گرمایش کفی: مزایا و چالش‌ها

اخیرا بسیاری از سایت‌ها و فروشندگان ایرانی مسایلی را در خصوص معایب استفاده از سیستم گرمایش کفی مطرح کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ایجاد آرتروز، ایجاد مشکلات تنفسی، آسیب به فرش، سرطان! و... اشاره کرد. با توجه به نبود منبع علمی معتبر فارسی در این زمینه، مطالعه‌ای جامع با استفاده از منابع معتبر بین‌المللی و تجربیات فنی داخل کشور صورت گرفته است که در ادامه به بررسی نتایج آن پرداخته می‌شود.

1.        گرمایش کفی چیست:

سیستم گرمایش کفی عبارت است از تعبیه لوله‌های آب گرم و یا کابل برق در کف فضا جهت ایجاد گرمایش تابشی با استفاده از تمام سطح در محیط.

در این نوشتار منظور از سیستم گرمایش کفی، گرمایش با استفاده از آب گرم است که متداول‌تر می‌باشد. در این روش ابتدا کف نهایی ساختمان از زیر و اطراف عایق‌کاری می‌شود، سپس لوله‌ها مطابق الگوهای طراحی شده در کف نصب شده و روی آن با بتن پوشانده می‌شود.

2.       مزایای استفاده از گرمایش کفی:

مزایای بسیاری برای استفاده از این سیستم قابل بیان است که همه‌گی به ذات تکنولوژی آن بر می‌گردد. موارد زیر از جمله این مزایا هستند.

2.1.  کاهش میزان گرد و غبار معلق در هوای محیط: در سیستم گرمایش کفی سهم عمده گرمایش از طریق تابش انجام می‌پذیرد و همرفت تقریبا به صفر می‌رسد (بر خلاف سایر سیستم‌های گرمایشی مانند رادیاتور، فن‌کویل و اسپیلیت‌ها که با ایجاد جریان همرفتی هوای محیط را گرم می‌کنند)؛ در این سیستم دمای کف حداکثر به 29 درجه سانتیگراد می‌رسد که اختلاف چندانی با دمای محیط ندارد و بنابراین جریان گردشی هوا به وجود نمی‌آید. از این رو گرد و غبار محیط که معمولا در کف و روی پرده‌ها تجمع کرده‌اند وارد هوای محیط نشده و فضایی سالم‌تر برای تنفس به وجود می‌آید. تا جایی که بسیاری از منابع پزشکی این سیستم را برای افراد مبتلا به اختلالات تنفسی تنها گزینه سالم می‌دانند.(۱)

همچنین به همین دلیل از سیاه شدن دیوارها و پرده‌ها که با استفاده از رادیاتورها اجتناب‌ناپذیر است نیز جلوگیری به عمل می‌آید. چرا که علت این پدیده نیز جریان هوای بالارونده حاوی گرد و غبار از رادیاتور است.

2.2.  آسایش بیشتر: سیستم گرمایش کفی تنها سیستم گرمایشی است که گرما را در تمام سطح محیط به صورت یکسان توضیع می‌کند. – چرا که منبع گرمایی تمام سطح محیط است –  این در حالی است که در استفاده از سایر سیستم‌ها، در محل‌های نزدیک به منبع گرمایشی دما بالاتر از محدوده آسایش و در محل‌های دورتر پایین تر از این سطح است.

نکته بسیار مهم در مقایسه این سیستم با سایر گزینه‌ها در روش انتقال گرما است. همه سیستم‌های گرمایشی به جز گرمایش کفی برای گرم کردن محیط هوا را گرم می‌کنند، این در حالی است که استنشاق هوای گرم حتی در زمستان نامطبوع است؛ زیرا بدن در زمستان نیز مانند تابستان نیازمند دفع حرارت ناشی از سوخت و ساز از راه تنفس است. ولی از آنجایی که در سیستم گرمایش کفی گرما از راه تابش منتقل می‌شود، دمای هوا در حد مطبوعی حفظ می‌شود و بدن ما با دریافت انرژی تابشی مقداری از دمای خود را حفظ می‌کند. بطور کلی همیشه حضور در محیطی که در آن از گرمایش کفی استفاده شده است، موجب احساس آسایش دمایی ویژه‌ای می‌شود که ناشی از انتباق دمای محیط با پروفیل دمایی بدن انسان است (پاهای گرم‌تر و سر خنک‌تر). شایان توجه است که در روش‌های گرمایشی دیگر به جز سیستم گرمایش کفی، در طول زمستان همواره کف سرد و راه رفتن بدون پاپوش آزار دهنده است.

2.3.  امنیت بالاتر و معماری بهتر: با حذف منبع گرمایشی از محیط، علاوه بر افزودن به زیبایی محیط و آزادی بیشتر در معماری داخلی، سطح داغ و لبه‌های تیز (در مورد رادیاتورها و فن‌کویل‌های زمینی) نیز از محیط حذف شده و امنیت محیط برای کودکان افزایش می‌یابد.

2.4.   عدم نیاز به تعمیر و نگهداری: سیستم گرمایش کفی تنها سیستم گرمایشی است که هیچ نیازی به تعمیر و سرویس دوره‌ای ندارد.

2.5.  صرفه‌جویی بالا در مصرف انرژی: با افزایش بهای انرژی در ایران و سایر نقاط جهان، صرفه‌جویی نیز به مسئله مهمی تبدیل شده است. از آنجایی که دمای آب موجود در سیستم گرمایش کفی حداکثر 55 درجه سانتی‌گراد می‌باشد، (در مقابل دمای حدودا 70 درجه سانتی‌گراد در رادیاتور، فن‌کویل و داکت اسپیلیت) حدودا 30 تا 50 درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌گردد که در بلند مدت علاوه بر تاثیرگذاری در حفاظت از محیط زیست، سیستم را از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر می‌کند.

3.      چالش‌های طراحی و اجرای گرمایش کفی:

سیستم گرمایش کفی در عین سادگی ظاهری، در مرحله طراحی و اجرا بسیار پیچیده است. بطوری که اگر به این پیچیدگی‌ها توجهی نشود، نه تنها از مزایای ذکر شده برای این سیستم خبری نخواهد بود، بلکه خود به مشکلی آزاردهنده تبدیل خواهد شد. با توجه به غیر قابل تغییر بودن سیستم گرمایش کفی پس از پوشیده شدن با بتن، اگر در مراحل ابتدایی دقت کافی معطوف نشده باشد، دیگر هیچ‌گونه اصلاحی قابل برنامه‌ریزی نخواهد بود.

طراحی سیستم گرمایش کفی باید حتما توسط افراد متخصص و با استفاده از نرم‌افزارهای ویژه محاسبه بار حرارتی انجام پذیرد. در هنگام طراحی باید داده‌هایی مانند اقلیم قرارگیری پروژه، جنس و ضخامت دیوارها و سقف‌ها، جنس پنجره‌ها، سطح عایق‌کاری دیوارها و سقف و جنس کف نهایی مد نظر قرار گیرد.

همچنین مجری گرمایش کفی نیز باید آموزش‌دیده، با تجربه و مسلط به نحوه پیاده سازی نقشه‌های طراحی شده این سیستم باشد.

مجددا تاکید می‌شود که در صورتی که سیستم گرمایش کفی توسط افراد متخصص طراحی و اجرا نگردد، به هیچ وجه نمی‌تواند عملکردی را که از آن انتظار می‌رود تامین کند.

4.       معایب سیستم گرمایش کفی:

هر تکنولوژی جدیدی به همراه مزایایی که همراه خود به ارمغان می‌آورد، حساسیت‌هایی نیز در بر دارد که باید قبل از انتخاب مد نظر قرار گیرد.

4.1.  تاخیر در گرمایش اولیه: شاید اصلی‌ترین مشکل در استفاده از سیستم گرمایش کفی این باشد که پس از روشن شدن سیستم، تا رسیدن دما به سطح ایده‌آل حدود 8 تا 12 ساعت زمان نیاز است. در صورتی که در سیستم‌هایی که با استفاده از پرتاب هوای گرم عمل گرمایش را انجام می‌دهند، حدودا یک سوم این زمان صرف خواهد شد. البته در استفاده از رادیاتور عملا تفاوت چندانی وجود ندارد.

البته این مسئله تنها در صورتی به چشم می‌آید که سیستم در طول زمستان مدتی خاموش بماند. در این صورت نیز می‌توان با نصب سیستم‌های هوشمند کنترل از راه دور تاسیسات، سیستم گرمایش کفی را از چند ساعت قبل از زمان ورود به محل روشن کرد و مشکل را حل کرد.

4.2.  افزایش ارتفاع کف تمام شده: با توجه به عایق کاری و بتن کاری زیر و روی لوله‌ها در سیستم گرمایش کفی، ارتفاع کف نهایی بین 7 تا 10 سانتی‌متر افزایش می‌یابد که باید این مسئله در طراحی ساختمان و به خصوص در نصب درها مد نظر قرار گیرد.

4.3.   افزایش وزن ساختمان: وزن لوله‌های پر از آب سیستم گرمایش کفی به همراه وزن بتن پوشاننده آن به بار مرده ساختمان اضافه می‌شود. البته این وزن در ساختمان‌های کوچک قابل چشم‌پوشی است، ولی در ساختمان‌های بلند باید در مرحله طراحی سازه مد نظر قرار گرفته باشد.

• برخی سوالات متداول در خصوص سیستم گرمایش کفی:

در ادامه به برخی سوالات که در خصوص استفاده از سیستم گرمایش کفی مطرح می‌شود پاسخ داده می‌شود.

• آیا سیستم گرمایش کفی به کف‌پوش‌های چوبی (پارکت) آسیب وارد می‌کند؟

- در صورت تمایل به استفاده از سیستم گرمایش کفی در کنار نصب پارکت باید توجه شود حتما از محصولاتی استفاده شود که در کاتالوگ آنها ذکر شده که برای استفاده با گرمایش کفی مناسب هستند. در صورت استفاده از کفپوش‌های چوبی نامرغوب، در دراز مدت به کفپوش مورد استفاده آسیب وارد می‌شود. ضمن اینکه به دلیل عایق بودن چوب، باید ظرفیت گرمایی بالاتری برای گرمایش چنین محیط‌هایی توسط طراح سیستم گرمایش کفی در نظر گرفته شود.

• آیا استفاده از این سیستم منجر به افزایش گرد و غبار معلق در فضا می‌شود؟

- همانطور که در بند 2,1 ذکر گردید، سیستم گرمایش کفی نه تنها موجب افزایش ذرات معلق موجود در فضا نمی‌شود، بلکه به دلیل کاهش اختلاف دمای منبع گرمایشی با محیط عملا سلول همرفتی که باعث بلند شدن غبار از کف می‌شود حجم این ذرات در هوا را کاهش می‌دهد.(۱)

• آیا استفاده از گرمایش کفی موجب بیماری‌های مفصلی می‌شود؟

- در این خصوص ذکر این نکته لازم است که دمای کف در سیستم گرمایش کفی حدود 27 تا 29 درجه سانتی‌گراد است. این دما تقریبا معادل با دمای کف در تابستان است. نه تنها هیچ سند معتبر علمی وجود ندارد که ثابت کند راه رفتن بر روی سطحی با این دما می‌تواند منجر به ایجاد مشکل در سیستم عصبی و یا گردش خون و یا بیماری‌های مفصلی شود، بلکه قطعا با توجه به نزدیک بودن این درجه حرارت به دمای سطح کف پا مطمئنا به لحاظ بهداشتی بسیار مناسب‌تر از راه رفتن بر روی سطحی سرد (در گزینه استفاده از سایر سیستم‌های گرمایشی) خواهد بود.(۱)

• آیا سیستم گرمایش کفی در دراز مدت به فرش‌ها آسیب می‌زند؟

- همانطور که در پاسخ به سوال قبلی ذکر شد، دمای کف در این سیستم بسیار شبیه دمای کف در تابستان است و از این رو مطمئنا آسیبی به فرش‌ها وارد نخواهد کرد.

در پایان یادآور می‌شود که سیستم گرمایش کفی بهترین و ایده‌آل‌ترین روش برای گرمایش داخلی ساختمان است، البته به شرط آنکه حساسیت‌های لازم از زمان طراحی و ساخت ساختمان تا طراحی و اجرای این سیستم مدنظر قرار گرفته باشد.

(۱) جهت مطالعات بیشتر در خصوص مزایای بهداشتی گرمایش کفی به منابع زیر رجوع شود:

      ۱. http://www.hivehealthmedia.com/is-underfloor-heating-a-healthy-alternative-to-convential-heating/

      ۲. http://www.streetdirectory.com/travel_guide/32308/home_improvement/the_benefits_of_underfloor_heating.html

سهیل برهانی

17/09/1393