با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسکونی در کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم وقابل تامل می باشد. سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد، درمقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در سالهای اخیر، سیستم گرمایشی از کف در کشورهای اروپائی و آمریکا بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی، توزیع یکسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشکلات موجود در سایر روش ها ، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها، گرفتگی و پوسیدگی لوله ها و… می باشد. استفاده از روش گرمایش از کف جهت گرمایش محل سکونت از دیرباز به طرق مختلف انجام می گرفته است. بطوریکه رومی ها زیر کف را کانال کشی کرده و هوای گرم را از آن عبور می دادند و کره ای ها دود حاصل از سوخت را قبل از اینکه از دودکش عبور کند از زیر کف انتقال می دادند. در سال 1940 نیز فردی بنام سام لویت برای این منظور لوله های آب گرم را در زیر کف قرار داد. درکشور ایران نیز درمناطق کوهستانی و سردسیر ازجمله آذربایجان این روش مورد استفاده قرار می گرفته، که بیشترین مورد استفاده آن درحمام ها بود. به طور کلی سه نوع روش گرمایش از کف موجود است: 1-گرمایش با هوای گرم 2-گرمایش با جریان الکتریسیته 3-گرمایش با آب گرم به دلیل اینکه هوا نمی تواند گرمای زیادی را درخود نگاه دارد روش هوای گرم در موارد مسکونی چندان به صرفه نیست و روش الکتریکی نیز فقط زمانی مقرون به صرفه است که قیمت انرژی الکتریکی کم باشد.درمقایسه با دو روش ذکر شده، سیستم گرمایش با آب گرم ( هیدرولیک) مقرون به صرفه تر و خوشایندتر می باشد. بدین خاطر سالهای متوالی در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمایش از کف به عنوان راحت ترین، سالم ترین وطبیعی ترین روش برای گرمایش شناخته شده است. همانطور که افراد دریک روز سرد زمستانی توسط تشعشع خورشید احساس گرما می نمایند دراین روش نیز گرما را بوسیله انتقال حرارت تشعشعی(تابشی) از کف دریافت می کنند و یقیناً احساس آسایش بیشتری خواهند نمود. در این سیستم گرمایشی معمولاً دمای آب گرم موجود در لوله های کف خواب بین 30 تا60 درجه سانتی گراد می باشد که درمقایسه با سایر روشهای موجود، که دمای آب بین 54 تا 71 درجه سانتی گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژی صرفه جوئی می شود. در ساختمان هائی که دارای سقف بلند می باشند استفاده از سیستم گرمایش از کف باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه جوئی در مصرف سوخت می شود، به این خاطر که در سایر روشها (مانند رادیاتور و بخاری) هوای گرم در اثر کاهش چگالی سبک شده و به سمت سقف می رود و اولین جائی را که گرم می کند سقف می باشد (این موضوع به طور واضح درسمت چپ شکل زیر مشخص می باشد). به علت بالا بودن دمای هوا در کنار سقف میزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجای دیگر بیشتر است و این عامل باعث اتلاف مقدار زیادی انرژی می شود. درروش گرمایش از کف ابتدا قسمت پائین که مورد نیاز ساکنین است گرم می شود وهوا با دمای کمتری به سقف می رسد، که این یکی از مزایای اصلی این سیستم می باشد. یکی دیگر از مزایای استفاده از روش گرمایش از کف که امروزه بسیار مورد توجه واقع می شود آسایش و راحتی افراد می باشد، به طوریکه آسایش و راحتی فرد در محل سکونتش بدون اینکه از هر بابت دارای محدودیت باشد فراهم می شود. در نظر بگیرید که بدن شما در یک اتاق بگونه ای گرم شود که شما در هنگام استراحت هیچگونه هوای گرمی را استنشاق نکنید وتنفس شما بسیار ملایم صورت گیرد، این بهترین روش گرم کردن در یک آپارتمان و یا یک منطقه صنعتی است. همه اعضای بدن شما بخصوص پا که بیشترین فاصله را با قلب دارد همیشه گرم خواهد ماند و این برای انسان بسیار مطلوب خواهد بود. همانگونه که قبلاً اشاره شد در گرمایش بوسیله رادیاتور یا بخاری دمای قسمت پائین اتاق سردتر از بالای آن می باشد که این حالت برای کودکان که دارای اندام کوچکی هستند ناخوشایند است، بطوریکه افزایش البسه آنها برای جلوگیری ازبیماری، آزادی کودکانه آنها را محدود می کند. سیستم گرمایش از کف برخلاف رادیاتور که هوای محل سکونت را به دلیل گرمای بیش ازحد خشک می کند،رطوبت را درحد متعادل نگه می دارد. همانطور که می دانید بیشتر افراد از کثیف شدن دیوارها و محیط زندگی در اثر استفاده ازمنابع گرمایی همچون بخاری و رادیاتور احساس نارضایتی می کنند. از آنجا که درسیستم گرمایش از کف جریان هوا به آرامی از پایین به بالا می باشد بنابراین دیوار ها پاکیزه می مانند. همین امر در مورد افرادی که دارای آلرژی (حساسیت) هستند بسیار مورد اهمیت است زیرا که محیط زندگی عاری ازهرگونه محرک خواهد شد. استفاده از این سیستم در مکانهایی همچون آشپزخانه و حمام که کف آنها معمولاً خیس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشک شدن کف می شود. مسئله مهم دیگر اینکه در این روش رطوبت زمین که دربعضی ازمنازل منجر به بروز بیماریهای مفصلی می شود از بین رفته و باعث کاهش درد بیماران مبتلا به ناراحتی هایی از قبیل رماتیسم خواهد شد. همچنین از رطوبت دیوارها و کپک زدن آن که شکل خوشایندی ندارد جلوگیری می شود و دیگر اینکه در این سیستم جایی برای رشد و تکثیر حشرات موزی وجود ندارد. یکی دیگر از فواید سیستم گرمایش از کف این است که دیگر فضای منزل یا محل کار توسط دستگاههای رادیاتور و بخاری اشغال نمی شود و به همین منظور آزادی بیشتری در تغییر دکوراسیون محل زندگی خواهید داشت. شاید به نظر آید که به هنگام نصب سیستم کف خواب دیگر نمی توانید پوشش مورد علاقه تان را برای کف انتخاب کنید! ولی این طور نیست. مطمئن باشید که شما می توانید برای پوشش کف منزل خود از هر نوع مصالحی ازجمله سنگ، سرامیک، کاشی پارکت چوب وفرش نیز استفاده کنید بدون اینکه تأثیری درگرمای مطلوب محیط شما بگذارد. یکی دیگر از مزایای استفاده از سیستم گرمایش از کف در روشهای ذوب برف می باشد بطوریکه از این روش برای ذوب یخ یا برف موجود در پیاده روها، لنگرگاههای بارگیری، جاده ها، ورودی ساختمانها و بیمارستانها، باند فرود هواپیما و زمینهای ورزشی از جمله زمین فوتبال وغیره که دسترسی آسان و سریع به محل الزامی است می توان استفاده کرد. بطوریکه این روش علاوه برکاهش هزینه های برف روبی و نمک پاشی، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسیار موثر خواهد بود.
فواید استفاده از سیستم گرمایش کفی
اسایش و آرامش در بالاترین حد ممکن . درجه حرارت ثابت و دائمی درکلیه طول زمستان در نزدیکی کف ساختمان و در محلی که شما قرار دارید وجود خواهد داشت . این حالت بسیار دلپذیری است که محیط اطراف پا گرم بوده و هوای مورد تنفس گرمای زیادی نداشته باشد .
ثابت بودن حرارت : بعلت جرم بسیار پوشش کف ساختمان در صورت هر گونه قطع برق و یا عوامل دیگر که باعث توقف حرارت دهی مرکزی باشد ، مدت زمان سرد شدن آپارتمان بسیار طولانی تر از سایر روشها می باشد . در این سیستم ابتدا مدت زمانی طول می کشد تا کف زمین به درجه حرارت مطلوب برسد ، ولی پس از گرم شدن این حرارت به صورت باثبات تری در طول مدت زمستان مورد استفاده قرارخواهد گرفت .
سبکی وزن ساختمان ، افزایش ارتفاع اتاقها : بعلت استفاده از یکنوع لوله با سایز پائین و همچنین حذف عبور لوله های تاسیساتی از روی یکدیگر ( که عموما باعث بالا آمدن کف واحدها و پر کردن کف در زمان ساخت می شود ) ضخامت پوشش به مقدار زیادی کاهش می یابد . این امر ضمن کم کردن وزن ساختمان ( و در نتیجه استقامت بیشتر آن ) موجب افزایش ارتفاع سقف واحدها نیز می گردد .
صرفه جویی در مصرف سوخت : بعلت تماس مستقیم افراد با منبع گرمایش درجه حرارت اتاق در درجات پائین تری تنظیم می گردد . این امر موجب صرفه جویی 25 الی 40 درصد در مصرف سوخت خواهد شد .
آزادی عمل در دکوراسیوتن داخل منزل : بعلت قرار گرفتن این سیستم در داخل کف زمین اثاثیه را میتوان در هر گوشه از ساختمان قرار داد . این امر بخصوص در واحدهای کوچکتر و اتاق خوابهای بافضای محدود ، ملموس تر خواهد بود .
هوای پاکیزه تر و خشک نشدن هوا : در سیستم رادیاتوری ، عموما هوای اتاق خشک می شود . در بسیاری از موارد با قرار دادن کتری آب به روی رادیاتور سعی در افزایش رطوبت اتاق می شود . این مشکل در سیستم گرمایش کفی نمودی نخواهد داشت .
تمیزی دیوارها و اثاثیه منزل : بعلت سیکل گردش هوای داغ در زمان استفاده از رادیاتور عموما دیوارهای بالای رادیاتور بمرور زمان سیاه شده و دوده را بخود جذب می نماید . در سیستم گرمایش کفی این مشکل برطرف شده و دیوارها وسایر لوازم در طول زمان سیاه نخواهد شد .
افزایش ارزش منزل : استفاده از سیستم گرمایش کفی موجب افزایش ارزش منازل می شود اگر چه نصب این سیستم از لحاظ هزینه تفاوت چندانی باسیستم حرارت بتوسط رادیاتورهای مرغوب ندارد ، ارزش افزوده آن برای ساختمان بسیار بیشتر خواهد بود .
استفاده از منابع حرارتی مختلف : سیستم گرمایش کفی می تواند از منابع مختلفی برای تامین گرمایش استفاده کند . موتور خانه ، پکیچ و حتی حرارت خورشیدی می توانند در این سیستم مورد استفاده قرار گیرند .
خشک تر باقی ماندن زمینهای مرطوب و یا خیس : در صورت نصب سیستم گرمایش کفی در محلهای مانند آشپزخانه ، سرویسهای بهداشتی و زیر زمین ، در صورت خیس شدن کف این محلها بعلت شستشو بسرعت خشک خواهد شد .
- توصیه میگردد لولههای اصلی ورودی به کلکتورها عایق کاری شود.
- توصیه میگردد شیر هواگیری اتوماتیک بر روی کلکتورهای رفت و برگشت در نظر گرفته شود.
توجه :
به هیچ عنوان مجاز یه نصب کلکتور مطابق شکل 4 نمی باشیم.
ـ ابتدا عایق پیرامونی نصب می گردد این عایق که از جنس XPE می باشد باید پیرامون دیوارها، چهارچوب درها و ستونها و دیگر اجزا ساختمان که در لایه بتن نفوذ می کند نصب گردد. این عایق به بتن اجازه انبساط می دهد و از بوجود آمدن پل حرارتی به دیوارهای خارجی جلوگیری می نماید.
ـ بر روی کف عایق خوابانده می شود. حداقل ضخامت عایق که از جنس XPE است 3cm و در صورتی که فضای زیر کف ساختمان سرد باشد حد اقل 4cm در نظر گرفته شده و چگالی آن می باشد که در هنگام طراحی سیستم گرمایش از کف مشخص می گردد.
نصب لوله ها
• مطابق نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح، تعدادی پاره خط (به عنوان خطوط راهنما) روی عایق رسم نمائید.
• مطابق نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح وبا استفاده از خطوط راهنما، لوله ها را نصب نمائید.
• در فواصل 40 الی 50 سانتیمتر وهمچنین در میانه خم ها از بست های نگهدارنده استفاده نمائید.
• توجه نمائید که طول مدارها وفاصله بین لوله ها باید منطبق بر نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح باشند.
• جهت خم نمودن لوله ها حتماً از فنر روکار یا لوله خم کن استفاده نمائید.
• در زمان اتصال لوله ها به منیفولد این اصل کلی را در خاطر داشته باشید:
همیشه آب گرم از کلکتور رفت خارج شده ودر ابتدا به مرزهای سرد وارد می شود وپس از عبور از مرزهای سرد وارد مرزها و سطوح نیمه سرد می گردد ونهایتاً به کلکتور برگشت می گردد.
• همیشه لوله ها را به گونه ای به کلکتور وصل کنید که لوله خروجی از کلکتور آب گرمتر را به مرز سرد برساند.
• برای تمام مدارها یک شیر مستقل نصب نمائید.
• همیشه کلکتور برگشت را بالاتر کلکتور رفت قرار دهید. این امر باعث می شود هوای موجود در آب با قابلیت بهتری از سیستم خارج شود.
• روی کلکتور بازگشتی، شیر هواگیری تعبیه نمائید.
• به علت تراکم زیاد لوله ها در نزدیکی کلکتور، لوله های ورودی نزدیک به کلکتور را عایقکاری کنید تا از انتقال بیش از حد گرما به سطوح نزدیک به کلکتور جلوگیری شود.
• مطابق شکل 5 قسمت خم شده لوله را در یک غلاف محافظ (ازجنس لوله پلیمری) قرار دهید.
(شکل 5)
الف) آزمایش با گاز در مورد لولهکشی سیستمهایی ممکن است انجام گیرد که فشار آزمایش در آنها از 10 بار تجاوز نکند.
ب) آزمایش با گاز ممکن است با هوای فشرده، گاز ازت و یا دیگر گازهای خنثی انجام گیرد.
- آزمایش با گاز اکسیژن مجاز نیست.
پ) فشار آزمایش باید دست کم 1/25 برابر فشار کار طبیعی سیستم لولهکشی باشد.
- حداقل فشار آزمایش در هر حال نباید از 7 بار کمتر باشد.
ت) مدت زمان آزمایش با گاز دست کم باید یک ساعت پیوسته باشد.
عملیات بتن ریزی
پس از حصول اطمینان از اجرای صحیح سیستم - عملیات بتن ریزی تحت نظارت مهندسین انجام می شود.
• استفاده از پکیج یا موتور خانه برای تأمین انرژی مورد نیاز سیستم گرمایش از کف امکان پذیر است.
پکیج
• در صورت استفاده از پکیج برای تأمین انرژی سیستم گرمایش از کف، پکیج مورد استفاده باید دارای کنترل دو منظوره باشد ( کنترلر دمای آب سیستم گرمایشی مستقل از کنترل دمای آب گرم مصرفی باشد).
موتورخانه
• نصب پمپ سیستم گرمایش از کف روی مسیر برگشت به هیچ عنوان مجاز نمی باشد و الزاماً لازم است بر روی مسیر رفت ( وبعد از محل اتصال منبع انبساط به سیستم گرمایشی ) قرارگیرد.
• در صورت نصب پمپ در مسیر برگشت، امکان ورود هوا به سیستم از شیرهای هواگیری واتصالات آب بندی نشده بوجود آمده وهمچنین فشار مثبت در ورودی پمپ تأمین نمی گردد.
• طرح کلی موتورخانه توسط مهندس طراح تهیه می گردد ومعمولاً به یکی از دو صورت زیر است:
(شکل 6 ) طرح موتور خانه جهت تامین آب گرم سیستم گرمایش از کف با استفاده از مخزن مخلوط کننده
(شکل 7 ) طرح موتور خانه جهت تامین آب گرم سیستم گرمایش از کف با استفاده از مبدل حرارتی
هدف از ارائه این دو طرح ( شکل 6 و 7 ) تنها بیان مفا هیم اصلی می باشد و فقط تجهیزاتی نمایش داده شده اند که در جهت ارایه مفاهیم اصلی کاربرد دارند و تشخیص عملی بودن طرح در پروژه خاص و همچنین انتخاب تجهیزات تکمیلی که باید به کار گرفته شود بر عهده مهندس طراح است .
توجه: در هریک از طرحهای فوق معمولاً حجم مبدل یا تانک میانگیر(مخزن مخلوط کننده) به گونه ای در نظر گرفته می شود که همیشه حجمی برابر حجم آب موجود در لوله های گرمایش از کف ورایزرهای مربوطه در مبدل یا تانک میانگیر ذخیره شده باشد.
• اتصال مستقیم سیستم گرمایش از کف به یک دیگ آب گرم مجاز نمی باشد چرا که عملاً دیگ آب گرم به علت پائین بودن دمای آب بازگشتی از مدارهای سیستم گرمایش از کف در معرض آسیب ناشی از ایجاد تنشهای حرارتی قرار می گیرد و دستیابی به حداکثر ظرفیت حرارتی دیگ امکان پذیر نمی باشد.
راه اندازی
• مهمترین نکته در زمان راه اندازی، افزایش تدریجی دمای آب ورودی به سیستم گرمایش از کف می باشد به گونه ای که لوله ها، ورقه بتنی نصب شده و همچنین دیگ آب گرم تحت تنش حرارتی قرار گیرند لذا توصیه می گردد دمای آب در زمان راه اندازی از C˚ 25 بیشتر نباشد و روزانه فقط C ˚5 دمای آب ورودی افزایش یابد.
پاورپوینت-سیستم گرمایش از کف ساختمان - در 45 اسلاید-powerpoint