Padlófűtési rendszerek

Egy jó hőtechnikai paraméterű épület szinte "igényli" a kishőmérsékletű fűtési rendszereket. A padlófűtés az alacsony hőmérsékletű, sugárzó fűtése közé tartozik. A fűtött helyiségben kialakuló függőleges hőmérséklet eloszlás ennél a fűtési módnál közelíti meg leginkább az ideálist, ami a magassággal egyre csökkenő levegő és nagyobb padló közeli hőmérsékletet jelent. Nem véletlen, hogy a kényelméről is híres ókori Rómából is maradtak fenn emlékek erről a fűtésről. A padlófűtéssel ellátott helyiségben a meleg a 29 °C-os padlóról sugárzik felfelé, kellemes és egyenletes hőmérsékletet biztosítva a tartózkodási zónában. 2 m fölött a hőmérséklet fokozatosan csökken, és a mennyezet közelében már csak 17-18 °C. Radiátorral fűtött helyiségek esetében ez pont a fordítottja. A radiátor a meleg levegő felfelé áramoltatásával fűt, emiatt 1,5-2 m magasságban csak azután lehet 20 °C, miután a mennyezet közelében 28-30 °C van, a padló közelében pedig csak 16 °C.
Mint a sugárzó fűtéseknél általában, ennél a padlófűtési módnál is alacsonyabb levegőhőmérséklettel lehet elérni ugyanolyan komfortérzetet, mint a konvektív fűtésekkel. Ennek az az oka, hogy padlófűtésnél a kellemes hőérzetre jellemző hőmérséklet eléréséhez a nagyobb sugárzó felület miatt alacsonyabb levegő hőmérséklet szükséges. Ez pedig kisebb hőátadási veszteséget, tehát fűtési energiamegtakarítást, ezáltal kevesebb fűtési költséget jelent, ami elérheti a 15-20%-ot is. Nem elhanyagolható az a tény sem, hogy padlófűtés alkalmazásakor az esetek többségében nem kell pótfűtésről, kiegészítő fűtésről gondoskodni.
A padlófelület hőmérsékletének élettani korlátja is van. A kellemes közérzet eléréséhez egy padló átlagos legnagyobb hőmérséklete nem lehet több, mint 29 °C. Ez korlátozza a padlófűtéssel a helyiségbe juttatható hőmennyiséget.
A padlófűtés kialakítható új építkezésnél, de régi lakás felújításakor is. A hőleadók kiválasztását a fűtőberendezés többi részegységével - a hőtermelővel, az összekötő csővezetékekkel és szabályzókkal - együtt, a helyi adottságok, igények és lehetőségek teljes körű elemzésével érdemes elvégezni. A gyakorlatban leginkább a melegvizes padlófűtések terjedtek el. Itt a hőleadó a fűtőbeton, ebben vagy ez alatt helyezik el a fűtőcsöveket. Ezekben a csövekben áramlik az általában 50 °C-ot nem meghaladó hőmérsékletű fűtővíz. A fűtőcsövek által a padlószerkezetbe vitt hőnek a fűtendő helyiségbe jutását döntő módon befolyásolja a padlószerkezet hővezetési ellenállása, ezen belül a padlóburkolatnak van fontos szerepe. Nézzük tehát sorban a fűtési rendszer részegységeit.
A hőtermelő - kazán - kiválasztásához figyelembe kell venni a rendelkezésre álló fűtőanyag mellett a hőszükséglet nagyságát, a szabályozás, vezérlés és a felügyelet követelményeit, lehetőségeit, a választható típusok előnyeivel és hátrányaival. A műszaki kérdések mérlegelése mellett fontos kiválasztási szempont a beruházási és üzemeltetési költségek hosszabb távon való alakulása, továbbá a jótállás és szerviz, valamint a külső és a zajosság is. Gyakorlati tapasztalatok bizonyítják, hogy nem célszerű nagyobb teljesítményű kazánt választani a szükségesnél.
A maximális hőigényre megválasztott kazán hőkapacitását szabályozással kell a mindenkori hőigényhez igazítani. A hőellátó rendszerek gazdaságos működtetésére a minőségi és mennyiségi szabályozásoknak különféle változatai használatosak. A változó hőigény automatikus kielégítését a hőtermelő berendezés vezérlésével lehet elérni. Vezérlő paraméter lehet a hőhordozó közeg (víz) hőmérséklete, a helyiség hőmérséklete, a külső hőmérséklet stb. A szabályozás és vezérlés módját mindig az adott feladathoz kell megválasztani.
A melegvizes padlófűtéseknél a padló fűtését vörösréz vagy műanyag csövekkel lehet megoldani. A kínálat igen széles. A padlófűtések döntő hányada műanyagcsövekkel készül, melynél az élettartamot jelentős mértékben befolyásolhatja az a körülmény, hogy a magas hőmérsékletű fűtési rendszertől milyen módon van elválasztva az alacsonyabb hőmérsékletű rendszer. A műanyag csövek gyártói 50 éves élettartamot garantálnak, ennek ellenére a padlófűtések élettartama 100 évre is becsülhető, mivel ezek a fűtőcsövek közel sincsenek úgy igénybe véve - hőmérséklet, nyomás - mint amilyenre tervezték. A forgalmazott termékek között az egyszerű műanyag csövek mellett különleges kialakítású csövek is szerepelnek. A különleges megoldások között találjuk az oxigéndiffúziót mérsékelő, vagy teljesen megakadályozó csöveket.

A fűtőcsövek kiválasztásakor fontos szempont a tartósság, a hőállóság, és a hajlíthatóság. A különleges csövek több rétegből állnak. Ezek teljesen oxigénzárók, egyesítik a fém és műanyagcsövek előnyeit, kiküszöbölve azok hátrányait. Hőtágulási hosszváltozásuk igen kicsi, mivel az alumínium fólia a külső és belső műanyagrétegekkel szilárdan kapcsolódik, meggátolva azok megnyúlását. A fémfelületek korrózió elleni védelmét inhibitorok adagolásával is meg lehet oldani a műanyagcsöves padlófűtési rendszerekben. Az inhibitorok megakadályozzák, hogy az oxigén a jelen levő fémekbe beépüljön, de nem csak korróziógátló, hanem más adalékanyagokat is tartalmaznak. Az aluladagolás káros lehet, a túladagolás nem jár előnyökkel. A gyártók és szerelők ajánlataiban az üzemeltetési költség szempontjából előnyös, és biztos módszerként szerepel. A vörösréz csövek tökéletesen légtömörek, így a csőfalon keresztül nem juthat oxigén a rendszerbe. Biztonságosan toldhatók és szerelhetők.
Nagyon fontos a megfelelő hő-, és hangszigetelés, hogy elkerüljük a lefelé irányuló hőveszteséget, szigetelni kell. Bár a talajon fekvő padlók olyan különleges épülethatárolóelemek, ahol a külső tér - a talaj - egy igen nagy hőtehetetlenségű szerkezet, ami egész évben közel azonos hőmérsékletű, mégsem cél fűtése. Közbenső födémek esetében szintén ajánlott a szigetelés, mert ha egy egységen belül is van az adott födém, és az alsó rész is hasonló hőmérsékletű, akkor sem indokolt az épületszerkezetek általános fűtése. Pincefödémekben különösen indokolt a hőszigetelés.
A hőszigetelés a tapasztalat szerint 4-8 cm vastagságú, a szigetelőanyagtól függően. Minden esetben be kell építeni nedvesség elleni záróréteget is, hogy az építési nedvességet elválasszuk a hőszigeteléstől. Különösen fontos ez olyan helyiségek esetében, melyek jelentősen hidegebb helyiségekkel szomszédosak, a talajjal, vagy a szabaddal közvetlenül határosak. A teherviselő képesség miatt padlófűtéseknél általában kemény habokat használnak. A szigetelésnek teherhordó, hő-, és lépéshang-védelmi funkciókat egyformán el kell látni. Léteznek olyan hőszigetelő rendszerlapok, ahol a hőszigetelő rendeltetés mellett a megfelelő lépéshangszigetelést a fektetőlemez felületének profilozásával biztosítják. Ez gyakran a hőszigetelő elemre kasírozott, a nedvesség elleni védelmet is ellátó műanyag fóliával együtt történik.
A fűtött padlószerkezetek egyik lényeges szerkezeti része a hőleadó vagy fűtőbeton, más néven esztrich. Ez tulajdonképpen nem más, mint az aljzatbeton, melynek feladata a padlót érő terhelések elosztásán, mechanikai szilárdságának biztosításán túl a fűtőcső által leadott hőnek a helyiség felé továbbítása. Az esztricheket kötőanyaguk alapján nevezik el. Így megkülönböztetünk anhidrid, öntött aszfalt, magnézia és cement esztrichet. Az építőipar minden területén legáltalánosabban a cementkötésű esztrichet használják. Különféle mechanikai és hőtechnikai tulajdonságai vannak, fűtött padlók esetén fokozott követelmény a repedésmentesség. A nagy felületű - 40 m2-t meghaladó - esztrichréteget dilatálni kell, vagyis biztosítani kell a hőtágulását.
A fűtött padlók burkolatának elvileg bármilyen anyagú padlóburkolat alkalmazható. Igaz ugyan, hogy a fűtőcsövek által a padlószerkezetbe vitt hőnek a fűtendő helyiségbe jutását az egész padlószerkezet befolyásolja, azonban a padlóburkolatnak különösen fontos szerepe van. A jó hővezető képességű anyagok (pl. kő, égetett csempe) esetében a padló felületi hőmérséklete egyenlőtlenebb, de magasabb lesz, míg egy rosszabb hővezető képességű anyag (parketta, szőnyegpadló) esetén egyenletesebb, de alacsonyabb hőmérséklettel kell számolnunk. Ilyenkor a fűtőközeg hőmérsékletét növelnünk kell.
Közismert, hogy a padlófűtéseknél a kőburkolat - függetlenül attól, hogy természetes kőből vagy égetett csempéből készül - nagyon kedvező tulajdonságokkal bír. Nagy hővezetési képesség és jó hősugárzási adottság jellemzi. A PVC-burkolatot összehasonlítva a kőburkolattal azt tapasztaljuk, hogy ebben az esetben nem sokkal kedvezőtlenebb a hőleadás: eléri a kőburkolat hőleadásának kb. 97%-át. Ez a minimális burkolattávolság és a kis hőszigetelő képességgel magyarázható. A parketta ugyancsak gyakran kerül felhasználásra - bár a nedvességingadozás miatt jelentkező tágulási és zsugorodási tulajdonság számos problémát jelent. Hőtechnikai tulajdonságai elfogadhatóak, hőleadása a kőburkolathoz viszonyítva kb. 80%. A szőnyegpadló fűtőteljesítménye a kőburkolaténak kb. 50%-a. A padlófűtést ilyen esetben más módon kell tervezni, ugyanis a padlószőnyeg alsó, tömör műanyag habjának olyan nagy a hőszigetelő képessége, hogy a csőkígyó menettávolságának növelésével sem lehet a kőburkolat hőteljesítményét elérni. Ebben az esetben a megoldás a fűtőközeg hőmérsékletének jelentős mértékű emelése. Az ilyen rendszer teljesítménye úgy is javítható, hogy a lefelé irányuló hőveszteséget az alsó hőszigetelés növelésével tovább csökkentjük.
A korszerű padlófűtési rendszerekben a hőhordozó közegnek az egyes hőleadók szerinti elosztását és gyűjtését egy külön szerelvény, az osztó-gyűjtő végzi. Az osztó-gyűjtő egységeket szintenként többnyire a falba süllyesztett, ajtóval ellátott szekrényekbe helyezik, így a lakás esztétikus megjelenését nem rontják, és akár lakótérben is elhelyezhetők, mivel teljesen zajtalanok. Vannak ún. kompakt egységek, melyek egy szerkezeti egységbe fogják össze a következő elemeket: osztó-gyűjtő (több áramkörre), hőcserélő, szivattyú, tágulási tartály, valamint ezek kiegészítő szerelvényei.
A hőtermelés és a hőleadás közötti megfelelő összhangot az érzékelő, vezérlő és beavatkozó szabályzók párhuzamos, de egymástól nem teljesen független működtetésével lehet megoldani. A fűtött padló viszonylag nagyobb tehetetlensége miatt a padlófűtés szabályozására elsősorban a külső hőmérsékletről - időjárás - vezérelt szabályozás ajánlott. A szabályzót a kívánt hőmérsékletre beállított szobatermosztát és a külső hőmérséklet vezérli. Kapcsoló órával kombinálva a nappali ill. az éjszakai kívánt hőmérsékletek beállíthatók.
A padlófűtés általános felépítésének alapvető követelménye, hogy a teherhordó födémen hőenergia pótlását biztosító elemek, hőszigetelő elemek, valamint a járófelületre ható terhelés elosztását ellátó kiegyenlítő réteg helyezkedjen el. Épületgépészeti szempontból a hőleadó felületek legfontosabb részei a hőenergia pótlását biztosító elemek, melyek kapcsolatban állnak a rendszer többi elemével.
A padlószerkezetbe beépített hangszigetelési, hőszigetelési és fűtési funkciók a hagyományos aljzatbeton helyett már előírják az esztrichréteg alkalmazását. A különböző kötőanyagú esztrichek közül a cementkötésű használata a legáltalánosabb. Fűtött padlók esztrichrétegének kialakítása alapjaiban azonos az egyéb padlóburkolatoknál alkalmazott esztrichekével, vagyis takaróréteg, csúszóréteg, kiegyenlítőréteg egyaránt kialakításra kerülhet. Feldolgozása hagyományos kőműves eszközökkel a helyszínen történik. A földnedves állagú esztrich könnyen bedolgozható, a szerszámokra kevésbé tapad. Fűtött padlók esetén úsztatott esztrichről beszélünk. Létezik egymással megfelelően kapcsolódó lapokból előre gyártott változatuk is, elsősorban a száraz fektetési eljáráshoz. Az esztrichréteg vastagsága a tapasztalatok szerint - a fűtőcső elhelyezkedésétől függően - 45-65 mm. Az esztrichréteg szükséges és elégséges vastagságának előírásai nem csak a bedolgozás és a megfelelő hőátvitel szempontjából fontosak, de a fűtés gazdaságosságát is befolyásolják.
A padlófűtések nem csak magával a padlóval szemben kívánnak meg szigetelési megfontolásokat, hanem a külső falakkal, épületnyílásokkal és födémekkel szemben is. A szigetelésnek megfelelő teherviselő képességűnek kell lenni. A teherviselő képesség miatt elsősorban kemény habokat alkalmaznak. A szigetelés elhelyezése történhet közvetlenül az esztrichréteg alatt, vagy a padlószerkezeteken kívül, a födém ill. a padlólemezek alsó oldalán. A melegvizes padlófűtéseknél a fűtési áramkörök összevezetése káros túlmelegedést okozhat a szerkezetben (ill. a felületen), ezért itt különleges megoldást (vasalt esztrichet és magasabb hőmérsékletet elviselő hőszigetelést) kell alkalmazni.
Az úsztatott padlószerkezeteknél a padlóburkolat aljzata, amelybe a fűtési rendszer hőleadó csőhálózata be van ágyazva, egy nagy hatékonyságú hőszigetelő rétegen úszik, és az oldalfalaktól is hőszigeteléssel van elválasztva. A hőszigetelés vastagságát méretezni kell, de tapasztalati alapon 5-8 cm. Minden esetben be kell építeni ún. technológiai fóliát, mely az építési nedvességet elválasztja a hőszigeteléstől. A nedvességszigetelésnek több feladata is van: védi a szerkezetet a talajnedvességtől, vizes helyiség esetén az abból származó víztől, valamint védi a fűtőcsövet és a szigetelést az említett építési nedvességtől is.
Talajra és födémre kerülő padozatoknál egyaránt igény lehet, hogy a szerkezet egyaránt szigetelje a hangot is. Ezekben az esetekben nem elég a normál hőszigetelés, hanem lépéshang-szigetelő alkalmazása is szükséges. Fontos, hogy mindig a lépéshang-szigetelés legyen alul, hogy a teljes fölötte levő réteg rezgése is csillapítva legyen.
Felújítási munkáknál sok esetben az ún. szárazépítéses padlószerkezeteket alkalmazzák. Ez a kivitelezési mód természetesen új építkezésnél is használható. Előnye az esztriches megoldással szemben a kis szerkezeti magasság, a gyors kivitelezhetőség - egy családi házban néhány nap alatt elkészíthető - valamint a burkolat azonnali szerelhetősége, tehát elmarad az öntött esztriches padlószerkezet esetén szükséges kényszerű várakozási idő. Ez az időveszteség éppen a felújítási munkáknál szokott gondot okozni. A szárazépítésű padlófűtés vízköreit a szigetelőrétegben helyezik el, ügyelve arra, hogy a járófelület felé jó legyen a hőhatás. Ezt a szigetelő réteg felületére kasírozott alumíniumfóliával oldják meg, ami az egész járófelületen egyenletes hőhatást biztosít. A rendszerlemez hordozórétege szilárd hőszigetelő anyagból készül, mely nem nyomódik össze.
A padlószerkezet felépítésétől függően a fűtőcsövekre lépéshang-gátló réteget is szoktak fektetni. Ez az eljárás gazdaságosan kivitelezhető, olcsóbb, mint a hagyományosan szerelt központi fűtés. További előnye, hogy nagyon gyorsan át tudja adni a hőenergiát a fűtendő helyiségnek.
Létezik egy olyan - Amerikában elterjedt - szerelési megoldás, amikor a fűtőcsövet a vakpadló aljára erősítik hornyolt - többnyire alumínium - fémlemez segítségével, mely a hőátadó felületet növeli. Ebben az esetben a párnafák alá hővisszaverő fóliát helyeznek. Mivel itt a vakpadló alatti légteret fűtjük, a csőkígyóban magasabb hőmérsékletű vizet kell keringtetni. Egy másik megoldásnál a csőkígyót a vakpadló felső részére szerelt alumínium sínekbe fektetik, és a vakpadló alá hőszigetelés kerül. A fűtővíz hőmérsékletét itt is meg kell emelni.
Lényeges változást hozott a villamos helyiségfűtések fejlődése, melynek egyik elindítója az energiahordozókban mutatkozó hiány volt. Az ebből kivezető utak egyike a villamos tárolós fűtések megjelenése volt. Ezek között előkelő helyet foglalnak el a villamos padlófűtések. Előnyei megegyeznek a melegvizes padlófűtésekével, sőt néhány esetben még kedvezőbb is. Ezek közül néhány: gyors szerelhetőség, magas élettartam, kisebb szerkezeti és beépítési magasság, gyakorlatilag nincs karbantartási igénye, nincs kitéve fagyveszélynek, mivel a hőtermelés közvetlenül a felhasználás helyén történik, nincs hőveszteség stb. Hosszú élettartamú, komfortos fűtési mód. A beszerelt rendszer egyetlen látható eleme a falra szerelt termosztát, mely pontos szabályozást biztosít, optimális energia felhasználással. Ideális fő vagy kiegészítő fűtési mód lehet konyhákban, fürdőszobákban.
Elektromos padlófűtéseknél a hőleadó elem villamos ellenálláshuzal, mely teflonszigeteléssel és a felhasználástól függően rézbeszövéssel, ill. PVC köpennyel van ellátva. A vezetékeket futószőnyegként különböző szélességű fémhálóra erősítik kígyózó formában, amely a fektetés megkönnyítését és a jobb hőelosztást szolgálja. A helyiség méretének megfelelő hosszúságú fűtőszőnyeg mindkét végére gyárilag rásajtolt, vízhatlan hidegvég kerül. Ezek párhuzamos csatlakoztatását a hálózatra a szabályozási köröknek megfelelően lehet végezni. Csempefűtésnél a burkolat alá, hőtárolós fűtéshez a betonaljzatba kell helyezni. A padló hőszigetelését és a tágulási hézagokat a szokásos módon kell végezni. Az elektromos padlófűtés szinte mindenhol, utólag is megvalósítható. Elkészítését egy egyszerű tervezés előzi meg. Általában csak a szabadon álló felületekre kerül fűtőszőnyeg. Padlóburkolatként minden padlófűtéshez alkalmazható fajta megfelel: így alkalmazhatunk márványt, gránitot, kerámia járólapot, de készíthetünk parketta, parafa, linóleum, vagy szőnyegpadló anyagú burkolást.
Az elektromos padlófűtési rendszer alkalmas leginkább házilagos kivitelezésre, de fontos, hogy a hálózatra hivatásos villanyszerelővel köttessük be, aki egyúttal az érintésvédelmi előírások meglétét és a helyes működést is ellenőrzi.

Mi az oxigéndiffúzió?

Oxigéndiffúziónak a műanyagcsövek oxigénáteresztő képességét nevezzük. A műanyagcsöves padlófűtő berendezésekben a kialakuló korrózió miatt csökken az oxigéntelítettségi határérték, így a külső levegő és a fűtővíz oxigéntartalma között koncentráció különbség lép fel. Ennek hatására az oxigén molekulák a csőfalon keresztül a fűtővízbe "szivárognak". Üzemelő padlófűtő berendezésekben koncentráció kiegyenlítődésről nem lehet beszélni, mert az oxigéndiffúzió állandósult folyamattá válik. A műanyagcső falán keresztül bejutó oxigén pedig a viszonylag kevés fémfelületen azonnal korróziót okoz. Az oxigéndiffúzió nem hagyható figyelmen kívül, így az ebből eredő korróziós károk ill. az eliszaposodás elkerülésére több módszer terjedt el. A csőfalon keresztüli oxigéndiffúziót alacsony diffúziós rátával rendelkező, vagy különleges csövek alkalmazásával lehet megakadályozni.