Šildomos grindys

Dalinai tokią padėtį galima pateisinti tuo, kad šio tipo šildymas atkeliavo į Lietuvą kartu su naujomis vakarietiškomis šildymo technologijomis. Jei šios technologijos būtų buvę diegiamos vykdant visus reikalavimus, turbūt ir problemų sulauktumėme mažiau. Šildant patalpas grindų skleidžiama šiluma pasiekiamos labai geros komforto sąlygos - kojos šyla, o galva neperkaista, tačiau tai yra vienas brangiausių šildymo būdų pagal įrengimo kainą. Ėmus "specialistams" Lietuvoje tobulinti ir piginti šį šildymo būdą, tokio tobulinimo ir atpiginimo rezultatų ilgai laukti nereikėjo. Pradėjo atsirasti anksčiau išvardintos problemos

Galbūt, formuojant supratimą apie grindų šildymą, padės keletas teorinių ir praktinių  patarimų, paremtų nurodymais, besikartojančiais įvairiose metodikose, ir bendrosiomis šiluminės technikos nuostatomis.

Reikėtų atskirti dvi sąvokas: grindų šildymas ir grindinis šildymas. Grindų šildymas, užsienyje dar vadinamas "komfortinėmis grindimis". Pačios grindys šildomos tik tiek, kad jos būtų maloniai šiltos. Šiuo atveju į patalpą patenkančios šilumos kiekis minimalus. Grindinis šildymas - kai grindys įšyla tiek, kad gali sušildyti ir patalpos orą, tai yra atlikti patalpų šildymo funkciją. Literatūroje lietuvių kalba daugiausia naudojama sąvoka grindų šildymas, o kalbama apie grindinį šildymą. Šiai naudojamai formai pritaria ir kalbininkai. Bet juk nesistebime išgirdę: radiatorinis, panelinis, centrinis, orinis šildymas. Toliau naudosime abi sąvokas: grindų ir grindinis šildymas. Kadangi praktikoje dominuoja grindinis šildymas, jam ir skirsime daugiausia dėmesio. Grindų šildymui reikalavimai praktiškai nesiskiria nuo keliamų grindiniam šildymui, tad visa tai ką rasite straipsnyje tiks ir grindų šildymui.

Sušildyti grindų konstrukciją galima keliais būdais: elektriniais kabeliais, grindyse esančiais kanalais pučiant šiltą orą, grindyse įmontuotais vamzdeliais, kuriais cirkuliuoja šiltas vanduo. Plačiausią pritaikymą įgavo šildymas elektra ir vandeniu. Vis tik sudėtingiau įrengti vandeniu šildomas grindis, todėl joms ir skirsime pagrindinį dėmesį.

Šiltas vanduo, tekėdamas grindyse esančiais vamzdeliais, sušildo betono masę, supančią vamzdelį. Betonas, pasižymėdamas geru šilumos laidumu ir didele šilumos akumuliacija, užtikrina, kad grindų paviršius šils vienodai. Šiltas grindų paviršius sušildo patalpos orą. Šiltas oras, kildamas nuo grindų paviršiaus, maišosi su patalpos oru ir palaipsniui vėsta. Dėl to patalpoje gaunamas nedidelis temperatūrų perkrytis pagal patalpos aukštį, kuris beveik atitinka teorinę idealaus temperatūrinio komforto sąvoką.

Paminėtas temperatūrų pasiskirstymas patalpoje pasiekiamas, kai teisingai atlikti šiluminiai-techniniai skaičiavimai, o darbai atlikti laikantis skaičiavimo rezultatų ir darbų vykdymo technologijos. Pagrindinis šiluminio-techninio skaičiavimo tikslas yra nustatyti vandens, tekančio vamzdeliais, temperatūrą ir horizontalų atstumą tarp grindų konstrukcijoje išdėstytų vamzdelių. Tai du pagrindiniai parametrai, apsprendžiantys grindų paviršiaus temperatūrą ir grindų įšilimo tolygumą. Vandens temperatūra vamzdeliuose gali svyruoti 35-55°C ribose, atstumas tarp vamzdelių - 10-30 cm. ribose. Reikia žinoti, kad prie didelių įstiklintų paviršių (langų, vitrinų ir pan.) vamzdelius grindyse būtina montuoti tankiau. Tai daroma grindų ruože, kurio plotis 1 m. Tokiu būdu išvengiama šalto oro srovių, krintančių nuo įstiklintų paviršių, įtakos visam patalpos temperatūrų pasiskirstymui. Neįrengus tokio ruožo, galimi nemalonūs pojūčiai, jausis šalto oro srovės prie grindų.

Betonas, kuriuo užpilami vamzdeliai, turi sudaryti tam tikro storio sluoksnį. Jei sluoksnis bus per plonas, vamzdelių paklojimo vietose betonas perkais: susidarys "karšti" ruožai grindų paviršiuje. Jei betono sluoksnis per storas - daug šilumos akumuliuos betono masė, didės energijos sąnaudos, bus sudėtinga valdyti grindų darbo temperatūrinį režimą. Praktikoje nustatyta, kad optimalus betono sluoksnis sudaro 6,5 cm. Šiuo atveju betono storis virš vamzdelio - apie 4,5 cm. Į betono masę, prieš jį liejant, dedami plastifikuojantys priedai. Plastifikatorių paskirtis: padaryti betoną vienalyčiu, pašalinant oro burbuliukus ir sumažinti skilinėjimo tikimybę.

Kaip minėjome, įšilusi betono masė sušildo patalpos orą, tačiau dalis šilumos gali patekti į apačioje esančią patalpą. Tai daugeliu atvejų yra nepageidautina, todėl grindų konstrukcijoje tarp perdangos ir betono sluoksnio klojama šilumos izoliacija. Ypač svarbu parinkti teisingą izoliacijos storį, kad būtų sumažintas šilumos perdavimas į apačioje esančias patalpas arba gruntą. Grindyse tarp patalpų, kurių oro temperatūros yra vienodos, įrengiamos šilumos izoliacijos storį siūloma priimti 3,2-3,5 cm, jei naudojamas polistirolas. Jei tarp patalpų oro temperatūrų skirtumas 5°C, izoliacijos storis skaičiuojamas priimant, kad šilumos izoliacijos reikalaujama šiluminė varža turi būti ne mažesnė 1,25 m²K/W, jei skirtumas 10°C - ne mažesnė 2,62 m²K/W. Gali būti, kad šildomos grindys montuojamos ant grunto, tuomet izoliacijos sluoksnio šilumos varža turi būti ne mažesnė 2,86 m²K/W. Šis storis taip pat turi būti naudojamas, kai temperatūrų skirtumas tarp patalpų viršija 10°C.

Dažnai, net ir teisingai atlikus skaičiavimus ir kruopščiai įrengus šildomas grindis, neįvertinamas betono tūrio plėtimasis. Betonas šildomas plečiasi, todėl atsiranda vidiniai įtempimai. Taip pat besiplečiantis betonas remiasi į patalpų sienas, o tai jau pavojinga! Siekiant išvengti neigiamo besiplečiančio betono poveikio, būtina įrengti temperatūrines siūles. Jos  pirmiausia įrengiamos visu patalpos perimetru ir durų angose. Temperatūrinių siūlių įrengimui gali būti naudojamos įvairios izoliacinės medžiagos, kurios yra elastingos ir turi grįžtamąją deformaciją. Dažniausiai naudojamos pūsto polietileno juostos, kurių storis apie 1 cm. Kad pilant betoną ant šilumos izoliacijos, betonas patalpos perimetru nepatektų po izoliacija, būtina temperatūrinės siūlės ir izoliacijos sujungimo vietą uždengti polietilenine plėvele. Didesnė problema yra temperatūrinių siūlių įrengimas skersai patalpos. Kadangi Lietuvoje neturime normatyvų, reglamentuojančių temperatūrinių siūlių įrengimą, netgi didelę patirtį turintys specialistai ne visuomet žino kur ir kaip reikia įrengti temperatūrines siūles. Norime paminėti keletą užsienio valstybių normatyviniuose dokumentuose keliamų pagrindinių reikalavimų grindimis šildomų patalpų plotų suskaidymui temperatūrinėmis siūlėmis. Šildomų grindų plotas be skersinės temperatūrinės siūlės negali būti didesnis kaip 30 m². Jei vienas patalpos matmenų yra didesnis kaip 8 m, taip pat reikia įrengti temperatūrinę siūlę. Temperatūrinė siūlė skersai patalpos taip pat įrengiama, kai patalpos ilgio ir pločio santykis didesnis už 2:1. Yra ir daugiau sąlygų, apsprendžiančių temperatūrinės siūlės įrengimo būtinumą.

Šildomų grindų viršutinis sluoksnis taip pat turi įtakos šildymo efektui. Viena pagrindinių sąlygų yra ta, kad jei skersai patalpos yra įrengta viena ar keletas temperatūrinių siūlių, jų vieta ir forma turi būti atkartotos ir grindų dangoje. Priešingu atveju, judant betono masyvams, temperatūrinių siūlių vietoje gali atsirasti grindų dangos įtrūkimų.

Praktiškai grindų dangai galima naudoti visas medžiagas, kurioms dangos gamintojas suteikia specialų ženklą nurodantį, kad danga tinkama taikyti šildomoms grindims. Lygiai, kaip šildomų grindų konstrukcijos apačioje įrengta šilumos izoliacija sumažina šilumos perdavimą žemyn, viršuje konstrukcijos esanti grindų danga taip pat gali įtakoti į šilumos atidavimo patalpai intensyvumą. Tai reikia įvertinti jau atliekant šiluminį-techninį šildomų grindų skaičiavimą. Geriausiai šilumą praleidžia didelį tankį turinčios dangos medžiagos: plytelės, marmuras, akmuo. Šilumos atidavimą mažina įvairios kiliminės dangos. Atskira tema yra medinė grindų danga. Tai yra pats sudėtingiausiais būdas padengti šildomas grindis ir tuo pačiu brangiausias. Didžiausios problemos atsiranda tuomet, kai džiūstant medienai susidaro plyšiai. Bandymas įrengti "plaukiojančias" grindis daugeliu atvejų taip pat neduoda laukiamo efekto. Taisyklingai įrengiant medines grindis, apačioje turėtų būti naudojami tvirtos ir storos faneros lakštai. Galvojame, kad šiame straipsnyje nebūtina aprašinėti visos medinės dangos šildomoms grindims įrengimo technologijos, nes tai domina tik nedaugelį.

Straipsnio pradžioje jau minėjome, kad atliekant šildomų grindų šiluminius-techninius skaičiavimus nustatome eilę parametrų, tame tarpe vamzdžiais cirkuliuojančio vandens temperatūrą. Jeigu grindimis šildoma tik dalis pastate esančių patalpų, o kitos šildomos įprastu būdu - radiatoriais, būtina, kad šildymo sistemoje cirkuliuotų dviejų temperatūrų vanduo. Šią sąlyga būtina užtikrinti, net ir tuomet, kai kalbame apie buto šildymą, kada šildomos grindys įrengiamos tik vonios patalpoje ir virtuvėje. Daug paprasčiau sprendžiama, kai visame pastate įrengiamas tik grindinis šildymas, bet praktikoje tai yra reti atvejai. Ekonomiški šildymo katilai, kaip taisyklė, dirba valdomi reguliatorių, reaguojančių į lauko oro temperatūros pokyčius. Priklausomai nuo lauko oro temperatūros pokyčių keičiasi ir tiekiamo į šildymo sistemą vandens temperatūra, kuri šalčiausiu šildymo periodo metu gali siekti 90-95°C, kai tuo tarpu paduodamo į šildomas grindis vandens temperatūra neturėtų viršyti 55°C. Atsiranda būtinumas turėti galimybę ruošti atitinkamos temperatūros vandenį šildomoms grindims. Tam  būtina sumontuoti trijų arba keturių eigų maišytuvą ant vamzdyno į šildomas grindis. Maišytuvo paskirtis yra iš šildomų grindų grįžtantį vandenį tam tikru santykiu sumaišyti su paduodamu į grindų šildymo sistemą vandeniu ir gauti reikiamos temperatūros vandenį. Sumaišymo santykis kiekvienu atveju priklauso nuo temperatūrų skirtumo. Maišytuvo valdymui sumontuojama elektrinė pavara, kuri signalus gauna iš reguliatoriaus. Tai klasikinis valdymo būdas, leidžiantis pakankamai efektyviai ir tiksliai palaikyti paduodamo į šildomas grindis vandens temperatūrą.

Dažnai šildomų grindų plotas yra nedidelis - virtuvė, vonios kambarys, holas ir pan. Šiuo atveju galima naudoti kitą metodą šildomų grindų vandens temperatūros reguliavimui. Tam tikslui naudojamas specialus ventilis apribojantis grįžtamo vandens temperatūrą.

Ventilis montuojamas ant grįžtamojo vamzdyno ir automatiškai reguliuoja vamzdeliuose cirkuliuojančio vandens kiekį, tuo užsitikrindamas užduotos grįžtamojo vandens temperatūros palaikymą. Tai labai paprastas sprendimas nereikalaujantis jokios papildomos automatikos pajungimo, nenaudoja elektros srovės, garantuoja pakankamą vamzdeliuose cirkuliuojančio vandens užduotos temperatūros palaikymo tikslumą.

Grįžkime prie didesnių šildomų grindų plotų. Anksčiau aprašėme, kaip išlaikoma reikalinga vandens temperatūra. Galime teigti, kad dėl kažkokių priežasčių mūsų naudojama automatika suges ir į grindų šildymo kontūrą pradės tekėti aukštos temperatūros vanduo. To pasekoje, ne tik jausime didžiulį diskomfortą vaikščiodami labai įkaitusiomis grindimis, bet ir galime sulaukti problemų dėl betono temperatūrinio plėtimosi. Norint to išvengti būtina įrengti automatinį tiekiamo į šildomas grindis šilumnešio temperatūros ribotuvą. Patartina avarinį ribotuvą nustatyti 60°C temperatūrai. Pasiekus tokią temperatūrą, jis automatiškai nutrauks vandens cirkuliavimą grindyse sumontuotose vamzdeliuose, kol nebus pašalintas įvykęs gedimas.

Jau išsiaiškinome, kokia turi būti šildomų grindų konstrukcija, kaip reguliuoti vandens temperatūrą. Tačiau norint palaikyti patalpoje norimą oro temperatūrą, būtina reguliuoti šildomų grindų atiduodamos į patalpą šilumos srauto dydį. Tam tikslui ant vidinės sienos maždaug 1,5 m aukštyje montuojamas kambario temperatūros reguliatorius. Juo nustatoma norima patalpos oro temperatūra. Šis reguliatorius ne tik matuoja oro temperatūrą, bet ir reguliuoja šilumos kiekį patenkantį į šildomų grindų vamzdyną. Tam tikslui ant vamzdelių atšakos į patalpą montuojamas ventilis, kuriuo šilumos pralaidumą ir reguliuoja kambario temperatūros reguliatorius. Galima naudoti programuojamą kambario temperatūros reguliatorių. Jo pagalba galime užprogramuoti temperatūros pokyčius ne tik paros bėgyje bet ir visos savaitės bėgyje. Patartina pažeminti patalpos temperatūrą, jei būnate darbe ar išvykstate savaitgaliui.

Supažindinome su visais šildomų grindų elementais, tačiau juos visus reikia sumontuoti, nes tik gerai įvykdžius montavimo darbus galima tikėtis efektyvaus šildymo. Jei pradėjus eksploatuoti šildomas grindis iškyla problemų, dažniausiai susijusių su montavimo klaidomis, jas pataisyti yra labai keblu, nes jau paklota grindų danga, o vamzdeliai užlieti betonu. O svarbiausia yra tai, kas turėtų mokėti už darbus, ar tie kurie klojo dangą, ar tie kurie betonavo, ar tie kurie klojo vamzdelius. Todėl galvojame, kad toliau išdėstyti reikalavimai turi būti žinotini visiems dalyvaujantiems šildomų grindų montavime, tiek statybininkams, tiek santechnikams. UAB "Gilius ir Ko" kartu su UAB "Statybų sandoriai" paruošė nurodymus, kuriuose mūsų manymu sudėti visi pagrindiniai reikalavimai šildomų grindų montavimui ir paleidimui į eksploataciją. Nurodymai pateikti toliau lentelių forma. Galvojame, kad tikslinga apie kai kurias montavimo eigos detales pakalbėti smulkiau.

   Pirmasis šildomų grindų elementas - šilumos izoliacija. Šiuo metu plačiausią pritaikymą įgavo polistirolas. Kiek rečiau, dėl sąlyginai didelės kainos yra naudojama akmens vata. Šilumos izoliacija montuojama atskirais lakštais. Lakštų sujungimo vietas būtina sandariai uždengti, kad betonas per plyšius nepatektų po izoliacija ir į lakštų sujungimus. Kadangi šildomoms grindims naudojamas didelis vamzdžio kiekis, jis turi būti sutalpintas tolygiai visu grindų plotu (išskyrus 1 m zoną prie sienų su dideliais įstiklintais paviršiais), tam būtina fiksuoti vamzdžio padėtį. Tam naudojama keletas vamzdžio tvirtinimo būdų. Du iš jų, jau užleidžiantys savo pozicijas progresyvesniam tvirtinimo būdui, tai vamzdžio tvirtinimas prie izoliacijos smeigių pagalba arba vamzdžio pririšimas prie armatūros tinklo, klojamo ant izoliacijos. Tačiau greitas ir patikimas montavimo būdas yra, kai naudojama speciali šilumos izoliacija, tuo pačiu atliekanti montavimo plokštės funkciją. Šis montavimo būdas ypač populiarus tarp montuotojų, norinčių tik kokybiškai dirbti. Plokštė ypatinga tuo, kad turi specialios formos į viršų nukreiptus išsikišimus, kurie ir atlieka vamzdžių fiksatoriaus funkciją. Belieka tik įstatyti vamzdį į fiksatorių ir darbas baigtas. Pati izoliacinė medžiaga iš viršaus padengta drėgmės nepraleidžiančia plėvele, o plokštės figūriniai kraštai leidžia sandariai sujungti plokštes tarpusavyje. Plokštės apačioje esantys nedideli iškilimai neleidžia plokštei visu plotu liestis su perdanga, tokiu būdu plokštė dar atlieka ir triukšmo izoliacijos funkciją. Praktikoje įsitikinome, kad montavimui naudojant šias plokštes, geriausiai tinka 18 mm skersmens daugiasluoksnis vamzdis, kuris pagaliau leido išspręsti daug metų Vakarų Europoje vykusią diskusiją kokio skersmens vamzdį geriausia naudoti šildomoms grindims - 17mm ar 20 mm.

Kitas etapas - temperatūrinės siūlės. Ypač didelė problema praktikoje pasirodė skersai patalpos montuojama siūlė. Gal būt svarbu ne pačios siūlės montavimas, kurį rasite metodikos lentelėse, o siūlės išsaugojimas betonavimo metu. Patartina siūlę pradžioje sutvirtinti rankiniu būdu dedant betoną iš abiejų pusių ir tik po to pradėti betonuoti visą grindų plotą. Siūlė turi būti tiesi, o virš betono turi išlįsti siūlės  darymui naudota izoliacinė medžiaga.

Virš betono suklojus pasirinktą dangą, prasideda pats atsakingiausias etapas - sistemos eksploatacijos pradžia. Šio etapo pagrindinis reikalavimas - neskubėti! Šiame etape teko matyti per skubėjimą pridaryto broko - grindys suskilo. Skubėjimas yra suprantamas - norima greičiau priduoti darbą, tačiau tai yra nepateisinama, nes nesilaikoma technologijos. Mūsų paruoštoje metodikoje šis etapas aprašomas ypač detaliai.  Atminkite: šildomos grindys yra paruoštos eksploatacijai tik įvykdžius abu reikalavimų etapus - iškaitinimą ir aušinimą. Tam reikia nemažai laiko ir kantrybės.

Ir tik pradėjus eksploatuoti šildomas grindis išaiškės klaidos, kurios buvo padarytos gal būt projektuojant, o gal būt montuojant, ar įvedant į eksploataciją. Gerai veikiančias šildomas grindis galima charakterizuoti keletu parametrų: visas šildomų grindų plotas šyla tolygiai, nesijaučia "karštų" ruožų tose vietose kur praeina vamzdeliai, grindų paviršiaus temperatūra neviršija 26°C, nėra įtrūkimų grindų paviršiuje.


Informacija statybos darbų vadovui apie vandeniu šildomas grindis

1. Patalpos turi būti apsaugotos nuo lauko oro sąlygų. Sienos turi būti nutinkuotos.

2. Šildomų grindų pagrindas turi būti pakankamai stiprus, lygus ir sausas.

3. Jeigu grindys nelygios, panaudoti savaime išsilyginančius skiedinius. Nenaudoti betono, į kurio sudėtį įeina smėlis arba kitos trupančios medžiagos.

4. Jeigu šildomų grindų pagrindas yra izoliuojamas nuo drėgmės bituminėmis mastikomis ir pan., tai prieš klojant šiluminę izoliaciją, būtina pakloti skiriantįjį sluoksnį iš polietileninės plėvelės.

5. Grindų šiluminė izoliacija gali būti atlikta iš putų polistirolo, akmens vatos ar kitų medžiagų, kurios atitinka šildomoms grindims keliamus reikalavimus.

6. Vamzdžius prieš betonavimą išbandyti ir betonuojant juose palikti darbinį slėgį.

7. Patalpos perimetru einančios kompensacinės juostos plėvelė turi uždengti plyšį tarp juostos ir grindų izoliacijos.

8. Virš grindų paviršiaus išsikišančią kompensacinės juostos dalį nupjauti tik po galutinio grindų įrengimo.

9. Vamzdžiai užbetonuojami smulkiagrūdžiu betonu, kurio storis virš šiluminės izoliacijos turi būti ne mažesnis kaip 65 mm, o virš vamzdžių ne mažesnis kaip 45 mm.

10. Betono slankumo padidinimui būtina naudoti plastifikatorius.

11. Grindų temperatūrinis išsiplėtimas turi būti kompensuojamas ne tik pagal visą patalpos   perimetrą, bet ir įrengiant temperatūrines siūles.

12. Grindyse įrengiamos temperatūrinės siūlės, kai:

 - patalpos plotas didesnis kaip 40 m² (kiliminė danga) ir 30 m² (keraminės plytelės);

 - patalpos kraštinės ilgis viršija 8 m;

 - patalpos kraštinių santykis daugiau kaip 2:1;

 - tose vietose, kur vienos rūšies grindų danga pereina į kitą dangą.

 - ties durų angomis.

13. Ties temperatūrinėmis siūlėmis vamzdis įveriamas į ne mažiau kaip 60 cm ilgio gofruotą plastmasinį šarvą.

14. Betonuojant temperatūra patalpų viduje neturi viršyti 25°C.

15. Prieš klojant grindų dangą, šildomos grindys turi būti iškaitintos.

16. Grindys pradedamos kaitinti ne anksčiau kaip po 21 d. nuo išbetonavimo.

17. Grindys pradedamos šildyti 25°C temperatūros vandeniu. Vandens temperatūra šildymo sistemoje iki projektinės keliama ne daugiau kaip 5°C per parą. Šildymo metu patalpa turi būti vėdinama, tačiau stengiantis išvengti skersvėjų.

18. Maksimali šildomų grindų temperatūra turi būti išlaikoma 4 dienas, arba kol betono sluoksnio drėgnumas bus 2,0-2,5%.

19. Grindys aušinamos atvirkščia kaitinimui tvarka (žr. 17 punktą), sumažinant vandens temperatūrą ne daugiau kaip 5°C per parą.

20. Grindų dangą galima kloti, kai grindų paviršius bus atvėsintas iki maždaug 20°C.

21. Klojant grindų dangą, reikia griežtai laikytis konkrečios dangos gamyklos gamintojos instrukcijų.