Ploskovno sevalno ogrevanje in hlajenje v lesenih hišah

Gradbeni sektor predstavlja pomembnih 40 % porabe energije in emisij CO^₂ v EU. Več kot 90 % vpliva stavbe na okolje je posledica njene porabe energije (ogrevanje, hlajenje, prezračevanje in razsvetljava). Izboljšana energetska učinkovitost je bistvenega pomena tako za znižanje stroškov, izboljšanje konkurenčnosti in zagotovitev prihodnje oskrbe iz obnovljivih virov kot za izpolnjevanje zavez glede podnebnih sprememb, določenih v mednarodnih sporazumih, predvsem pa za ohranjanje najvišjega udobja v zaprtih prostorih, dobrega počutja, kakovosti zraka v zaprtih prostorih in zdravja za stanovalce stavbe. Posebna pozornost je namenjena zdravstveno ustreznim HVAC-sistemom v trenutnem obdobju covida in tudi v obdobju po covidu. Kako se spoprijeti z izzivi? V skladu z veljavno uredbo bodo skoraj ničenergijske hiše (SNEH) kmalu postale standard. Kako pripraviti takšne prihodnje enodružinske hiše v Sloveniji na najbolj primeren način, da bodo te najbolj ustrezne z vidika primarne energetske učinkovitosti in največjega udobja stanovalcev?

Povečana potreba po hlajenju

 Potreba po udobju, boljši izolaciji stavbe in večjih notranjih obremenitvah je povečala zanimanje za vgradnjo hladilnega sistema, ki bi poleti ohranjal notranjo temperaturo v območju udobja. Ker se v novih, dobro izoliranih stavbah poletno sončno obsevanje ujame v stavbo in se ne more naravno ohladiti čez noč skozi debel ovoj toplotne izolacije, se potreba po prisilnem hlajenju vztrajno povečuje, potrebe po ogrevanju pa se zmanjšujejo. Hibridni sevalni sistemi na vodni osnovi, ki delujejo tako v načinu ogrevanja kot hlajenja, so najbolj primerne in izvedljive alternative. Med tradicionalnimi sistemi talnega gretja, ki so dokazani že z več kot 50-letno tradicijo na trgu, so na voljo dodatne možnosti za toplotno aktivacijo stenskih in stropnih površin, ki ustrezajo različnim zahtevam naročnika. Sevalni sistemi so integrirani v površino stavbe, tako da so skriti in dejansko nevidni.

Udobje uporabnika

Temperatura na površini tal

Nelagodje se lahko pojavi pri prenizki ali previsoki temperaturi na površini tal. V večini nacionalnih in mednarodnih standardov (ANSI/ASHRAE 55 in ISO 7730) je priporočljivo območje temperatur na površini tal v prostorih, kjer sedijo/stojijo ljudje, ki imajo na nogah obuta običajna obuvala za notranje prostore, od 19 ˚C do 29 ˚C.

Talno gretje

Sobna temperatura v prostorih je v zimskem času običajno nastavljena na 20-22 ˚C. Brez talnega gretja bo površina tal ogreta na enako temperaturo, kot je temperatura v prostoru (20-22 ˚C). Sistem talnega gretja bo rahlo povišal temperaturo na površini tal za približno 2K, na 23-24 ˚C, kar bo povečalo udobje uporabnikov/stanovalcev.

Talno hlajenje

Za sedeče osebe se običajno uporablja spodnja meja 20 ˚C za talno hlajenje. To velja za skrajne primere, saj bo pri normalnem talnem hlajenju temperatura tal udobnih 22 ˚C. Takšne temperature tal zaradi velike površine še vedno zagotavljajo pomemben učinek hlajenja, kar lahko precej zmanjša poletno pregrevanje.

Temperatura površinskega ogrevanja (strop)

Mit je, da sevalno ogrevanje nad glavo ni udobno. Način gradnje se je spremenil. Pri izolaciji, ki se običajno uporablja v nizkoenergijskih in pasivnih hišah, sevalna asimetrija ne povzroča težav zaradi zmerne ogrevalne (hladilne) obremenitve. Meja sevalne asimetrije od ogrevanega stropa za razred udobja I. (EN16798) je 5K. V skladu s tem ima lahko strop v običajnem stanovanjskem prostoru in stoječi osebi do 33 ˚C.

Temperature površinskega hlajenja (strop)

Stropno hlajenje ustvarja prijetno sevanje s konstantnim temperaturnim profilom. Glede temperature hladne stropne površine ni meje udobja – običajno je nad 20 ˚C. Je pa treba paziti, da temperatura stropne površine ne pade pod točko rosišča v prostoru.

Krmiljenje sistema in odzivni čas

Samoregulacijski učinek

Sevalno gretje in hlajenje imata koristi od pomembnega učinka, imenovanega samoregulacijski učinek. Ta se pojavi, ker je izmenjava toplote od oddajnih tal sorazmerna s temperaturno razliko med tlemi in prostorom. To pomeni, da se bo izmenjava toplote samodejno povečala, ko se temperatura v prostoru oddalji od nastavljene vrednosti.

Zaradi velikega vpliva, ki ga imajo lahko različni toplotni dobitki (sončno obsevanje skozi okna) na temperaturo v prostoru, je potrebno, da ogrevalni sistem takšne dobitke kompenzira, torej zmanjša ali poveča toplotno moč. Nizkoenergijske in pasivne hiše bodo imele velike koristi od samoregulacijskega učinka, saj bo temperaturna razlika med tlemi, opremljenimi s talnim gretjem, in prostorom zelo majhna (1-2K).

Samoregulacijski učinek. Moči talnega gretja/hlajenja za različne temperature med prostorom in talno površino. Foto:

Odzivni čas

Obstajajo napačni miti, da je odzivni čas sevalnega sistema dolg. Pri neprekinjenem delovanju učinek samoregulacije kompenzira morebitno prekoračitev.

Odzivni čas – talno gretje

Uponor je izvedel podrobno študijo energetske simulacije stavbe za prekinjeno nočno obratovanje za različne sisteme ogrevanja. Klimatska naprava, radiator in sistem talnega gretja Uponor Minitec (z majhno višino vgradnje) potrebujejo le 30 minut, da dosežejo nastavljeno temperaturo v prostoru po ponovnem zagonu obratovanja zjutraj. Suhomontažni sistem talnega gretja Uponor Siccus potrebuje eno uro, tradicionalni mokri cementni estrih s sistemom talnega gretja Uponor Klett/Nubos/Tacker pa dve uri, da se doseže želena vrednost po nočni prekinitvi.

Priporočila

Ustreznost primernih Uponorjevih sistemov v lesenih nizkoenergijskih in pasivnih hišah

Za ogrevanje in hlajenje lesenih hiš so primerni sistemi, ki se vgrajujejo na tla, v stene in na strop. Vsako od naslednjih primerov možnosti ogrevanja/hlajenja je treba dopolniti s sistemom rekuperacije, da se zagotovi svež zrak za najboljšo kakovost in zdravje zraka v zaprtih prostorih. 

Primer 1: talno gretje/hlajenje (standardna izvedba), npr. Uponor Klett, Nubos, Tacker

Uponor Klett Foto:

Primer 2: talno gretje/hlajenje (hiter odzivni čas), npr. mokri sistem Uponor Minitec ali suhomontažni sistem Uponor Siccus

Uponor Minitec Foto:

Uponor Siccus Foto:

Primer 3: celoten strop za ogrevanje in hlajenje (Uponor Thermatop S ali Renovis) + udobno talno gretje samo v kopalnicah in površinah s talnimi ploščicami, kjer je talno hlajenje izključeno (Uponor Klett ali opcijsko električno talno gretje Uponor Comfort E, če je treba pokriti samo majhno površino)

Rešitev 4: talno gretje (Uponor Klett/Nubos/Tacker) + stropno hlajenje (Thermatop S ali Renovis)

Uponor Thermatop S Foto:

Uponor Renovis Foto:

Avtor: dr. Jan Babiak, projektni vodja, Uponor

Generalni zastopnik Uponorja za Slovenijo: DOM-TITAN, d. d., Kovinarska cesta 28, 1241 Kamnik 

www.uponor.si

Naročnik oglasne vsebine je Dom-Titan