تاريخچه سيستم گرمايش از کف

۶۰ سال پس از ميلاد مسيح به خواص و راحتی گرمايش از کف پي برده بودند. در آن زمان روميان با ايجاد کانال های هو اي گرم در زير زمين و يا با گرم کردن زمين حمام ها با آتش از زير سطح , محيط خود را به شيوه اي بسيار مطلوب گرم مي نمودند.

دو هزار سال بعد (طي ۳۰ سال گذشته) با اختراع سيستمهای هيدرونيک (Hydraunic systems) و پمپ های انتقال سيالات در اروپا، سيستم گرمايش از کف (به خصوص با لوله های PE-X) به يکی از رايج ترين شيوه های مدرن گرمايشي تبديل شد.

آشنايي با سيستمهاي گرمايش از كف با افزايش روز افزون جمعيت و همچنين كاهش منابع انرژي، مصرف بهينه انرژي امري بديهي مي باشد. در اين راستا

نقش سيستم هاي گرمايشي بهينه ساختمان ها و مجتمع هاي مسكوني در كنترل و بهينه سازي مصرف انرژي مهم وقابل تامل مي باشد. سيستم حرارتي گرمايش از كف كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد‏‏‎، درمقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلكه در مقوله رفاه و آسايش ساكنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف

جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است. بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال ۱۹۴۰ نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد

استفاده آن درحمام ها بود. به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است: ۱-گرمايش با هواي گرم ۲-گرمايش با جريان الكتريسيته ۳-گرمايش با آب گرم به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم ( هيدروليك) مقرون به صرفه تر و

خوشايندتر مي باشد. بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين ۳۰ تا۶۰ درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين ۵۴ تا ۷۱ درجه سانتي گراد

است، ۲۰ تا۴۰ درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود. در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك

شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شكل زير مشخص مي باشد). به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود. درروش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود وهوا با دماي كمتري به سقف مي رسد، كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم

مي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود.

همانگونه كه قبلاً اشاره شد در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد كه اين حالت براي كودكان كه داراي اندام كوچكي هستند ناخوشايند است، بطوريكه افزايش البسه آنها براي جلوگيري ازبيماري، آزادي كودكانه آنها را محدود مي كند. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند،رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد. همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف

شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوار ها پاكيزه مي مانند. همين امر در مورد افرادي كه داراي آلرژي (حساسيت) هستند بسيار مورد اهميت است زيرا كه محيط زندگي عاري ازهرگونه محرك خواهد شد. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود. مسئله مهم ديگر اينكه در اين روش رطوبت زمين كه دربعضي ازمنازل منجر به بروز بيماريهاي مفصلي

مي شود از بين رفته و باعث كاهش درد بيماران مبتلا به ناراحتي هايي از قبيل رماتيسم خواهد شد. همچنين از رطوبت ديوارها و كپك زدن آن كه شكل خوشايندي ندارد جلوگيري مي شود و ديگر اينكه در اين سيستم جايي براي رشد و تكثير حشرات موزي وجود ندارد. يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت. شايد به نظر آيد كه به هنگام نصب سيستم كف خواب ديگر نمي توانيد پوشش مورد علاقه تان را براي كف انتخاب كنيد! ولي اين طور

نيست. مطمئن باشيد كه شما مي توانيد براي پوشش كف منزل خود از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كنيد بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط شما بگذارد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريكه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله

زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده كرد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود .
سیستم گرمایش از کف چیست؟
این مثل تمام سیستمهای گرمایشی دیگر جهت گرمایش و ایجاد دمای مناسب جهت انسانها استفاده می شود و مثل تمام آنها احتیاج به بررسی پروژه و طراحی و اجرا با نظارت مهندس تاسیسات دارد.
فکر نکنید این سیستم از تاریخ هشتم اسفند ماه هشتادو پنج وارد صنعت تاسیسات شده بلکه این سیستم از زمان رومیان قدیم و حتی در ایران خودمان رواج داشته و به صورتهای مختلف استفاده می شده ولی به علت نبود تجهیزاتی که در حال حاضر وجود دارد بیشتر برای گرمایش حمام ها استفاده می شده پس این یه سیستم قدیمی که جواب خود را پس داده است البته به علت ناشناس بودنش هم می رسیم .

بعد از پیشرفت علم تاسیسات و سیتمهای مختلف تهویه مطبوع و ساخت مواد و لوله های مقاوم تر در اوایل قرن ۲۰ میلادی در آمریکا و اروپا این سیستم با لوله های فولادی و مسی گسترش پیدا کرد اما طولی نکشید که کار متوقف شد چرا؟

بعلت اینکه این سیستم زیر کف کار می شه (در مورد کار شدن زیر کف حرف دارم) و به وسیله سیمان یا پارکت یا هر پوشش دیگری روی لوله ها پوشیده می شه و دسترسی به لوله ها سخت است احتیاج به یک لوله مقاوم داریم که خیالمون از بابت تعمیرونگهداری راحت باشه خب لوله های آهنی که زنگ می زنه پس بدرد نمی خورن اما لوله های مسی بسیار خوب هستن بجز دو مورد که مورد اول برای پولدارا اشکالی نداره چون جون کارفرما میار بالا اما مورد دوم بعدن بهش می رسیم پس چه لوله ای خوب ؟ تو پست بعدی توضیح می دم.

خب به اینجا رسیدیم که لوله های مسی و فولادی بدرد گرمایش از کف نمی خورد پس چه لوله ای استفاده کنیم در اواخر دهه ۶۰ میلادی دانشمندان غربی به طلای دست پیدا کردن به نام پلیمر پکس یا طلای پلیمر و از اون لوله ساختن این جنس بعلت مقاوت دمای تا حدود ۹۵ درجه سانتیگراد و تحمل فشار خوب و عمر بالا بعلت خورده نشدن و زنگ نزدن کم کم جای خود در میان لوله های بکار رفته در تاسیسات باز کرد.
شاید بشه گفت این لوله مخصوص گرمایش از کف است . اما بازم یه مشکلاتی داره :

۱. کلا پلی اتیلن و شاخه های آن مولوکولهای هوا را از خودش عبور می ده و اکسیژن هوا باعث خوردگی تاسیسات فولادی می شه.
۲.ضریب انبساط طولی لوله های پلیمری مخصوصا پکس بسیار بالاست.( m/mk 0.00014)
شاید بگین که خوب باشه زیر زمین که مشکلی پیش نمیاد و سیمان اطراف لوله جلوی لوله رو سد می کنه. اما اینطور نیست یکی از مشکلات لوله های پلیمری ضربه پذیر بودن است.و لوله با انبساط زیاد در اصل به خودش صدمه می زنه.
اما چاره چیه؟

کاری که دانشمندان انجام دادن این بود که لوله های فلزی و پلیمری را با هم تلفیق کردن
یعنی چی ؟ لوله ای درست کردن به نام لوله پنج لایه تلفیقی شامل یک لایه پکس یک لایه چسب مخصوص یک لایه آلومینیوم یک لایه چسب مخصوص و دوباره یک لایه پکس.

لایه آلومینیوم باعث شد که اکسیژن از لوله عبور نکند و با کمک چسب جلولی انبساط بیش از حد لوله گرفته بشه. .( m/mk 0.000018)
پس بهترین لوله ,لوله های PEX/AL/PEX برای سیستم گرمایش از کف
انواع سیستم گرمایش از کف :

خیلی خلاصه بگم که سه نوع سیستم گرمایش از کف داریم
۱.سیستم گرمایش از کف با هوای گرم
۲.سیستم گرمایش از کف با برق
۳.سیستم گرمایش از کف با آب گرم
یکی یکی بررسی می کنیم . هر تاسیسات کاری می دونه که سیستم های هوائی با اینکه تعمیرات و نگهداری کمتری دارن و اطمینان بالای در استفاده از آنها است ( مسائلی مثل نشتی آب رو ندارن) اما بعلت بازده پائین و حمل کم دما توسط هوا پس مجبور به صرف هزینه زیاد زیر منزل هستیم تا کانالهای بزرگی در کف ساخته بشه که از نظرمعماری هم دچار مشکل می شویم پس این یکی را رد می کنیم و به همین دلایل این روش منسوخ شده
گرمایش از کف به وسیله برق بسیار عالی است از هر نظر نصب آسان و ضخامت کم و تعمیر نگهداری بسیار کم و تمیز بودن سیستم اما هرکس تو ایران کار کرد بر شکست میشه بخاطر مصرف بالای این سیستم . پس با این سیستم هم کاری نداریم
اما گرمایش با آب در هر جای دنیا رواج داره چون میشه بازدهی آن را با تعمیرو نگهداری آن از هم کم و زیاد کنیم و این سیستم رو قبول کنیم
بیشتر از اون سرتونو درد نمی آورم در پست بعدی میگم چرا سیستم گرمایش از کف یک سیستم برتر گرمائی است.
چرا سیستم گرمایش از کف بهترین سیستم است؟
این مورد رو می توانیم از دو منظر بررسی کنیم
یکی از نظر بهینه سازی مصرف سوخت و دیگری از نظر دمای آسایش که باید انسان از اطراف جذب کند مورد اول را بعدا در طراحی این سیستم توضیح می دهم ولی مورد دوم احتیاج به مقدمه دارد.
اگر بدن انسان را مثل یک شیء گرماساز در نظر بگیریم پس مانند هر شیئ گرماساز دیگه انرژی از خودش را آزاد می کنه که در تابستان سعی ما اینست که این انرژی را از بدن دفع کنیم و در زمستان این انرژی را در اطراف بدن حبس کنیم و حتی به بدن انرژی گرمائی لازم را برسانیم.
اما دفع و جذب انرژی از بدن از چهار راه اصلی صورت می گیرد:
۱. انتقال حرارت از طریق جابجائی هوای اطراف که تقریبا طبق نظر علما ۳۰٪ از انتقال انرژی بدن از این طریق صورت می گیره
۲. انتقال حرارت از طریق هدایت و تماس دست با اجسام اطراف که بعلت اینکه این نوع انتقال حرارت برای هر روز و برای اجسام مختلف متفاوت است نمی توان درصد درستی ارائه داد ولی شاید بشه گفت حدود ۵٪

۳. انتقال حرارت از طریق تبخیر که می تونه تبخیر داخلی یا خارجی باشه یعنی از طریق تنفس که بعلت اینکه ما دائم در حال تنفس هستیم(البته امیدوارم باشید) و سطح پوست ما با هوای اطراف در حال تماس است حدود ۲۵٪ از انرژی به این صورت از بدن انتقال پیدا می کنه
۴. انتقال حرارت از طریق تابش . دیدین تو زمستان وقتی منتظر اتوبوس هستین می روید و توی آفتاب قرار می گیرید این یعنی جذب حرارت از طریق تابش که بدن حدود ۵۰٪ از دمای لازم رو از این طریق جذب می کنه.

اگه این اعدادرا جمع کردین نگین که اینا می شه ۱۱۰٪ یعنی چه؟
این اعداد تقریبی بوده مثلا ممکن جذب حرارت در یک روز خاص بخاطر تغییر شرایط گرمایش اطراف ما به ۲۰٪ برسه و همینطور بقیه اما برای اینکه بهتر بشه مطالب را درک کرد این اعداد رو که از علما گرفته بودم اینجا آوردم.
خوب حالا اگه ما بتوانیم سیستمی را انتخاب کنیم که انتقال حرارت آن به میزان داده شده و به روشهای گفته شده باشه دیگه هیچکس از سیستم گرمایشی خودش شکایت نخواهد داشت