Krok I – Komfort cieplny w okresie grzewczym

Komfort cieplny jest odczuciem subiektywnym i określa zadowolenie użytkownika z mikroklimatu wnętrza pomieszczeń, w których przebywa. Znajomość podstawowych zależności pozwala na wybór sposobu ogrzewania odpowiedni dla własnych potrzeb, odczuć i możliwości. Sposób ogrzewania pomieszczeń powinien zapewnić nie tyle utrzymanie określonej temperatury, co zapewnić uzyskanie optymalnego komfortu cieplnego, na który poza temperaturą i jej rozkładem, składa się wilgotność powietrza, jego ruch oraz udział promieniowania cieplnego w otoczeniu użytkownika.

Temperatura

W zakresie komfortu cieplnego optymalna temperatura w pomieszczeniach mieszkalnych mieści się w przedziale 23 – 26ºC w okresie letnim i 20 – 22ºC w okresie grzewczym. Chociaż przy dzisiejszych standardach ocieplenia i wynikających z tego niewielkich stratach ciepła maleją różnice we właściwościach różnych sposobów ogrzewania, to rozkład temperatur przy podłogówce zawsze jest najbliższy idealnemu.

Ogrzewanie pomieszczeń daje tym wyższy komfort cieplny, im mniejsza jest różnica temperatur między poszczególnymi przegrodami budowlanymi – ścianami, sufitem, podłogą, a ich średnia wartość, z uwzględnieniem powierzchni, niewiele odbiega od temperatury wewnątrz pomieszczenia.

Ogrzewania płaszczyznowe mają niższą temperaturę od naszego ciała, stąd nas nie ogrzewają ale dają komfortowe otoczenie dla zmniejszenia emisji ciepła z naszego ciała. Powyższe należy postrzegać w kontekście ciepła metabolizmu (przemiany materii), które powinniśmy przekazywać do otoczenia w takiej ilości i sposobie, aby zachować stałą, wewnętrzną temperaturę naszego organizmu.

Wilgotność powietrza

Przeglądając zapisy w PN-B-03430 ze zmianami Az3:2000, PN-EN 13779:2008 oraz PN-EN ISO 6946, wilgotność względna powietrza w okresie grzewczym przy temperaturze 21-22°C, powinna mieścić się w przedziale 35% – 55% (preferowana 45%). Jest ona również najbardziej odpowiednia dla naturalnego produktu jakim jest drewno. Warto wiedzieć, że para wodna absorbuje energię z IR i im więcej jej w powietrzu tym efektywniejsze działanie podłogówki. Ponadto, przy wyższej wilgotności powietrza i niewielkim jego ruchu, minimalizujemy ilość ciepła oddawanego z tytułu parowania. W efekcie, utrzymując preferowaną wilgotność względną 45%, możemy delikatnie obniżyć temperaturę otoczenia, bez obawy o zmianę komfortu w odczuwaniu ciepła.

W przypadku braku kontroli nawilżania powietrza, jego wilgotność w okresie mrozów może spaść do kilkunastu procent. W efekcie, dla utrzymania komfortu cieplnego, zmuszeni jesteśmy do podniesienia temperatury w pomieszczeniach z przełożeniem na wyższą temperaturę podłogi. Taka sytuacja niekorzystnie wpływa na jakość posadzek drewnianych.

Ruch powietrza nie służy jakości komfortu cieplnego w okresie grzewczym. Przy podłogówce ruch powietrza jest na tyle mały < 0.15m/s, że nie unosi kurzu, przez co mamy go więcej na podłodze, ale dzięki czemu znacznie mniej go wdychamy.

Komfort ciepła dotyku związany jest z odczuciem chłodu przy bezpośrednim kontakcie stopy z posadzką. Należy wiedzieć, że powierzchnia stopy ludzkiej to 2,3% powierzchni całej skóry, natomiast oddawanie ciepła może być 15 razy większe względem innych części ludzkiego ciała. Według dostępnych źródeł, każdy rodzaj posadzki ma pewien przedział temperatury optymalnej, dający komfort ciepła dotyku. Poniżej dane liczbowe.

Jak to wygląda w kontekście zmian w zapotrzebowaniu na ciepło związane z ogrzewaniem budynków?

Powyższe źródła w odniesieniu do właściwości obecnie projektowanych budynków, wskazują posadzkę z drewna jako najbardziej odpowiednią do pomieszczeń mieszkalnych, gdzie zarówno w okresie grzewczym, jak i poza nim, temperatura jej powierzchni mieści się zakresie komfortu cieplnego. Natomiast temperatura komfortowa posadzek ceramicznych i kamiennych jest poza zakresem temperatury podłóg ogrzewanych dzisiejszych budynków, co dla większości użytkowników może tworzyć pewien dyskomfort.

Poniżej rzeczywisty – termograficzny obraz przedstawionych powyżej zależności.

Okres grzewczy. Obraz temperatury stóp z aktywną cieplnie posadzką grzewczą z terakoty (po lewej) i z aktywną cieplnie posadzką grzewczą z drewna dębowego grubości 22mm (po prawej). Średnia temperatura powierzchni posadzki ≈ 24,2°C.

Różnica temperatur stóp około 3°C.

.

Okres poza grzewczy. Obraz temperatury stóp posadzką z terakoty (po lewej) i posadzką z drewna dębowego grubości 22mm (po prawej). Średnia temperatura powierzchni posadzki – 16,2°C.

Różnica temperatur stóp około 5°C.

.

Okres poza grzewczy. Obraz temperatury stóp w kontakcie z posadzką z drewna dębowego, przyklejoną do podkładu betonowego. Po lewej stopa na posadzce dębowej grubości 22 mm, p po prawej stopa na posadzce dębowej grubości 10 mm. Różnica temperatur około 2°C.

.

Dla bliższego określenia właściwości posadzek służy współczynnik komfortu dotyku (b), który w/w właściwość określa w formie liczbowej.

Z opublikowanych badań dotyczących ciepłochłonności posadzek wynika, że dla zapewnienia komfortu cieplnego, posadzka drewniana, przyklejona do podkładu betonowego lub anhydrytowego, powinna mieć grubość :

16mm – 18mm – sosna, jodła, modrzew,

18mm – 20mm – dąb, buk, grab, akacja.

Podsumowując; odpowiednio dobrane posadzki z drewna na podkładach grzewczych, potrafią zaspokoić potrzeby użytkownika w zakresie komfortu cieplnego, w każdym okresie ich użytkowania. Istotą doboru posadzki jest znalezienie wspólnego mianownika dla komfortu cieplnego i przenikalności cieplnej z uwzględnieniem prostej zależności, że lepsze parametry posadzki w przewodzeniu – przenikaniu ciepła, wiążą się z niższym komfortem ciepła dotyku i odwrotnie.