POSADZKI DREWNIANE NA PODKŁADACH OGRZEWANYCH – CO JAK I DLACZEGO?

Ogrzewanie podłogowe ze względu na ekonomikę eksploatacji oraz najbardziej optymalny rozkład temperatury w pomieszczeniach jest najlepszym rozwiązaniem technicznym w zakresie ogrzewania pomieszczeń. Budynki energooszczędne oraz pasywne to najlepsze miejsce na zastosowanie podłogówki. Zastosowanie drewna na podłogówce poza tym, że cieszy oko to daje komfort dla ciała i satysfakcję dla kieszeni. Jednak należy wiedzieć, że posadzka drewniana na ogrzewanym podkładzie, należy do najtrudniejszych w wyborze, przygotowaniu i wykonaniu.

Wykorzystanie drewna – materiału o właściwościach termoizolacyjnych, jako przekaźnika ciepła, jest zadaniem trudnym i złożonym. Szczególnie w kontekście zachowań drewna wynikających ze zmian temperatury z przeniesieniem na zmiany wilgotności, różnicy temperatury po przeciwległych płaszczyznach jak i anizotropii w jego budowie. Do wykonania takiej podłogi niezbędna jest dogłębna znajomość tematu, umożliwiająca do-bór i zastosowanie odpowiednich materiałów wraz z techniką wykonania.

Ogrzewanie podłogowe należy do ogrzewań płaszczyznowych, gdzie ciepło przekazywane jest do otoczenia poprzez promieniowanie z całej powierzchni grzejnej — podłogi. Podłogówka ogrzewa pomieszczenie w 70% poprzez promieniowanie — fale elektromagnetyczne, a jedynie 30% konwekcyjne ciepło przenoszone przez powietrze będące w ruchu. Ogrzewanie podłogowe możemy bez problemu zainstalować w budynku o współczynniku przenikania ciepła określonym normą PN-EN ISO 13790:2006 (PN-EN ISO 6946; 2007) (ściany < 0,3 W/m2K, dach lub strop na poddaszu < 0,25 W/m2K). Jednak podejmując decyzję o okładzinie drewnianej musimy wiedzieć, że najistotniejszy jest jej opór cieplny i kurczliwość drewna i temu podporządkowany jest wybór w zakresie wyglądu. Możliwości w zakresie wyboru rodzaju okładziny drewnianej wzrastają wraz ze spadkiem obciążenia cieplnego podłogi, co wynika z mniejszych strat ciepła w budynku. Lepsze ocieplenie budynku, rekuperacja to niższa temperatura podłogi a tym samym większe możliwości w jej wyborze. Dodatkowo dla ograniczenia jej obciążenia podczas silnych mrozów, wskazane jest zainstalowanie dodatkowego – uzupełniającego rodzaju ogrzewania, dla zachowania bilansu cieplnego w tym trudnym dla niej okresie.

1.Rodzaje ogrzewania podłogowego.

– pompa ciepła czerpiąca ciepło z gruntu 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 moc, wymaga zastosowania okładzin o małym oporze cieplnym. – ogrzewanie wodne z kotła ma mniejszą bezwładność cieplną a przy automatycznym sterowaniu temperaturą, nie stanowi zagrożenia dla okładzin z drewna. – ogrzewanie elektryczne, ze względu na wyższą temperaturę elementów grzejnych i stosunkowo niską bezwładność jest zaliczane do najtrudniejszych dla okładzin z drewna.

2. Zalety ogrzewania podłogowego.

– ogrzewanie podłogowe jest najbardziej zbliżone do optymalnego co mówi o równomiernym rozkładzie temperatur dzięki któremu odczuwamy lepszy komfort cieplny. – prezentowany rodzaj ogrzewania w porównaniu do ogrze-wania konwekcyjnego, umożliwia obniżenie średniej temperatury w pomieszczeniach o około 2°C, co przekłada się na oszczędność energii około 10 -12%. – niższa temperatura to wyższa wilgotność powietrza a to w okresie zimy podwyższa komfort mikroklimatu wnętrza. – w porównaniu z ogrzewaniem konwencjonalnym (grzejnikowym) istnieje możliwość wykorzystania niekonwencjonalnych źródeł ciepła: energia słoneczna, pompy ciepła. – samoregulacja, polegająca na samoczynnej zmianie wydajności w wyniku zmiany temperatury wewnętrznej w pomieszczeniu. – mniejszy ruch powietrza nie powoduje spadku wilgotności drewna w takim stopniu jaki występuje przy ogrzewaniu konwekcyjnym. – brak niekorzystnej dodatniej jonizacji powietrza.

3. 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 10 cm nad podłogą. – ograniczona temperatura powierzchni grzewczej, -co w nie-których sytuacjach zmusza do zainstalowania uzupełniające-go źródła ciepła w pomieszczeniach. – konieczność zastosowania okładziny podłogowej określonej w projekcie. – trudność i wysoki koszt napraw instalacji wewnątrz podłogi.

4. Optyka podłogi.

Jeżeli podłoga jest podstawowym elementem wystroju wnętrza to jej optyka jest sprawą pod-stawową. Rodzaj okładziny w tej sytuacji jest rozwiązaniem kompromisowym, które pozwoli połączyć wygląd z funkcjonalnością w zakresie efektywności ogrzewania pomieszczeń, w których się znajduje.

5. Koszt ogrzewania podłogowego jest pochodną wielu składników, które możemy podzielić na dwie grupy: – koszty materiałowe i wykonawcze, które są wyższe od ogrze-wania tradycyjnego o ponad 30%. – koszty eksploatacyjne są tu niższe o kilkanaście procent. Ponieważ eksploatacja to czas i ciągły wzrost cen energii więc w efekcie ogrzewanie podłogowe jest bardziej opłacalne.

6. Trwałość.

Na korzyść ogrzewania podłogowego wpływa niższa temperatura eksploatacji. Niekorzystnie na trwałość wpływa zastosowanie materiałów niskiej jakości zainstalowanych w wylewkach betonowych, gdzie naprawa jest uciążliwa i kosztowna.

7. Izolacje.

Hydroizolacje powinny być wykonane zgodnie z ogólnie przyjętymi zasadami w budownictwie. Poprawne działanie ogrzewania podłogowego zależy między innymi od prawidłowego wykonania izolacji cieplnej. Izolacja ta powinna być tak dobrana, aby straty strumienia ciepła skierowane ku do-łowi nie przekraczały 10%. Termoizolacje należy wykonać ze styropianu o gęstości 30kg/m3. Opór cieplny tak wykonanej izolacji cieplnej powinien wynosić: – dla stropu nad ogrzewanym pomieszczeniem R>0,75 m2K/W co daje minimum 3 cm styropianu. – dla stropu nad nieogrzewanym pomieszczeniem R> 2,0m2K/W co daje minimum 8 cm styropianu. – dla podłogi na gruncie R>2,5m2I</W co daje minimum 10 cm styropianu, w praktyce 15cm. Grubość izolacji z innych materiałów powinna być odpowiednia do ich współczynnika przewodzenia ciepła. Na izolację cieplną podłogi na gruncie w istotny sposób wpływa ocieplenie zewnętrznych ścian fundamentowych.

8. Podkład grzewczy. Powszechnie w ogrzewaniu podłogowym stosuje się podkłady pływające wykonane z beto-nu lub anhydrytu. Bardzo ważnym zagadnieniem jest zapewnienie dylatacji płyty grzejnika podłogowego od wszystkich ścian. Współczynnik rozszerzalności jastrychu stanowiącego górną warstwę konstrukcji grzejnika podłogowego budowanego metodą mokrą wynosi 0,012 mm/(m x K). Oznacza to, że płyta warstwy jastrychu o długości około 8 m wskutek ogrzania od 8 °C do 50 °C wydłuży się o 4 mm. Zgodnie z normą warstwa jastrychu grzejnika podłogowego winna mieć możliwość swobodnego przemieszczania o 5 mm we wszystkich kierunkach.

Pole powierzchni jastrychu bez dylatacji nie powinno być większe niż 30m2 (bok pola nie dłuższy niż 6m). Zastosowanie siatki stalowej umożliwia powiększenie powierzchni do 40m2 (max dł. boku 8m).

Dylatacje wykonujemy w przypadku:

  • – styku z przegrodą pionową.
  • – ograniczeń powierzchni (30m2, 40m2).
  • – ograniczenia długości boku (6m, 8m).
  • – ograniczenia proporcji boków większej niż 1:2.
  • – wydzielenia kształtnych powierzchni z niekształtnej płyty pod-łogi (przejścia w drzwiach itp.).

Dylatacje powinny być wykonane z pasów pianki polietylenowej grubości 8 mm. Wylewka anhydrytowa powinna być wykonana zgodnie z za-leceniami jej producenta, natomiast wylewka betonowa zgodnie z ogólnymi zasadami wykonania jastrychów. Wylewka betonowa powinna być wykonana z betonu piaskowego (lepszy kontakt z wężownicą), o niskim W/C (zastosować plastyfikator), solidnie zagęszczona i pielęgnowana stosownie do rodzaju zastosowane-go cementu i wilgotności powietrza w trakcie wiązania.

Optymalna grubość wylewki betonowej wynosi 70mm. Zwiększenie grubości skutkuje zwiększoną bezwładnością ogrzewania oraz podwyższeniem temperatury czynnika grzewczego adekwatnie do wzrostu oporu cieplnego w podkładzie oraz wzrostu gęstości strumienia ciepła. Zmniejszenie grubości to spadek bezwładności i sztywności podkładu z jednoczesnym spadkiem temperatury zasilania, ale i niejednorodny rozkład temperatury na powierzchni podkładu.

Przed ułożeniem okładziny drewnianej podkład musi być dokładnie wysuszony. Osuszanie jastrychu rozpoczyna się po pełnym związaniu betonu tzn. po 28 dniach od wykonania wy-lewki. Temperatura czynnika grzewczego w trakcie osuszania nie powinna przekraczać 50°C, a jej skoki dzienne nie powinny być większe niż 5°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 wylewki należy sprawdzić wilgotność wylewki. Dopuszczalna zawartość wolnej wody 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%. Jeżeli wylewka nie osiągnie właściwej wilgotności po pierwszym cyklu, wygrzewanie w cyklach kilkudniowych należy prowadzić do skutku.(przyczyna -duży odstęp między przewodami).

Przed przystąpieniem do montażu w systemie klejowym, na-leży sprawdzić twardość betonu oraz jego odporność na odry-wanie lub ścinanie. Wyniki pomiarów na ścinanie > 2,0 N/mm2 lub 1.5 N/mm2 w odporności na odrywanie upoważniają do bezpośredniego klejenia elementów drewnianych – litych do podkładu. Gorsze wyniki zobowiązują do zastosowania odpowiedniego systemu klejowego (klej + grunt) a w jeszcze gorszym przypadku zmuszają do naprawy powierzchniowo-strukturalnej jastrychu.

Nie dopuszcza się stosowania gruntów zaporowych dla wilgoci w celu przyśpieszenia montażu podłogi.

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.

Po ułożeniu okładziny pływającej 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. W systemie klejowym czas włączenia ogrzewania określa karta techniczna produktu.

Materiały użyte do układania podłogi na płycie grzewczej powinny być dopuszczone przez producenta do stosowania w ogrzewaniu podłogowym i posiadać właściwy dla tych materiałów znak — piktogram.

9. Łączenie klejowe czy okładzina pływająca.

Połączenie klejowe umożliwia przemieszczanie ciepła w znacz-nej większości poprzez przewodzenie i jest bardziej efektywne od systemu podłóg pływających, gdzie dochodzi opór cieplny warstwy wygłuszającej oraz opór warstwy powietrza. W przypadku podłogi pływającej wartość oporu cieplnego jest podwyższona od 0,025 do ok. 0,05 m2K/W.

Ponadto, wadą podłóg pływających jest ich niekorzystna akustyka.

Klejenie okładzin ma zastosowanie zarówno w przypadku podłóg warstwowych jak i okładzin z litego drewna. Podłogi drewniane wymagają elastycznej spoiny pozwalającej na zachowanie spójności w stosunku do zmienności zachowań łączonych elementów przy zmianach ich temperatury, gdzie beton się rozszerza a drewno kurczy lub odwrotnie przy spadku temperatury i wzroście wilgotności. Podłogi warstwowe ze względu na swoją konstrukcję nie stawiają tak dużych wymogów wytrzymałościowych od spoiny klejowej, tu bardziej liczy się jej elastyczność.

Podłogi lite to dodatkowe wymogi związane z ograniczeniem naprężeń na styku z podkładem, ponieważ nie posiadają ograniczeń naprężeń w swojej konstrukcji, jak w przypadku podłóg warstwowych.

Powyższe wymagania określają właściwości kleju, który po-winien zespolić okładzinę drewnianą z podkładem zachowując swoją elastyczność w zmiennych i podwyższonych temperaturach przez cały czas użytkowania podłogi (podwyższona odporność na starzenie).

10. Okładzina drewniana na podkładzie grzewczym.

Zasadniczo wybór rodzaju okładziny i gatunku drewna należy postrzegać w kilku aspektach.

– aspekt optyczno-użytkowy, kiedy wybór wynika z przeznaczenia pomieszczenia oraz planowanego wystroju jego wnętrza.

Powyższy wybór ograniczają właściwości higroskopijne drewna oraz jego twardość. Twardość drewna wzrasta wraz z jego gęstością ale wraz z gęstością wzrasta współczynnik kurczliwości drew-na i w tej sytuacji mamy bardzo ograniczony wybór. Do wyjątków należy drewno merbau i doussie gdzie higrofobowe właściwości tkanek drewna przyczyniają się do zmniejszonej kurczliwości pomimo wysokiej gęstości i twardości tych gatunków drewna. Inną zależnością jest kurczliwość drewna w odniesieniu do jego barwy. Wszystkie jasne, twarde gatunki mają wysoki, niekorzystny współczynnik kurczliwości co też ogranicza wybór. Dodatkowo jasne drewno bardziej eksponuje swoją kurczliwość — bardziej widoczne szczeliny. 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 podłóg litych można zastosować rozwiązanie kompromisowe stosując elementy z łamaną krawędzią co maskuje odkształcenia skurczowe przy deskach średniej szerokości do 10 cm.