سیستم گرمایش از کف چگونه عمل می کند؟

به گزارش اخبار ساختمان، گرمایش از کف نوعی سیستم گرمایشی است که در آن لوله های مخصوصی که در ایران به نام لوله های پنج لایه یا سه لایه شناخته می شود، از سطح زیرین کف عبور داده می شود و پس از بتن ریزی و کف سازی، آب گرمی که در پکیج یا موتورخانه تولید شده از داخل لوله ها عبور می کند. با عبور آب گرم از داخل لوله ها، کف مکان مورد نظر گرم شده و در نتیجه محیط ما گرم می شود.

در حال حاضر بسیاری از سازندگان به دلیل رعایت قیمت تمام شده استفاده از روش های ساده تر همچون پکیج شوفاژ دیواری را ترجیح می دهند. به همین منظور مطالعه این مطلب با عنوان پکیج شوفاژ دیواری مناسب را چگونه انتخاب کنیم را توصیه می کنیم.

گرمایش از کف از دیدگاه علم فیزیک چگونه است؟

در سیستم گرمایش از کف حرارت کف از طریق دو پدیده فیزیکی باعث گرم شدن محیط می شود:

پدیده اول: کنوکسیون طبیعی

در این پدیده، هنگامی که کف محیط گرم می‌شود هوای نزدیک به سطح گرم شده و حجم آن افزایش می یابد و سبک می شود و درنهایت بالا می رود. در این هنگام هوای سردی که در بالای محیط قرار داشته به سمت پایین برمی گردد. در نتیجه یک چرخش هوایی ایجاد می شود که به آن کنوکسیون طبیعی می گویند.

پدیده دوم: تابش

چون کف گرم شده و دمای آن از سایر نقاط بیشتر است، این اختلاف دمایی باعث تابش انرژی گرمایی از سطحِ گرم شده به بخش های دیگر می شود و در نتیجه بدن انسان و هر جسمی که در معرض این تابش حرارتی قرار گیرد گرم می شود.

نکته مهم این است که بیش از 90 درصد گرم کنندگی فضا در سیستم گرمایش از کف از طریق تابش است و گرم کنندگی از طریق کنوکسیون طبیعی، بسیار ناچیز است و در واقع مکانیزم گرمایش در سیستم گرمایش از کف تابش است و به همین خاطر میزان مصرف انرژی در این روش نسبت به سایر روش ها به طور چشم گیری کاهش یافته است.

 مقایسه گرمایش از کف با رادیاتور

در تصویر سمت راست نمای سیستم گرمایش از کف و در سمت چپ نمای یک سیستم گرمایشی مثل رادیاتور یا فن کویل یا کنوکتور را نشان داده ایم. در سیستم گرمایش از کف دمای کف محیط در حدود 29 درجه سانتی گراد ثابت است و انرژی تابشی آن باعث گرم شدن اجسام و بدن انسان می شود. در این سیستم دمای 29 درجه را در پایین ترین قسمت از فضا که همان کف تمام شده اتاق است دریافت می کنیم که حس لذت بخشی به خاطر گرم شدن پاها در زمستان برای ما فراهم می آورد.

اما در مقایسه با سیستم گرمایش از کف در رادیاتور و یا سایر سیستم های گرمایشی؛ در تصویر سمت چپ هیچ وقت دمای کف مکان موردنظر به این مقدار نمی رسد و همیشه در پاهای خود احساس سرما می کنیم.

 *   مصرف انرژی گرمایش از کف

اگر به این دو تصویر بیشتر توجه کنیم می بینیم که در سطوح بالایی و نزدیک به سقف دمای اتاق ها چقدر باهم متفاوت است.

در سیستم گرمایش از کف (تصویر سمت راست) دمای هوا حدود 20 درجه سانتی گراد همان دمای مطبوع برای انسان است ولی در سایر سیستم های گرمایشی مثل رادیاتور (تصویر سمت چپ) دمای هوا به حدود 30 درجه سانتی گراد می رسد و این پدیده باعث هدر رفتن انرژی حرارتی می‌شود به این دلیل که هرچه گرمای هوا در سطوح بالایی و نزدیک به سقف بیشتر باشد میزان تبادل حرارتی با فضای سرد خارج از محیط زیادتر می شود و این یعنی اتلاف انرژی که خود موجب افزایش هزینه های جاری است.

*   گرما درجایی که به آن نیاز داریم

در ادامه مباحث فوق، این نکته شایان توجه است که در سیستم گرمایش از کف گرما در جایی که ما به آن نیاز داریم وجود دارد اما در سایر روشها این پدیده را نمی بینیم و به همین خاطر است که بازده سیستم گرمایش از کف نسبت به سایر روش های گرمایشی مثل رادیاتور یا فن کویل بالاتر است و این مسئله باعث کاهش مصرف انرژی در ساختمان می شود.

چه ساختمان ها و مکان هایی گرمایش از کف برایشان مفید است؟

این سیستم گرمایشی تقریبا برای اکثر ساختمان‌ها و فضا‌ها با کاربری های مختلف از جمله مسکونی، ورزشی، معابر، باندهای فرودگاه، سالن های مرغداری، صنایع مختلف و کارخانجات قابل اجرا است و می توانند از این سیستم برای کاربردهای مختلف بهره ببرند.

مزایا و معایب سیستم گرمایش از کف در ساختمان های مسکونی

مزایای سیستم گرمایش از کف

    گرمای یکنواخت در کل مساحت کف منزل

به دلیل اینکه لوله کشی های سیستم گرمایش از کف در سطح زیرین کف قرار گرفته است شما می توانید گرمای یکنواختی را در منزل یا دیگر فضاهای مورد استفاده حس کنید.

    گرمایش مطبوع

به احتمال زیاد برای شما پیش آمده باشد که در فصول سرد زمستان پاهای خود را در یک سطح گرم بگذارید یا روی آن بخوابید چه حسی به شما دست داده است؟ گرمایش از کف این تجربه را به شما می دهد که به سرعت گرم شوید و آرامشی لذت بخشی را تجربه نمایید.

    مزایا گرمایش از کف در مناطق مرطوب مثل شمال ایران

اگر تجربه زندگی در فصل زمستان را در شمال ایران داشته باشید حتما میزان رطوبت جمع شده در کف های متصل به دیوارهای پیرامونی ساختمان را مشاهده نموده اید. در واقع به علت بالا بودن رطوبت و سردی کف قطرات موجود در هوا باعث عرق کردن این سطوح می شود. گرمایش از کف به علت گرم کردن سطح محیط باعث خشک ماندن کف و در نتیجه حفاظت در برابر پوسیدگی و کاهش بیماری های تنفسی می شود.

–  خشک شدن کف سرویس ها:

سیستم گرمایش از کف باعث خشک شدن سطوح سرویس ها با حداقل زمان و احساس خوشایند گرمی کف پا هنگام استحمام می شود.

 – انعطاف پذیری در معماری:

با وجود سیستم گرمایش از کف وسایل گرمازای دیگر مانند رادیاتور و فن کویل حذف خواهد شد و طراحان معمار به راحتی و دست باز به طراحی فضاها می پردازند و دیگر دغدغه چیدمان و محدودیت هایی از این قبیل را نخواهند داشت.

 – آسایش و ایمنی بیشتر:

حذف رادیاتورها و فن کویل یعنی حذف اجسام نوک تیز و خطر آفرین که این موضوع در منازل و به خصوص مکان های حساس مثل مهدکودک ها و مدارس بسیار حائز اهمیت است که استفاده از سیستم گرمایش از کف باعث حذف این نوع وسایل می شود.

 – صرفه جویی در مصرف انرژی:

به علت دمای کم سیستم گرمایش از کف و همچنین نوع گرمایش آن که پیش تر در بخش اول به آن اشاره شد میزان مصرف انرژی در این سیستم حدود 30 تا 40 درصد نسبت به سایر روش های گرمایشی کمتر خواهد بود.

نقاط ضعف یا معایب گرمایش از کف

*  چنانچه به هر دلیلی مجری یا طراح نسبت به اجرای صحیح لوله کشی در گرمایش از کف دچار اشتباه شود تنها راه حل، کندن کف است که بسیار هزینه بردار و دشوار است ولی در سیستم های دیگر امکان تصحیح و رفع عیوب سهل تر و کم هزینه تر است.

*  در مناطق سردسیر در صورت خاموش شدن سیستم گرمایشی و عدم وجود ضد یخ لازم در لوله کشی گرمایش از کف، آب داخل مدار دچار یخ زدگی و ترکیدن می شود و چون لوله ها در کل مساحت کف پخش شده اند باید کل کف (پارکت، سنگ و…) کنده شده و مجددا لوله کشی شود.

*  در روش های دیگر اگر چنین اتفاقی بیافتند فقط مسیر لوله کشی نیاز به ترمیم دارد و هزینه و زمان بسیار کمتری لازم است و نیازی به جمع آوری کل کف ساختمان نیست.

*  از معایب گرمایش از کف نیز می‌توان گفت اگر شیوه کنترل دما و میزان جریان آب در این سیستم استاندارد نباشد و از ادوات و تجهیزات کنترلی مخصوص بهره گیری نشود این سیستم کارایی مفید خود را از دست می دهد یا محیط را خیلی گرم می‌کند یا اصلا گرم نمی‌کند.

*  اگر ویلا یا خانه ای دارید که مدام در آنجا زندگی نمی کنید باید توجه داشته باشید که این سیستم از لحظه روشن شدن تا گرم شدن فضا، حداقل 48 ساعت زمان لازم دارد البته این مشکل با روشن کردن سیستم گرمایشی توسط سرایدار یا کنترل از راه دور از دو روز قبل از مسافرت قابل حل است. یک راه دیگر استفاده از یک سیستم گرمایشی کمکی، مثل رادیاتور، فن کویل، شومینه، بخاری و… است.

*  در مناطقی که سرمای هوا زیاد است گرمایش از کف به تنهایی امکان گرم کردن فضا را ندارد و باید از یک سیستم کمکی مثل فن کویل یا رادیاتور یا یک شومینه بهره برد البته این موضوع بیشتر برای خانه های ویلایی مدنظر است که در مناطق خیلی سرد قرار دارند ولی در آپارتمان ها و منازل شهری نیازی به سیستم کمکی برای گرمایش از کف نیست.