Η αναγκαιότητα της επιλογής της ενδοτοίχειας θέρμανσης συγκριτικά με άλλου τύπου εγκαταστάσεις

Του κ. Μιχάλη Γρ. Βραχόπουλου*

Υπάρχουν πολλοί τρόποι θέρμανσης που εφαρμόζονται στα κτίρια, και αυτοί οι τρόποι μπορούν να κατανεμηθούν σε τρεις κατηγορίες:

  1. Θέρμανση μέσω μεγάλων επιφανειών εκπομπής, όπου χρησιμοποιούνται οι επιφάνειες των δομικών στοιχείων, και σε αυτή την κατηγορία κατατάσσονται η ενδοδαπέδια θέρμανση και η εντός ή επί του τοίχου θέρμανση (η περίπτωση επί της οροφής δεν συνίσταται για την περίπτωση της θέρμανσης).
  2. Θέρμανση ακτινοβολίας και φυσικής κυκλοφορίας (γνωστή με τη χρήση των θερμαντικών σωμάτων ακτινοβολίας και ροής αέρα μέσω της φυσικής κυκλοφορίας).
  3. Θέρμανσης μέσω εναλλακτών βεβιασμένης κυκλοφορίας, όπου η ροή του αέρα εντός του θερμαινόμενου χώρου δημιουργείται με μηχανικό τρόπο, δηλαδή μέσω ανεμιστήρα (στοιχεία με ανεμιστήρα).

Όλες οι κατηγορίες έχουν κάποια ειδικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται κυρίως με το επίπεδο της θερμοκρασίας του μέσου το οποίο θερμαίνει το χώρο.

Λόγω προστασίας του περιβάλλοντος και αποτροπής  εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μέσω της αντικατάστασης των παραδοσιακών καυσίμων (του άνθρακα, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου), η τάση για τις εγκαταστάσεις θέρμανσης είναι να επιτυγχάνεται όσο το δυνατόν μικρότερη θερμοκρασία της πηγής που παρέχει τη θερμότητα στον προς θέρμανση χώρο. Παράλληλα, λόγω της χρήσης κατά το δυνατό λιγότερων και περιβαλλοντικά οικονομικότερων υλικών, οδηγείται η παραγωγή σε συστήματα μικρότερου ενεργειακού κόστους, τόσο από άποψη υλικών όσο και από άποψη καθημερινής λειτουργίας.

Από τα παραπάνω συνάγεται το συμπέρασμα ότι τα συστήματα ακτινοβολίας και φυσικής κυκλοφορίας χάνουν συνεχώς έδαφος και θα περιοριστεί κατά το προσεχές διάστημα η χρήση τους. Παράλληλα, από τις εγκαταστάσεις των συστημάτων με σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες παρουσιάζουν προοπτικές η περίπτωση των στοιχείων με βεβιασμένη κυκλοφορία και η περίπτωση των εντός του τοίχου συστημάτων.

Τα εντός του τοίχου συστήματα προτιμώνται έναντι των εντός του δαπέδου συστημάτων, διότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλες τις εποχές, καθώς μπορούν να αντιμετωπίσουν και ανάγκες δροσισμού (υπό τη συνθήκη ότι δεν υφίστανται λανθάνοντα φορτία), ενώ τα εντός του δαπέδου συστήματα δημιουργούν επικίνδυνα ανθυγιεινές συνθήκες.

Σε σχέση με τα στοιχεία με ανεμιστήρα, το πρόβλημα είναι αφενός η συνεχής ανάγκη για κίνηση ανεμιστήρων σε αυτά και αφετέρου το πρόβλημα του θορύβου που παρουσιάζουν, ειδικά μετά από κάποιο χρόνο χρήσης, γεγονός που σε περιπτώσεις οικιακής χρήσης ή όπου απαιτείται ησυχία λειτουργεί αποτρεπτικά.

Η βέλτιστη περίπτωση είναι η χρήση συστημάτων εντός του τοίχου με μικρή υποστήριξη κατά την περίοδο του θέρους από στοιχεία αφύγρανσης με ανεμιστήρες.

Ενδοδαπέδια ή εντοιχισμένη θέρμανση

Στην περίπτωση των μεγάλων επιφανειών, η θερμοκρασιακή απαίτηση του μέσου για τη θέρμανση του χώρου είναι μικρή. Λ.χ. για την ενδοδαπέδια ή την εντοιχισμένη (ή επίτοιχη) θέρμανση αρκεί θερμοκρασία ρευστού 30-35°C ή και μικρότερη, εφόσον πρόκειται για συνεχή θέρμανση η οποία λειτουργεί όλη την περίοδο θέρμανσης.

Εάν η θέρμανση είναι περιοδική, τότε για την κάλυψη των θερμικών αναγκών απαιτούνται οι υψηλότερες θερμοκρασίες (35οC), ειδικά όταν η εγκατάσταση είναι τοποθετημένη εντός του δομικού στοιχείου. Αυτό συμβαίνει τόσο στην ενδοδαπέδια θέρμανση όσο και στην εντοιχισμένη (όταν η τελευταία τοποθετηθεί εντός του σοβά του τοίχου).

Γενικά, για τις περιπτώσεις ανάγκης θέρμανσης σε περιόδους κατά την διάρκεια της ημέρας, λ.χ. οκτώ, δέκα, δώδεκα ή και δεκαέξι ώρες το εικοσιτετράωρο, η εντός του δαπέδου θέρμανση είναι αρκετά ασύμφορη έναντι των θερμάνσεων άλλου τύπου, λόγω του χρόνου που απαιτείται για τη θέρμανση των υλικών του δαπέδου.

Αντίστοιχο πρόβλημα παρουσιάζεται και σε μερικούς τύπους από τα εντός του τοίχου συστήματα: Όσα τοποθετούνται με μεγάλο πάχος επιστρώματος προς το εσωτερικό του κτιρίου (το χώρο), απαιτείται να τον θερμάνουν όπως και στο ενδοδαπέδιο σύστημα.

Αντίθετα, τα συστήματα με έτοιμα χωρίσματα, που χρησιμοποιούνται ευρύτατα για περιπτώσεις γραφείων αλλά και για οικιστική χρήση, όπου το πάχος και η μάζα του υλικού αυτού είναι περιορισμένη, λειτουργούν με τη βέλτιστη εξοικονόμηση ενέργειας.

Ένα άλλο θέμα που προκύπτει από τα συστήματα αυτά είναι ότι εάν τοποθετηθούν στους εξωτερικούς τοίχους ή σε δάπεδο που βρίσκεται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, απαιτείται ιδιαίτερα υψηλή μόνωση, λόγω της μεγάλης (περίπου διπλάσιας) θερμοκρασιακής διαφοράς.

Κατά τη σύγκριση μεταξύ των δύο συστημάτων με πολύ χαμηλή θερμοκρασία σημειώνεται ότι:

Το ενδοδαπέδιο σύστημα:

  1. Έχει όρια στις αναπτυσσόμενες θερμοκρασίες της επιφανείας του δαπέδου (πρέπει να είναι μικρότερη των 28,7 °C) για λόγους υγιεινής του χώρου.
  2. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δροσισμό του χώρου, για λόγους υγιεινής.
  3. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις περιοδικής θέρμανσης.
  4. Προκαλεί κίνηση της σκόνης (ειδικά της ελαφράς αστικής) εντός του κλιματιζόμενου χώρου, κάτι που είναι ανθυγιεινό.

Τα συστήματα εντός ή επί του τοίχου:

  1. Μπορούν να αναπτύξουν όποια θερμοκρασία είναι ικανή για τη θέρμανση του χώρου.
  2. Μπορούν να λειτουργήσουν και για μερικό δροσισμό (όταν δεν υπάρχουν μεγάλα φορτία αφύγρανσης). Στην περίπτωση αυτή μπορούν να λειτουργήσουν συνδυαστικά με αφυγραντήρες αλλά με όριο χαμηλότερης θερμοκρασίας περίπου στους 21οC, που αποτελεί και το σημείο δρόσου του χώρου.
  3. Όταν είναι διαμορφωμένα με ειδικό σύστημα αποχέτευσης (έτοιμα χωρίσματα με δυνατότητα αφύγρανσης), μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως μοναδικός τρόπος θερινού κλιματισμού.

Ενεργειακή και οικονομική αποτίμηση

Από την παραπάνω ανάλυση προκύπτει ότι το κάθε σύστημα αναπτύσσει κάποιες δυνατότητες οι οποίες παράλληλα αποτιμώνται και ενεργειακά – οικονομικά.

Το εντός του τοίχου σύστημα, αναλόγως του τύπου του, μπορεί να έχει από μεσαία έως καθόλου χρονική καθυστέρηση. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα μηδενική έως ελάχιστα αποθηκευμένη θερμότητα.

Επιπλέον:

  • Το εντός του τοίχου σύστημα έχει από την μισή έως περίπου καθόλου θερμική μάζα ανά μονάδα επιφανείας. Τούτο συνεπάγεται μισή έως περίπου μηδενική αποθήκευση θερμότητας και, βεβαίως, ήμισυ έως μηδενικό χρόνο θερμικής υστέρησης.
  • Η απόδοση του εντός του δαπέδου συστήματος δεν μπορεί να υπερβεί τα 95W/m2, σε αντίθεση με το εντός του τοίχου σύστημα, που δεν έχει κανέναν περιορισμό ως προς το μέγιστο.
  • Η ανταπόκριση των εντός του δαπέδου συστημάτων είναι τουλάχιστον διπλάσιου χρόνου από τα εντός του τοίχου συστήματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ακριβέστερη και ποιοτικά καλύτερη ρύθμιση των επιτυγχανομένων θερμοκρασιών κατά τη λειτουργία των εγκαταστάσεων, οικονομικότερη λειτουργία και καλύτερη ποιότητα περιβάλλοντος.
  • Για την κάλυψη αναγκών θερινού κλιματισμού σε κτίρια με χρήση συστημάτων εντός του δαπέδου απαιτείται πλήρης εγκατάσταση ανεξάρτητου συστήματος θερινού κλιματισμού. Σε αντίθεση με αυτό, για τα εντός του τοίχου συστήματα μπορεί να απαιτηθεί μόνο μικρής έκτασης σύστημα αφύγρανσης. Σημειώνεται ότι η ψυκτική απόδοση των εντός του τοίχου συστημάτων ανέρχεται σε 50W/m2, ενώ στα συστήματα με δίκτυο αποχέτευσης στα 130W/m2.

Σημειώνεται επίσης ότι η εγκατάσταση των εντός του τοίχου συστημάτων είναι ιδιαίτερα οικονομικότερη από την αντίστοιχη αυτών εντός του δαπέδου, από άποψη κόστους κατασκευής.

Επίσης, συγκριτικά με τις εγκαταστάσεις με στοιχεία κλιματισμού με ανεμιστήρα, οι εγκαταστάσεις των εντός του τοίχου συστημάτων είναι κατά πολύ οικονομικότερες και αποδοτικότερες.

Η μετάδοση θερμότητας στα συστήματα με μεγάλη επιφάνεια εκπομπής και χαμηλής θερμοκρασίας γίνεται και πάλι με ακτινοβολία, λόγω της μεγάλης επιφάνειας που περιβάλλει τον χώρο. Έτσι, τόσο στα συστήματα εντός του τοίχου (κατ’ αρχάς) όσο και σε αυτά εντός του δαπέδου, οι συνθήκες άνεσης για το χειμώνα υποβιβάζονται, σε σύγκριση με τα κλασικά συστήματα υψηλών θερμοκρασιών αλλά και με αυτά που διαθέτουν στοιχεία με ανεμιστήρα.

Στον πίνακα 1 σημειώνονται ενδεικτικές τιμές θερμοκρασίας χώρων για το χειμώνα, ενώ στον πίνακα 2 αντίστοιχες τιμές για το καλοκαίρι.

Πίνακας 1: Ενδεικτικές τιμές θερμοκρασίας χώρων για το χειμώνα.

Πίνακας 2: Ενδεικτικές τιμές θερμοκρασίας χώρων για το θέρος.

*Ο κ. Μιχάλης Γρ. Βραχόπουλος είναι διδάκτορας μηχανολόγος μηχανικός ΕΜΠ και καθηγητής στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών σε θέματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και διευθυντής του Εργαστηρίου Ενεργειακών και Περιβαλλοντικών Ερευνών.

 

Ελέγξτε επίσης

ΕΥΑΘ Α.Ε.: Μέχρι τον Άγιο Αθανάσιο το δίκτυο αποχέτευσης

Η Εταιρεία Ύδρευσης και Αποχέτευσης Θεσσαλονίκης (ΕΥΑΘ Α.Ε.) αναλαμβάνει το κεντρικό δίκτυο αποχέτευσης της τοπικής …

Τα Περιοδικά μας