkształceń sprężystych a to nie jest
szkodliwe dla podłogi.
Posiadając podłogę ogrzewaną, należy pamiętać o tym, że przewodność cieplna spada wraz
ze spadkiem wilgotności drewna.
Tyle teorii, z praktycznego punktu widzenia, dla podłóg ogrzewanych „złoty środek”
znajduje się w przedziale od 35% RH zimą do 55% RH w okresie letnim.
Dbający o swoją pracę wykonawca podłogi powinien w porozumieniu z jej użytkownikiem
zainstalować chip lub logger, który wskaże winnego w przypadku uszkodzenia posadzki.
W zakresie konserwacji należy postępować odpowiednio do zastosowanych powłok
ochronnych.
Podsumowanie.
Konstrukcje podłóg ogrzewanych z okładziną drewnianą są u nas mało rozpoznane
i z wielką ostrożnością stosowane. Wynika to z stereotypowego postrzegania tematu, czego
powodem były nieudane próby stosowania drewna na podłogówce w budynkach
nieocieplonych, o bardzo dużym obciążeniu cieplno-temperaturowym podłogi. Dzisiejsze
budynki są o wiele cieplejsze, materiały i technologie doskonalsze i tu a wystarczy się nieco
zagłębić w sferę techniczną zagadnienia aby w pełni przekonać się do podłóg ogrzewanych
z drewnem na powierzchni. Na funkcjonowanie podłogi ogrzewanej wpływa zarówno rodzaj
podkładu grzewczego jak i rodzaj posadzki właściwej co wskazuje na konieczność
współpracy projektanta z wykonawcami instalacji, wylewki i posadzki właściwej.
Swoją wiedzą i doświadczeniami podzielił się Tadeusz Woźniak - wykonawca posadzek
drewnianych podkładach grzewczych.
Tel 503 046 143 Parkiet Komplex Mława 01.05.2014r.
Wyjaśnienie podstawowych pojęć.
1 – podłoga – układ warstw tworzących konstrukcję podłogi.
2 – podłoże – element konstrukcji nośnej budynku, na którym wykonana jest podłoga.
3 – jastrych, podkład wylewka – warstwa z materiałów mineralnych wykonana na budowie,
znajdująca się pomiędzy izolacją termiczną a posadzką.
4 – posadzka – wierzchnia warstwa użytkowa podłogi.
5 – okładzina – materiał, z którego została wykonana posadzka.
