Danfoss Lattialämmityksen suunnittelu Compendium [fi]

Download

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Käsikirja

Lattialämmityksen suunnittelu

www.heating.danfoss.com

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

Suunnittelukriteerit

Lattialämmityksen standardit

Kuluneiden vuosikymmenten aikana rakennusmenetelmien muutokset ovat aiheuttaneet sen, että asuntojen lämmitykseen kohdistuu pienempiä vaatimuksia, jolloin Danfossin lattialämmitys vastaa tasaiselle ja fysiologisesti hyväksyttäville pintalämpötiloille asetettuja vaatimuksia. Joissain tiloissa kuten kylpyhuoneissa lisälämmitys voi olla tarpeen, koska ammeen ja suihkun alla olevia alueita ei voida lämmittää ja tiloihin vaaditaan korkeampi lämpötila (24 °C normaalin 20 °C:een sijaan). Kyseisissä tiloissa lattialämmitys ylläpitää lattian lämpötilaa ja lisälämmitys saadaan muista lähteistä kuten seinälämmityksestä, lämmitetyistä pyyhetelineistä jne.

Seuraavat standardit on otettava huomioon lattialämmitystä suunniteltaessa ja asennettaessa:

EN 1991: Rakenteiden kuormat

▪

EN 1264: Lattialämmitys, järjestelmät ja osat

▪

DIN 4109: Äänieristys

▪

rakennusteollisuudessa ISO EN 140-8: Rakennusten ja

▪

rakennuselementtien äänieristyksen mitoittaminen

EN 13813: Tasoitusmateriaalit ja lattian

▪

tasoituslaastit

Vaadittavat tiedot laskelmia varten:

Yksityiskohtainen pohjapiirros, ulkoseinien

▪

rakenne, ikkunoiden koko ja tyyppi (tarvitaan EN 12831 -standardin mukaisen lämpökuorman laskemiseen).

Lattiapinnoitteen tyyppi ja sen

▪

lämmöneristävyys R

, koska

λ,B

lämmönluovutusteho riippuu erityisesti tasoituslaastin päälle asennetusta lattiarakenteesta. EN 1264 -standardin mukaan lämmöneristävyys R

olohuoneissa ja R

= 0,0 m² K/W

λ,B

= 0,1 m² K/W

λ,B

kylpyhuoneissa. Muista, enintään 0,15 m² K/ W:n arvoista on sovittava erikseen.

Rakennussuunnitelmat,

▪

rakennuspiirustukset ja kaikki huonetiedot on näytettävä. Laskelmien teon jälkeen putkikaavio ja -tiedot lisätään rakennussuunnitelmaan.

Danfossin lomakkeet laskelmia varten.

▪

Paikalliset rakennusmääräykset.

▪

Ammatilliset tiedot rajapintojen

▪

toteutuksesta lattian alle asennettavia lämmitysjärjestelmiä suunniteltaessa (ref: BVF).

Huom. EN 1264 -standardi on keskeinen lattialämmityksen asennuksessa. Kun noudatetaan standardia EN 13813 "Tasoitusmateriaalit ja lattian tasoituslaastit", Danfossin kolme Basic-järjestelmän rakennetta ovat mahdollisia.

Arvioidut esilaskelmat

Lattialämmityksellä lämmitetyn tilan vakiolämpökuorma

Danfoss SpeedUp- ja Basic-järjestelmien käsikirjojen tehotaulukoista käy ilmi erilaiset huoneen lämpötilat sekä keskuslämmitysjärjestelmän veden lämpötila suhteessa erilaisiin lattiapäällysteisiin. Taulukoissa annetaan laskelmat keskuslämmitysjärjestelmän veden lämpötilasta, jonka lattian alle asennettava lämmitys vaatii saavuttaakseen halutun tehon. Vaadittava lämmönlähteen ylälämpötila määrittää menoveden lämpötilan, joka on kuvattu yksityiskohtaisemmin kappaleessa

Tehtäessä Danfossin lattialämmityslaskelmia, tilan vakiolämpökuorman Q

huomioiminen on

N,f

oleellista. Jos lattialämmitys tulee monikerroksiseen rakennukseen, laskelmiin voidaan sisällyttää koko kerroksen lämmönsaanti, jos rajoitteita ei ole. Lämmönluovutusteho QH lasketaan yleisesti

ottaen lattialämmityksellä lämmitetyn tilan vakiolämpökuormasta Q

, johon lisätään EN

H,f

4701 -standardin osan 3 mukainen toleranssi:

Menoveden lämpötilan laskeminen. Lämmön virtaustiheys on sama sekä reuna- että mukavuusalueilla. Keskuslämmitysjärjestelmän veden lämpötila määritetään asennustyypin mukaan (katso tehotaulukot).

QH = (1 + x)* Q

: lattialämmityksellä lämmitetyn tilan

N,f

vakiolämpökuorma [W] QH: lämmönluovutusteho

Jos lämmitysjärjestelmä, esimerkiksi lattialämmitys, voi nostaa lämmönluovutustehoa nostamalla lämmönlähteen lämpötilaa, toleranssi on nolla. Silloin laskennallinen lämmönluovutus vastaa lattialämmityksellä lämmitetyn tilan vakiolämpökuormaa.

Danfoss Heating Solutions VGCTC320 © Danfoss 03/2011 1

max 29°C

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

Lämpöeristys, jolla vältetään lämpöhäviö alaspäin

Suurin sallittu pinnan lämpötila Θ

Fmax

On tärkeää huomioida lattialämmityksen alapuolisen eristyksen lämmöneristävyys niin, että lattialämmityksen luovuttama lämpö säteilee

EN 1264 -standardin osan 4 mukaisesti erotellaan kolme erilaista lattia-/kerrosrakennetta ja niiden mukaiset lämmöneristävyyden vähimmäisarvot:

pääasiassa ylöspäin.

Lämpöeristys R

Ins, min

a. Samankaltaisessa käytössä olevien tilojen yläpuolella 0,75 m² K/W b. Erilaisessa käytössä olevien tilojen yläpuolella (esim. kaupallisten tilojen

1,25 m² K/W

yläpuolella), lämmittämättömät tilat (esim. kellarit) ja pohjakerrokset c. Ulkotilojen (-15 °C) yläpuolella, esim. autohallit, käytävät 2,00 m² K/W

Yhden eristyskerroksen lämmöneristävyys R

λ.ins

lasketaan seuraavasti:

λ,ins

ins

EN 1264 -standardin mukaisesti suurin sallittu pinnan lämpötila on fysiologisista syistä 29 °C mukavuusalueella, 35 °C reuna-alueilla ja ti + 9 °C = 33 °C kylpyhuoneissa. Jos kylpyhuoneissa käytetään vakiolämpötilaa 20 tai 24 °C, tämä johtaa pinnan lämpötilan ja

: tehokas eristyspaksuus [m].

ins

: lämmönjohtavuus [W/m K].

ins

Pinnan lämpötilan rajoittaminen rajoittaa lattialämmityksen lämmönluovutustehoa. Se on tärkeä tekijä päätettäessä lisälämmitystarpeesta. Nykyaikaisten eristysten ansiosta lattialämmityksen lämmönluovutusteho on

riittävä 99 % tapauksista. huoneen lämpötilan väliseen eroon (9K mukavuusalueella ja kylpyhuoneissa ja 15K reuna-alueilla).

Lämpötilan vaihtelu (W)

Tyypillinen vertailukohta

Tehoon voi vaikuttaa lisäksi lämmitysputkien sijainti. Sijainnista riippuen voi esiintyä toisistaan eroavia pinnan lämpötiloja. Teho on korkeampi putkien yläpuolella kuin niiden välissä. Suurimman ja pienimmän pinnan lämpötilaeroa kutsutaan vaihteluksi (W). W = θ

Fmax

- θ

Fmin

Suuremmat putkien välit aiheuttavat suurempaa vaihtelua. Matalammalle asennetut putket hidastavat lämmitysjärjestelmää, kun taas pitkä etäisyys pinnasta jakaa lämmön tasaisemmin ja vaihtelu jää pieneksi. Koska suurinta sallittua lattian lämpötilaa ei saa ylittää, suurempi vaihtelu aiheuttaa suurempaa tehon menetystä kuin pienempi vaihtelu. Ensimmäisessä tapauksessa lattian keskimääräinen lämpötila on merkittävästi matalampi kuin suurin sallittu lämpötila.

Tyypillinen vertailukohta kertoo lämmön virtaustiheyden ja pinnan lämpötilan (pinnan lämpötila miinus huoneen lämpötila) välisen suhteen silloin, kun aluetta lämmitetään tasaisesti (vaihtelu = 0). Kun pinnan lämpötila on 9K huoneen lämpötilan yläpuolella, saavutetaan noin 100W/m²:n teho (noin 175 W/m², kun ylilämpötila on 15K). Koska tyypillisen vertailukohdan fyysiset parametrit ovat ihanteelliset ja se pätee järjestelmästä riippumatta, mikään suurimmalle

sallitulle pinnan lämpötilalle säädetty järjestelmä

ei voi saavuttaa yli 100 W/m²:n tehoa tai 175 W/

m²:n tehoa reuna-alueilla.

Tämän seurauksena lattiapinnan

lämmönluovutusteho q riippuu huoneen ja

pinnan lämpötilan erosta ja lämmön

siirtyvyydestä. Jälkimmäinen riippuu huoneen

ominaisuuksista, mukaan lukien huoneen

tuuletustarve, ja se kuvataan

lämmönsiirtokertoimena α

, joka on tässä 11,1

ges

W/m²K.

2 VGCTC320 © Danfoss 03/2011 Danfoss Heating Solutions

1 2 5 20 K

W/m²

200

100

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

q = α

(θF - θi)

ges

θF = Lattian lämpötila °C. θi = Huoneen lämpötila °C.

Esimerkki:

Kun huoneen lämpötila on 20 °C ja lattian lämpötila 27 °C, saavutetaan lämmönluovutusteho q = 11,1 W/m² K * 7 °K (27 °C - 20 °C) = 77,7 W/m² .

Lämmönlähteen lämpötila

Asennustyypit

Lämmönlähteen keskilämpötila on useisiin laskelmiin perustuva muuttumaton komponentti. Se lasketaan meno- ja paluulämpötilojen keskiarvosta:

Danfoss Basic -lämmitysjärjestelmä käsittää kaksi erilaista asennustyyppiä reuna-alueille ja kolme mukavuusalueille.

θm = θi + Δθ

ΔθH: lämmönlähteen ylälämpötila θi: vakiosisälämpötila θm: lämmönlähteen lämpötila

SpeedUp- ja SpeedUp Eco lämmitysjärjestelmissä on asennustyyppejä sekä reuna- että mukavuusalueille. Asennustyypeissä putkien etäisyydet eroavat toisistaan.

Järjestelmä Mahdolliset putken etäisyydet (cm) BasicRail 8,8 (keskiarvo) BasicRail 12 (keskiarvo) BasicRail 20 BasicRail 25 BasicRail 30 BasicGrip ja BasicClip 10 BasicGrip ja BasicClip 15 BasicGrip ja BasicClip 20 BasicGrip ja BasicClip 25 BasicGrip ja BasicClip 30 SpeedUp ja SpeedUp Eco 12,5 SpeedUp ja SpeedUp Eco 25

Lämmönluovutuskäyrä, rajoituskäyrä

Danfoss Heating Solutions VGCTC320 © Danfoss 03/2011 3

Lämmönluovutusteho ja pinnan lämpötilan vaihtelu ovat riippuvaisia useista tekijöistä:

Lattian pintalämpötila

▪

Huoneen lämpötila

▪

Putkien etäisyydet

▪

Kantavien paneelien paksuus ja

▪

lämmönjohtavuus Lateraalinen lämmönluovutusteho

▪

Lattiapäällysteen lämmöneristävyys

▪

Kerrosten kokoonpano

▪

EN 1264 -standardin mukaisesti kaikki tekijät yhdessä muodostavat seuraavan lämmön virtaustiheyden yhtälön q: q = KH + Δθ

q: lämmönluovutusteho [W/m²]. KH: vastaava lämmönsiirtokerroin [W/m² K]

(virallinen DIN-tarkistus). ΔθH: lämmönlähteen ylälämpötila

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

Laskennallinen lämmön virtaustiheys

jossa

θV: menolämpötila θR: paluulämpötila θi: vakiosisälämpötila

Tehtäessä lattialämmityslaskelmia laskennallinen lämmön virtaustiheys lasketaan seuraavasti standardin DIN EN 1264, osan 3 mukaan:

des

N,f

N,F

: laskennallinen lämmön virtaustiheys [W/m²]

: lattialämmityksellä lämmitetyn tilan

vakiolämpökuorma [W] AF: lämmitettävä lattia-alue [m²]

Lattialämmityksellä saavutettava lämmönluovutusteho on: Q

= q

N,F

des

N,f

* A

des

: laskennallinen lämmön virtaustiheys [W/m²]

: lattialämmityksellä lämmitetyn tilan

vakiolämpökuorma [W] AF: lämmitettävä lattia-alue [m²]

Suurimmalla sallitulla lämpötilalla yllämainitut

tekijät osoittavat vaihtelun lisäksi myös rajakäyrät

(laskettu standardin EN 1264, osan 2 mukaan).

Leikkauspisteet ilmaisevat lämmön virtausrajat ja

lämmönlähteen ylälämpötilan rajat.

Reuna-alueiden tai mukavuusalueiden qR ja q

lämmön virtaustiheyden tiedot voidaan laskea

tehokaavioista, joissa sovelletaan lämmönlähteen

ylälämpötilaa.

Lämmön virtaustiheyden hyväksyttyä

kynnysarvoa (käyrien ja rajakäyrän leikkauspiste)

ei saa ylittää. Hyväksytty tiheys riippuu

lattiapinnan lämmöneristävyydestä ja

rakennustyypistä.

Jos yksi laskennallisen ja jakaantuneen lämmön

virtaustiheyden arvoista (qR/qA) on lämmön

virtaustiheyden kynnysarvon yläpuolella,

sovelletaan kynnystiheyttä eikä lämmön

virtaustiheyttä. Tuloksena saatu matalampi

lämmönlähteen ylälämpötila vähentää myös

muiden yhdistelmäasennusten lämmön

virtaustiheyttä.

Jos lattialämmityksellä lämmitetyn huoneen

vakiolämpökuorma on suurempi kuin

lattialämmityksen lämmönluovutusteho, on

harkittava lisälämmitystä (Q

N,f

- QF).

Menoveden ylälämpötilan laskeminen

jossa q jakautuu tasaisesti reuna-alueelle (enint. 1 m leveä) ja mukavuusalueelle:

q =

* qR +

* q

Laskennalliselle syöttölämpötilalle tilassa, jossa on korkein laskennallinen lämmön virtaustiheys, annetaan q

ja lattiapinnoitteen lämmöneristävyydeksi R 0,10 m² K/W. Korkeammat R huomioon. Kylpyhuoneissa R

(kylpyhuoneita lukuun ottamatta)

max

-arvot on otettava

λ,B

= 0,0 m² K/W.

λ,B

Lämpötilaero σ laskelmien kohteena olevassa tilassa määritellään σ = 5 K. Asennustyyppi valitaan niin, että q

saavuttaa täysin käyrän

max

osoittaman lämmön virtaustiheyden kynnysarvon. Suurin sallittu virtauksen ylälämpötila on

H, des

≤ 0,5:

Δθ

ja Δθ

H, des

≤ Δθ

H, G

kun

Δθ

V, des

≤ Δθ

muutoin:

Δθ

V, des

= Δθ

H, des

(12 Δθ

σ2

H, des

)

Kaikissa muissa tiloissa, joissa käytetään

laskennallisia virtauslämpötiloja, lämpötilaero

lasketaan seuraavasti, kun suhde

< 0,5

Δθ

H, j

Δθ

: kunkin tilan lämmönlähteen ylälämpötila j

H,j

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

Lämmönlähteen lämpötilan laskeminen

jossa σ j = 2 * [(Δθ

V, des

) – Δθ

H,j

]

muutoin:

Kiertovesipumpun koon laskennassa massan virtausnopeus on mH (lämmitysveden

virtausnopeus kg/s). Se on riippumaton kokonaislämmönluovutuksesta (lattialämmityksen lämmönluovutus ja lämpöhukka muihin tiloihin) ja lämpötilaerosta.

jossa

CW = 4190 J/kgK

Alaspäin kulkeutuvan lämmönjohtavuuden ja lämmöneristävyyden summa on: Ru = R

λ, ins

+ R

λ, lattia

+ R

λ, pohjustus

+ R

α, lattia

jossa

Rα, lattia = 0,17 m² K/W

Massan virtausnopeus mH voidaan ilmaista myös muunnettuna virtausnopeudeksi VH:

VH =

Painehäviö

Lattiarakenteen osittainen lämmöneristävyys R

(ylöspäin) käsittää sekä lämmönjohtavuuden että lämmöneristävyyden ylöspäin:

Ro =

+ R

λ ,B

jossa

= 0,093 m²K/W

Laskelmia tehtäessä ja kiertovesipumpun kokoa valittaessa on tärkeää laskea painehäviö. Jotta painehäviö voidaan laskea, on määritettävä putkien kokonaispituus IHK sekä meno- ja

paluuputket. On tärkeää, että meno- ja paluuputkien syöttöpituus on kaksinkertainen tilan ja jakotukin väliseen etäisyyteen verrattuna (meno ja paluu). Levitystavasta riippuen seuraavat arvot ovat keskeisiä: lH = Reuna-alueen sijoittelumallin putken pituus *

AR+ Mukavuusalueen sijoittelumallin putken pituus * A

Lämmityspiirin keskipituus IHK lasketaan seuraavasti:

jossa

ρ = 0,998 kg/dm³

Määritettäessä lämmityspiirin virtausnopeutta tilan virtausnopeus VH on jaettava

lämmityspiirien lukumäärällä N:

VHK =

On huomioitava, että alueen sijoittelu ja lämmityspiirien lukumäärä määräytyvät valittavan tasoituslaastin mukaan, ts. lämmityspiirien on sovittava tasoituslaastilohkoihin.

Painehäviötaulukosta (ks. Danfossin komposiittiputkien painehäviötaulukko) käy ilmi virtausnopeus lämmityspiiriä kohden VHK ja

putken kitkavastus painehäviönä Δp / m. Jotta voidaan laskea lämmityspiirin kokonaishäviö, arvo on kerrottava lämmityspiirin pituudella. ΔpHK = Δp * l

Yksittäiset lämmityspiirit ovat eri pituisia ja niiden lämpötilaerot poikkeavat toisistaan, jolloin myös painehäviöt ovat erisuuruisia. Painekompensaatiolla varmistetaan, että kaikkiin lämmityspiireihin syötetään tarpeeksi vettä. Virtausta säädetään paluuventtiilillä

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

Virtausnopeuden, painehäviön ja lämpötilaeron välinen korrelaatio

Kynnysarvot

Lattialämmityksen pikaopas

määrittämällä virtaus per minuutti (ts. yksittäisten lämmityspiirien virtausvolyymi [l/h] jaetaan luvulla 60 [min.]).

Mitä pienempi lämpötilaero

sitä suurempi virtausvolyymi

▪

sitä suurempi väliaineen virtausnopeus

▪

sitä suurempi painehäviö.

▪

Suurin sallittu syöttölämpötila ei saa ylittää

▪

55 °C käytettäessä märkää sementtiä ja kalsiumsulfaattitasoituslaastia.

Lämmityspiirien pituus ei saa ylittää 90

▪

metriä käytettäessä 16 mm:n putkia ja 130 metriä käytettäessä 20 mm:n putkia.

Optimaalinen lämmityspiirin pituus on 80 m

▪

käytettäessä 16 mm:n putkia ja 120 m käytettäessä 20 mm:n putkia.

Lattialämmitysjärjestelmän nopea ja helppo mitoitus

Danfossin verkkopohjaisella lattialämmityksen mitoitusohjelmalla lämmitysjärjestelmän oikean mitoituksen saa laskettua parissa minuutissa. Muutaman perustiedon pohjalta helppokäyttöinen työkalu ilmoittaa kaikki tarvittavat tiedot järjestelmän suunnitteluun, tuotevalintaan ja toteutukseen liittyen. Danfossin lattialämmityksen mitoitusohjelma onkin erittäin hyödyllinen väline niin järjestelmien tarjous- kuin toteutusvaiheessa.

Lattian alle asennettavan lämmityksen

kokonaisvesimäärä lasketaan kertomalla kaikkien

lämmityspiirien pituus IHK kertoimella 0,113 (l/m).

Lämpötilaeron suurentaminen pienentää

virtausnopeutta.

Yli 250 mbar:n painehäviötä ei saa ylittää,

▪

sillä kiertovesipumpun on ylläpidettävä painekorkeutta ja kestettävä lämmityspiirien ja koko järjestelmän painehäviöt (jakotukki, sen venttiilit, meno- ja paluuputket, sekoitusventtiilit jne.)

Maksimi menovedenlämpötila ei saa olla yli

▪

50 °C käytettäessä kipsilaastia.

Käsikirja Lattialämmityksen suunnittelu

OY Danfoss Ab Kivenlahdentie 7 02360 Espoo Puh: 0207 569 220 Faksi: 0207 569 230 Sähköposti: lvi@danfoss.fi www.lampo.danfoss.fi

Danfoss ei vastaa luetteloissa, esitteissä tai painotuotteissa mahdollisesti esiintyvistä virheistä. Danfoss pidättää itselleen oikeuden tehdä ennalta ilmoittamatta tuotteisiinsa muutoksia, myös jo tilattuihin, mikäli tämä voi tapahtua muuttamatta jo sovittuja suoritusarvoja. Kaikki tässä materiaalissa esiintyvät tavaramerkit ovat asianomaisten yritysten omaisuutta. Danfoss ja Danfoss logo ovat Danfoss A/S:n tavaramerkkejä. Kaikki oikeudet pidätetään.

Danfoss Lattialämmityksen suunnittelu Compendium [fi]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual