Sodobno talno ogrevanje se je razvilo pred drugo svetovno vojno, vendar zaradi težav pri montaži, predvsem zaradi uporabe jeklenih cevi, ni doživelo širše uporabe. V zadnjem času pa, predvsem z gradnjo nizkoenergijskih hiš, postaja zelo priljubljeno.

Razlogi za to so:

• hitra montaža in nižji stroški zaradi uporabe novih materialov, predvsem plastičnih cevi;
• izboljšana toplotna zaščita zgradb in s tem manjša potrebna instalirana moč naprav za ogrevanje omogočata izkoriščanje talne površine za ogrevanje;
• zaradi nižje temperature ogrevalnega medija (od 40 do 60 ° Celzija) je mogoče uporabiti obnovljive vire energije, kot je energija okolice (toplotne črpalke) ali sončna energija (sprejemniki sončne energije);
• proizvajalci so s pripravo podatkov in pripomočkov za projektiranje z računalniki omogočili preprostejše in natančnejše dimenzioniranje talnega ogrevanja.

Prednosti pravilno načrtovanega sistema talnega ogrevanja so:

• večje toplotno ugodje, saj so potrebne površinske temperature ogrevala nižje kot pri ogrevanju z radiatorji;
• zaradi ugodnega temperaturnega profila v prostoru je lahko temperatura zraka v prostoru nižja za 1 do 2 ° Celzija, kar pomeni od 6 do 12 odstotkov prihranka energije;
• kroženje prahu v prostoru je manjše zaradi manj intenzivnega kroženja zraka.

Kljub prednostim talnega ogrevanja pa ima to tudi nekaj pomanjkljivosti. Ena od njih je velika vztrajnost, zaradi katere se sistem teže odziva na hitre spremembe pri spreminjanju toplotnih obremenitev v prostoru. Regulacija talnega ogrevanja je torej težavnejša, to slabost pa nekoliko ublaži dobra samoregulacija sistema. Pri povišanju temperature v prostoru se namreč zmanjša temperaturna razlika med površino tal in zrakom v prostoru ter s tem toplotna oddaja talnega ogrevanja. Talno ogrevanje je v prostorih z velikimi steklenimi površinami priporočljivo kombinirati z radiatorskim, saj je usklajevanje toplotnih dobitkov (sončne energije) in potreb po toploti za ogrevanje prostora lažje in hitrejše.

Za znano toplotno obremenitev prostora in temperaturo zraka v tem prostoru je potrebna dovolj visoka temperatura površine tal. Zaradi medicinsko-fizioloških razmer je površinska temperatura tal omejena. Temperatura ogrevalnega medija ne more biti poljubno visoka in je odvisna od načina polaganja cevi talnega ogrevanja, talnih oblog in tudi razporeda opreme v prostoru. Te omejitve večkrat pomenijo težavo, saj mora biti razpoložljiva prosta površina tal, glede na toplotno obremenitev prostora, dovolj velika.

Priporočljive temperature površine tal glede na namembnost prostora so:

• od 26 do 28 ° Celzija v prostorih, kjer se zadržujemo dalj časa (bivalni prostori: dnevne in delovne sobe, pisarne);
• od 28 do 32 ° Celzija na robnih predelih ob oknih in zunanjih stenah;
• 30 ° Celzija v prostorih, kjer se zadržujemo občasno (hodniki, WC);
• od 32 do 35 ° Celzija v kopalnicah, pokritih plavalnih bazenih in kopališčih.

Oddajanje toplote ogrevanih tal je, podobno kot pri radiatorju, odvisno od dveh dejavnikov:

• temperaturne razlike med srednjo površinsko temperaturo tal in srednjo temperaturo zraka v prostoru;
• toplotne prestopnosti s površine tal na zrak v prostoru, ki je sestavljena iz sevalne in konvektivne komponente.

Uskladitev obeh dejavnikov zahteva pri projektiranju talnega ogrevanja znanje strokovnjaka in ustrezne podatke proizvajalca elementov talnega ogrevanja.

Pri načrtovanju in izvajanju talnega ogrevanja se moramo zavedati, da sta odprava napak in dograditev sistema tako rekoč nemogoči ali pa zahtevata visoke stroške. Ni torej mogoče, da instalater brez poznavanja nekaterih podatkov proizvajalca in izračuna ali brez izdelanega projekta sam izdela kakovosten sistem talnega ogrevanja. Tudi zaradi tega so bila talna ogrevanja v preteklosti precej manj priljubljena. Odločitev za talno ogrevanje mora biti podlaga za gradbeni načrt hiše, saj morajo biti izpolnjeni tudi gradbeni pogoji, potrebni za dobro delovanje sistema. Ti so predvsem dobra toplotna zaščita zgradbe, pravilna izbira talne obloge, zadostna višina talne konstrukcije za vgradnjo, predvidena razporeditev pohištva …

Stroški za vgradnjo sodobnega talnega ogrevanja so v primerjavi z radiatorskimi sistemi lahko nižji oziroma enaki, odvisno od načina vgradnje in izvedbe.

NAČINI VGRADNJE

Predhodniki sodobnih talnih ogrevalnih sistemov so bili grajeni izključno iz jeklenih cevi, redkeje iz bakrenih, ki so bile položene pod zaključni talni sloj. Položene so bile v plast suhega peska ali v votle gradbene elemente z lamelami za izboljšanje prevodnosti toplote. Zaradi njihove visoke cene so jih vgrajevali navadno v prostore s posebnimi zahtevami. Načini vgradnje se danes načeloma niso veliko spremenili, le uporaba plastičnih cevi je poenostavila nekatere postopke. Poznamo dva osnovna načina vgradnje ogrevalnih cevi: mokro in suho vgradnjo.

Mokra vgradnja

Mokra vgradnja pomeni, da položene cevi talnega ogrevanja zalivamo z betonom oziroma drugimi materiali, ki so podlaga za polaganje talnih oblog in zagotavljajo pohodnost tal. Pri mokrih postopkih uporabljamo estrihe normalne (cementni, anhidritni) in lahke izvedbe (penobetonski, glinoporni, lahkoagregatni). Cevi talnega ogrevanja so lahko položene na plast toplotne in zvočne izolacije ter pritrjene na nosilne elemente (armaturne mreže, pritrdilne tečine) ali pa v utore sistemskih plošč iz toplotne izolacije (penjeni polistiren, poliuretan) in ustrezno oblikovane PE-folije. Debelina toplotne izolacije znaša okvirno za sistem, položen v tlak proti zemlji ali nad neogrevanimi prostori, najmanj 40 milimetrov in za tlake med etažami najmanj 20 milimetrov. Pri tem moramo upoštevati priporočilo, da vrednost koeficienta toplotne prehodnosti Ud [W/m2K] talne konstrukcije, kjer je vgrajeno talno ogrevanje, ne sme biti večja od 0,35 W/m2K. Pred betoniranjem je treba cevi napolniti z vodo in pregledati, ali povsod tesnijo. Voda in tlak morata biti v ceveh ves čas zalivanja z betonom.

Pri velikih površinah je treba poskrbeti za dilatacijo estriha. Velja priporočilo, da v enem kosu z estrihom pokrijemo površino največ do 30 kvadratnih metrov. Za zaključno talno oblogo lahko uporabimo vse vrste kamnitih, keramičnih, tekstilnih ali lesenih oblog. Načini polaganja cevi so lahko različni in nekaj jih je prikazanih na naslednji sliki.

Pri mokri vgradnji talnega ogrevanja je pomembno upoštevati tudi navodila za zagon. Pri nas predpisov ali navodil, ki bi določala pogoje za zagon in preizkus ogrevanja, ni, zato priporočamo postopek po DIN 4725/4 in priporočilih združenja za ploskovna ogrevanja iz Nemčije. Ta nalagajo izvajalcu ogrevanja, da opravi spuščanje v pogon, funkcionalni preizkus in predajo sistema. O tem mora narediti zapisnik. Sodelovanje med izvajalcem ogrevanja in izdelovalcem estriha je nujno. Pred spuščanjem v pogon mora biti sistem napolnjen z ogrevalnim medijem in preizkušen na tlak, ki ga predpiše dobavitelj opreme (navadno 6 barov). Preizkus mora trajati najmanj 24 ur. Medtem tlak v sistemu ne sme pasti. Pred zalivanjem mora biti sistem napolnjen z vodo pod tlakom 2 bara, dokler se estrih ne posuši. Če cementnemu estrihu niso dodana posebna veziva za hitrejše sušenje, smemo začeti ogrevanje šele 28 dni po zalitju, najprej pa 21 dni. Pri uporabi anhidritnega tekočega estriha lahko začnemo ogrevati 7 dni po zalitju. Talno ogrevanje je tako pripravljeno za funkcionalni preizkus, pri katerem moramo upoštevati nekatera priporočila. Izmerimo temperaturo estriha in v sistem spustimo vodo, katere temperatura naj ne bo višja od izmerjene. Nato temperaturo vode povišujemo dnevno za 3 do 5 o Celzija do najvišje predvidene temperature talnega ogrevanja (priporočljivo 55 o Celzija). Ko jo dosežemo, naj sistem deluje najmanj en dan za vsak centimeter estriha (4 centimetre – 4 dni) ob stalnem zračenju prostora. Zmogljivost sistema nato zmanjšujemo vsak dan za 5 do 10 o Celzija, dokler ne dosežemo temperature zraka v prostoru od 18 do 20 o Celzija oziroma temperature estriha od 15 do 18 o Celzija.

Po funkcionalnem preizkusu lahko začnemo še ogrevanje za pripravo tal za polaganje talne obloge. Pri tem sta potrebna sodelovanje polagalca zaključne obloge in upoštevanje njegovih zahtev. Temperaturo dovodne vode dvignemo na 25 o Celzija za en dan, pri tem pa zagotovimo, da ni vključena regulacija talnega ogrevanja. Prostore stalno zračimo in sušimo estrih pri temperaturi ogrevalnega medija, ki jo je navedel izvajalec estriha, vendar ne višji kot 55 o Celzija. Za preverjanje stopnje osušenosti estriha lahko uporabimo preprosto metodo s plastično folijo velikosti 50 x 50 centimetrov, ki jo položimo na estrih in na robovih zalepimo. Če se v 24 urah pod folijo ne pojavijo sledovi vlage, lahko temperaturo spustimo tako, da dosežemo temperaturo estriha 18 o Celzija. Vlago lahko merimo tudi s karbidno metodo, za katero so največje dovoljene vrednosti navedene v preglednici št. 1. To metodo mnogi izvajalci opustijo, saj je možnost poškodb v estrih položenih cevi sorazmerno velika.

Če delamo pri talnem ogrevanju pozimi oziroma obstaja nevarnost, da talno ogrevanje pozimi ne bo delovalo, moramo cevi izprazniti (izpihati) oziroma jih napolniti s protizmrzovalnimi dodatki za ogrevalno vodo.

Preglednica št. 1: Najvišje dovoljene vrednosti pri merjenju s karbidno metodo

Suha vgradnja

Sistemi talnega ogrevanja za suho vgradnjo se odlikujejo po majhni teži in manjši višini, potrebni za montažo. Cevi lahko polagamo v tovarniško izdelane sistemske izolacijske plošče, ki so neposredno položene na armiranobetonske podlage ali plošče. V najnovejših izvedbah, uporabnih predvsem pri obnavljanju prostorov, kjer je težava višina prostora, uporabljamo kapilarne sisteme. Plastične cevi majhnih premerov (4,3 x 0,9, 3,25 x 0,5 milimetra) z razmikom od 20 do 30 milimetrov polagamo v sredino plasti lepila debeline 10 milimetrov, na mavčnih ali ivernih ploščah debeline 25 milimetrov. Ti sistemi so primerni tako za ogrevanje kot za hlajenje prostorov.

Posebni sistemi, ki se pri nas redko uporabljajo, so namenjeni za višje temperature ogrevalnega medija (med 60 in 90 ° Celzija). Ti vsebujejo mehke jeklene ali bakrene cevi, ki jih polagamo z večjimi razmiki. Različno oblikovane lamele za izboljšanje prenosa toplote omogočajo enakomernejšo porazdelitev toplote. Taki sistemi so primerni za uporabo v neposredni kombinaciji z radiatorskim ogrevanjem.

TALNE OBLOGE IN TALNO OGREVANJE

Vpliv talnih oblog na površinsko temperaturo tal je različen. Vrsta in lastnosti talnih oblog morajo biti projektantu talnega ogrevanja znane pred načrtovanjem. Pomembna sta podatka o vrsti talne obloge, njeni debelini in toplotni prevodnosti λ [W/mK] oziroma toplotnem uporu obloge Rλ,B [m²K/W]. V preglednici št. 2 so prikazane nekatere vrednosti za različne talne obloge.

Preglednica št. 2: Toplotna prevodnost in toplotni upor nekaterih talnih oblog

Vrednost toplotnega upora talne obloge skupaj z možno podlago ne sme biti višja od 0,15 m2K/W. Višja je vrednost toplotnega upora, višja mora biti temperatura ogrevalnega medija. Vzemimo tla iz plastične talne obloge, ki so dodatno prekrita s preprogo, katere toplotna upornost znaša 0,15 m2K/W. Da bi dosegli enako toplotno oddajo, na primer 50 W/m2, moramo povišati temperaturo ogrevalnega medija za 8 ° Celzija. To pa vpliva na energijsko učinkovitost naprave, ki pripravlja toplo vodo za ogrevanje. Pri uporabi nizkotemperaturnega vira energije (toplotne črpalke ali kondenzacijskega kotla) ne bi mogli doseči primerne, dovolj visoke temperature ogrevalne vode. Zato je pri načrtovanju zelo pomembno vedeti, katere talne obloge bodo uporabljene, saj so od tega odvisni način polaganja cevi, izbira vrste cevi, višina temperature ogrevalne vode …

Glede vrste talnih oblog pri uporabi talnega ogrevanja ni posebnih zadržkov. Pri tekstilnih oblogah in podlogah je priporočljivo preveriti, ali imajo posebno oznako, da so primerne za talno ogrevanje.

Za uspešno polaganje talnih oblog je treba med polaganjem zagotoviti ustrezno mikroklimo in izbirati primerne temeljne premaze, izravnalne mase, lepila, fugirne mase, lake in končne premaze pri lesenih oblogah. Pri polaganju lesenih talnih oblog je treba zagotoviti ravnotežje med relativno zračno vlago v prostoru, vlago v lesu in vlago v cementnem estrihu. Poznati moramo lastnosti lesa, kot so njegova kakovost, dimenzijska in oblikovna obstojnost ter stopnja vlažnosti. Posebno pazljivi moramo biti pri uporabi bukovega lesa, ki zelo hitro vpija vlago. Zato hitro reagira na spremembe vlage v prostoru, kar povzroči nastanek špranj med ogrevanjem. Za polaganje bukovega parketa je treba uporabiti dvokomponentna reakcijska lepila.

CEVI ZA TALNO OGREVANJE

Plastične cevi za talno ogrevanje imajo veliko prednosti pred jeklenimi ali bakrenimi. Manjše so težave zaradi raztezanja in krivljenja cevi ter samega načina polaganja. Za izdelavo cevi najpogosteje uporabljajo polipropilen (P), polietilen (PE) ali polibuten (PB). Pomembno je vedeti, da na življenjsko dobo plastičnih cevi močno vplivajo notranji tlak in UV-žarki. Praviloma velja, da je pri nižjih temperaturah ogrevalne vode njihova uporabnost daljša, vpliv UV-žarkov pa zmanjšujejo različni dodatki pri izdelavi cevi. Opozoriti kaže še na vpliv difuzije kisika. Kisik iz okolice prodira v notranjost cevi, se veže na ogrevalno vodo in nato izloča na kovinskih delih instalacije (kotli, razdelilniki …), kjer povzroča korozijo. Večina proizvajalcev je našla rešitev z vgradnjo posebnih, za kisik neprepustnih ovir v steno cevi. To so lahko aluminijeve folije ali pa po posebnem postopku izdelane večplastne stene cevi. Temu vplivu se lahko izognemo tudi z dodajanjem različnih kemičnih dodatkov v vodo ali s fizično delitvijo sistema talnega ogrevanja od priprave ogrevalne vode z izmenjevalniki.

Dimenzije cevi določi projektant ob načrtovanju talnega ogrevanja. Največkrat uporabljamo cevi mer 22 × 1 in 18 × 1 milimeter, v zadnjem času pa se zelo uveljavljajo cevi mer 10 × 1 milimeter, ki so primerne tudi za uporabo pri stenskem ogrevanju.

SKLEP

Ob predvideni večji rabi obnovljivih virov predvsem sončne energije in energije okolja imajo sistemi ploskovnega ogrevanja, posebno talno ogrevanje, pred sabo lepo prihodnost. Pri odločanju za vgradnjo talnega ogrevanja moramo vedeti, da sta dobro pripravljen projekt ter dobro sodelovanje med izvajalcem gradbenih in instalacijskih del glavna pogoja, da bo sistem talnega ogrevanja deloval dobro in energijsko učinkovito. Zato naj velja, da se odločamo o uporabi talnega ogrevanja ob izdelavi projektov za hišo, in ne v že postavljeni hiši. Projektiranje sistema prepustimo usposobljenim strokovnjakom, in ne tistim, ki talno ogrevanje ponujajo »na metre«.