Ogrzewanie Fundamentowe i płyty grzewcze – ucieczka ciepła do gruntu

Inteligentny Dom , Inteligentny Budynek eHouse – ogrzewanie fundamentowe z darmowej energii w celu ograniczenia ucieczki energii grzewczej.

Przez fundament i płyty fundamentowe ucieka znaczna ilość energii grzewczej, ze względu na wysokie współczynniki przenikalności cieplnej betonu. Dodatkowo nie jest możliwe ocieplenie fundamentów i płyt nośnych od spodu co stanowi bardzo efektywny mostek cieplny.

Wynika to z tego, że im gęściejszy i wytrzymalszy jest materiał, tym większą przenikalność cieplną (straty cieplne) posiada.

Podajemy ogólne zalecenia, które w niektórych warunkach mogą być opłacalne a w innych irracjonalne. Oczywiście piszemy o sposobach które mają się szanse zwrócić lub zarobić na siebie przez wiele lat (powyżej 10) użytkowania domu.

Pierwszym sposobem zmniejszenia ucieczki do gruntu, który należy uwzględnić jest posadowienie budynku powyżej poziomu wody gruntowej w każdej porze roku (najlepiej 0.5-1m). Woda i wilgoć znacznie zwiększa (do 20 razy w stosunku do powietrza) przenikalność cieplną materiałów. Dodatkowo podsiąka kapilarnie w górę zawilgacając ściany i podłogi domu, powodując także znaczne zniszczenia i osłabienie materiałów, zagrzybianie, pleśni. Suchy dom będzie znacznie bardziej ekonomiczny do ogrzania zimą i ochłodzenia latem.

Kolejnym sposobem jest posadowienie domu na gruntach sypkich (piaskach) które mają nieco mniejszą przenikalność cieplną. W przypadku gruntów gliniastych nawet wymiana ziemi grubości kilkudziesięciu centymetrów na piasek, może dać pozytywne efekty energetyczne.
Wymienioną ziemię oczywiście trzeba zagęścić aby uzyskać wymaganą nośność dla posadowienia ław fundamentowych lub płyty fundamentowej.
Domy na gruntach piaszczystych są znacznie suchsze ze względu na mniejsze podciąganie kapilarne wody i wilgoci. Dodatkowo grunty piaszczyste są bardziej stabilne w stosunku do gliniastych szczególnie w przypadku zalewania czy podnoszenia się wód gruntowych. Glina w tych przypadkach staje się plastyczna i miękka co powoduje, że budynek “pracuje”, pękają ściany, ławy fundamentowe, łączenia z kominami i miejscami łączeń ścian gdzie jest różny nacisk na grunt.

Kolejnym sposobem ograniczenia ucieczki ciepła przez fundamenty lub płytę fundamentową jest zastosowanie ogrzewania fundamentowego (alternatywnego). Takie rozwiązanie stosują kraje skandynawskie (bardzo daleko na północy) gdzie są znacznie bardziej niekorzystne warunki atmosferyczne niż w Polsce.

Ogrzewanie fundamentowe można zrobić na 2 sposoby:

  • ogrzewanie powietrzne
  • ogrzewanie wodne

Ogrzewanie powietrzne

Polega ono na umieszczeniu w płycie fundamentu rur o średnicy do 10cm, którymi docelowo przepływa ciepłe powietrze z ekologicznych źródeł energii. Rozszczelnienie rur nie ma znaczenia gdyż przepływa nimi powietrze i taki sposób może działać skutecznie do “końca życia” domu. Powietrze ma jednak znacznie mniejszy współczynnik przenoszenia ciepła od cieczy więc sprawność takiego grzania w stosunku do chłodzenia do gruntu nie jest zbyt wysoka. Rury mają znacznie większą średnicę niż dla ogrzewania wodnego co wymaga znacznie grubszych wylewek.

ogrzewanie wodne

Polega ono na umieszczeniu w płycie fundamentu, ławach fundamentowych lub gruncie bezpośrednio pod posadzką podłogi rur wodnych jak do ogrzewania podłogowego. Da to znacznie lepsze efekty przenoszenia ciepła w stosunku do ogrzewania powietrznego.
rury umieszcza się w peszlu osłonowym aby ograniczyć nacisk bezpośrednio na rury.
Minusami są tutaj takie czynniki jak uszkodzenie mechaniczne rury przy instalacji czy w trakcie pracy co spowoduje brak możliwości użycia tego ogrzewania (nie ma możliwości naprawy). Uszkodzenie lub rozszczelnienie rury spowoduje zawilgocenie płyty fundamentowej co ma także bardzo negatywne konsekwencje. Rury wodne mają znacznie mniejsze średnice niż powietrzne i można je stosować nie tylko do płyt fundamentowych ale także, stropów, płyt schodowych i innych wylewek betonowych w domu.

Ogrzewanie fundamentów pracuje nisko-temperaturowo, na temperaturach znacznie niższych od ogrzewania podłogowego i podgrzanie płyty do temperatury pokojowej spowoduje całkowite ograniczenie ucieczki ciepła do gruntu przez fundament (przy różnicy temperatur 0 stopni). Beton i grunt ma też stosunkowo dużą bezwładność cieplną, i przy nagrzaniu płyty fundamentowej do wyższych temperatur znacznie ograniczy to nakłady na ogrzewanie. Podgrzewanie do wyższych temperatur ma sens tylko jako magazynowanie nadwyżki ciepła, gdyż ten sposób ogrzewania ma głównie na celu obniżenie ucieczki energii do ziemi, a nie ogrzanie całego domu.

Ekonomiczne jest ogrzewanie fundamentów z darmowej energii np. kolektorów słonecznych wodnych lub powietrznych. Należy także uwzględnić to przy planowaniu ogrzewania z kolektorów.
Na przykład jeśli docelowo zamierzamy stosować tylko kolektory wodne, w płycie musimy zastosować rury wodne i vice versa.
Przy kolektorach wodnych, które mają bardzo małą sprawność zimą, możemy przełączyć obieg wody na fundament w chwili gdy kolektory nie dają wystarczającej temperatury do grzania wody użytkowej ale jest ono wystarczające do grzania fundamentu i magazynowania w nim energii. Tym sposobem można nagrzać płytę fundamentową np. w lutym gdy jest bardzo niska temperatura na zewnątrz (mniejsza niż -10C), ale świeci słońce i kolektory pracują.

Dodatkowo w przypadku wyjazdów latem mamy możliwość przełączenia odbioru ciepła z kolektorów na fundament, co zabezpieczy je przed zniszczeniem w wyniku braku odbioru energii cieplnej.
Przy planowaniu takiego ogrzewania nie należy ograniczać się do grzania płyt fundamentowych. Analogicznie można ogrzewać podłogę piwnicy, garażu, stropy, płyty schodowe, wylewane ściany betonowe, które pozwolą na magazynowanie darmowej energii cieplnej i zmniejszenie nakładów na drogą energię grzewczą.

sterowanie ogrzewaniem
sterowanie ogrzewaniem
sterowniki ogrzewania i kotłowni
sterowanie centralnym ogrzewaniem, sterowanie kotłownią
sterowanie domem