Felületfűtés = energiahatékonyság és komfortérzet

Napjainkban egyre több szó esik a megnövekedett termikus komfortigényekről, és az egészséges belső klímáról. Felületfűtési/-hűtési rendszerekkel kielégíthetőek ezen növekvő megrendelői igények valamint az építészeti szabadság is teljesül amely egyre nagyobb igényként jeléenik meg lakó és irodaépületek tervezése során.
A cikksorozat korábbi részei a mennyeztfűtés/-hűtés valamint az épületszerkezettempertálás számos tulajdonságát mutatta be. Jelen írás a falfűtés/-hűtés alkalmazási, kivitelezési lehetőségeit, jellemző hőteljesítményeit és a tervezésnél szóba kerülő legfontosabb kérdéseit tárgyalja.

Működési elv:
A falfűtés - amely során a helységet körülvevő falakat termikusan aktiváljuk – komfortérzetileg szinte tökéletes megoldást jelent. A legjobban alkalmazható falfelület elsősorban a külső falazat, hiszen a külső falnál érvényesül leginkább, hogy az egyébként hidegebb felületet meleggé változtatjuk. Más felületfűtő rendszerekhez képest magasabb felületi hőmérséklet engedhető meg, ami magasabb fajlagos fűtő/-hűtőteljesítményt is eredményez (akár 100 – 150 W/m2 fűtési üzemben). Sőtt ezeken a falfelületeken az EN12831 szabvány értelmében nem kell számolnunk transzmissziós hőveszteséggel. A fűtőtestekkel kialakított konvekciós rendszerekkel szemben falfűtésnél létrejön a falak és a helységben tartózkodó személyek közti sugárzási egyensúly, amely opimális komfortérzetet biztosít, egyenletes hőmérsékletprofilt létrehozva padlótól a mennyezetig.
Felmerülhet a kérdés, hogy a falfelület fűtésével nem az utcát fűtjük-e?
A modern technológiával épült házak falszerkezete ma már kiváló hőtechnikai jellemzőkkel rendelkezik (U=0,16 - 0,45 W/m2K). Meglévő épületek felújításánál falfűtésnél minden esetben célszerű a külső falak külső felületén hőszigetelést elhelyezni, amennyiben hogy ezzel megakadályozzuk azt, hogy jelentős hőt veszítsünk.
A falfűtési rendszer további előnye, hogy nyáron hűtésre is használható, hiszen jelentős többletköltség nélkül hűteni is lehet a lefektetett csövekkel, ezzel még kellemesebbé és komfortosabbá téve a lakást, vagy irodahelységeket nyári belső klímáját. 17 - 19 fokos előremenő hűtővízzel 55 – 65 W/ m2 hűtési teljesítmény adható le.

Kivitelezési lehetőségek:
A falfelület aktiválására alapvetően két lehetőség adódik. A nedves és a száraz szerelési mód.

A nedves építésű falfűtés (1. kép) során a falfelületre tartósínek kerülnek, majd ebbe rögzítik a csöveket és, ezután vakolják le a rendszert.
Szerelési szempontból a rendszer előnyös tulajdonságai közé tartozik:

• a gyors és flexibilis csőfektetés
• a fali fűtőmezők rugalmas bekötési lehetőségei
• biztonságos csőrögzítés

Nedves technológiájú falfűtés esetén az alkalmazott csőméret alapján kapillárcsöves (d belső=2-3 mm) és hagyományos vagy nem kapillárcsöves rendszereket (d belső=8-12 mm) különböztetünk meg. Kapillárcsöves rendszereknél a vakolatréteg vastagsága 10-12 mm, a csövek egymástól való távolsága 15-20 mm A hagyományos, nem kapillárcsöves rendszereknél a vakolatréteg vastagsága kb. 25 mm, a csövek osztástávolsága 5 - 7,5 -10 - 15 cm.

1. kép: Nedves technológiájú falfűtés

A hibátlanul működő falfűtés alapvető feltétele a fali fűtővakolat szakszerű kivitelezése. A falfűtés rendszer vakolatainak jó hővezető képességűeknek kell lenni. Kivitelezéskor hálós erősítést kell alkalmazni, ami meggátolja a repedésképződést. Ma már építőanyag gyártó cégeknek is vannak saját falfűtéshez gyártott vakoló anyagaik, sok esetben már műanyag szálakat is tartalmaznak amelyek úgyszintén gátolják a repedés képződését. A vakolás mindig két rétegben történik. Előszőr csövek síkjáig vakolnak, felhelyezik a vakolaterősítő hálót, majd további 10 mm vastagságban felhordják a második vakolatréteget. A szokásos vakolatfajták ebben az esetben a mész/cement illetve cementvakolatok. Gipsztartalmú vakolatoknál egy lépésben történik a vakolás.

A száraz fektetésű falfűtőrendszer esetén a csövek egy gipszkarton lemezbe mart speciális omega geometriájú horonyba (2. kép) vannak gyárilag behelyezve. Az omega alakú horony biztosítja azt, hogy a cső fűtési és hűtési üzemben is fixen a lemezben maradjon, valamint elősegíti a cső nagy felületi hőátadását. A cső és a mennyezet felülete között csupán 4-5 mm távolság van. Ez növeli a hőleadást és csökkenti a rendszer reakcióidejét.
Szerelési szempontból a rendszer előnyös tulajdonságai közé soroljuk a:

• a gyors és egyszerű szerelést az előregyártott modulokkal
• felújításnál és új építésnél is alkalmazható

2. kép Száraz rendszerű falfűtő lap

A száraz fektetésű gipszkartonos falfűtőrendszer szerelés során először elkészítjük szerelőfalat. A szerelőfal kialakítása során a szárazépítési szabályokat, technológia utasításokat kell követni. A modulokat gyorsépítési csavarokkal 1 mm fugaszélességgel az előre megjelölt pontokon rögzítjük a szerelőfalra (fa vagy fém) úgy, hogy a modul alsó széle a végleges födémszint felett helyezkedjen el. A csöveknek hátfal felöli oldalra kell esniük. A modulok fektetése során figyelni kell arra, hogy keresztfugák kialakítása nem megengedett.

A fugák kialakításakor megkülönböztetünk: mozgási hézagokat, és illesztési hézagokat. A száraz fektetésű falfűtés szerelőfalain a mozgási hézagokat ott kell elhelyezni, ahol az épület dilatációs hézagai is vannak. Ha ezek nincsenek akkor a DIN18181 előírása szerint a hossz és keresztirányú tágulásokat 10 m –ként korlátozni kell mozgási hézag közbeiktatásával. Illesztési hézagok a szerelés során a modulok között ill. a modulok és a hagyományos inaktív gipszkarton lemezek illesztéseinél jönnek létre. Az illesztési fugák max. szélessége: 1 mm.

Tervezési feltételek:
A tervezéskor figyelembeveendő termikus határfeltételek az alábbiak:

• Komfortérzeti okokból a mértezést úgy kell elvégezni, hogy a falfelület hőmérséklete ne haladja meg a + 35°C fokot. Kivételt képeznek a fürdők, terápiás helységek.
• Ajánlott maximális tartós előremenő hőmérséklete: + 45°C.

A fűtőmező nagyságát / hidraulikai határfeltételek: Cél az, hogy a fűtőkörök nyomásvesztesége ne haladja meg a 300 mbar-t. A csövek kis átmérője miatt, falfűtésnél nagyobb nyomásesés alakul ki. Azért hogy ne kelljen az egyes mezőket egyesével az osztóhoz kötni, de mégis elfogadható nyomásesés érték alakuljon ki az osztó előremenő és visszatérő csonkjai között, Tichelmann rendszerben érdemes fektetni a mezőket (3 kép). A 10 x 1,1 -es csőből a 17 x 2,0 Tichelmann gerincre max. 3 db. 4 m2-es 10 osztásban fektetett felületet fektethetünk egymás után. Ha a Tichelmann gerincünk nagyobb 20 x 2,0 vagy 25 x 2,3 csőből tudjuk kialakítani akkor lehetőségünk van maximálisan 5 és 7 db 4 m2-es 10 osztásban fektetett felületet kialítani. Az iménti példában mindig 4 m2 – es mezőket vettünk figyelembe. Természetesen nem kötelező, hogy egy mező mérete ekkora legyen. Tervek hiányában azonban tekinthetők a fenti adatok ökölszámoknak. Adott méretezési kérdésekben bizalommal fordulhatunk az adott gyártó mérnök tanácsadóihoz.

3. kép Tichelmann elv szerinti csatlakoztatás

Érdemes megemlíteni, hogy az falfűtési rendszereknél elterjed a Tichelmann kapcsolás mellett az úgynevezett falba szerelhető kisosztók ahol 1-3 mezőt csatlakoztatnak egy gerincre.
A fűtőmezőt 2 m-es magasságig érdemes tenni, hiszen ez a tartózkodási zóna magassága is, e felett nem érdemes a helységbe hőt bevinni, mert a sugárzó hő hatása nem érvényesül.

Energiahatékonyság és komfortérzet:
Komfortelmélettel foglalkozó szakemberek mérései, vizsgálatai kimutatták, hogy sugárzó felületfűtéssel fűtött helyiségekben a fentiek miatt 2 -3 °C – al alacsonyabb hőmérsékletű helyiségekben is komfortosan érezték magukat a bent tartózkodók. Elmondhatjuk, hogy a csökkentett hőmérséklettel tovább módosított hőszükségletek az eredeti hőszükségletek 80% - a körül alakulnak.
A klasszikus klímaberendezések tipikus hátrányai, akkor lépnek fel, amikor a helységben keletkező hőterhelést sokszoros légcserével, klímaberendezés segítségével próbáljuk kiegyenlíteni! A huzatjelenség, a helységben fellépő magas légsebességek és a hideg áramlatok, valamint a magas zajszint következménye a romló belső komfort.
Azáltal, hogy falhűtés esetében a hőátadás ember és hűtőfelület között nagy felületen sugárzásos hőátadással történik, megvalósul az emberi test által optimálisnak mondható hőérzet a helységben.
Energiamegtakarítás, magasabb komfortfokozat, szabad térkialakítás jellemzik a falfűtést/-hűtést. Nem csoda, hogy napjaink divatos, energiatudatos fűtési megoldásává vált.
Cikksorozatunk következő témája az padlófűtési rendszermegoldások és hozzájuk tartozó szabályozási rendszerek lesznek.

Lászlófi András
(képek forrása: REHAU Kft.)