חימום אידיאלי

חימום אידיאלי

חימום תת-רצפתי הינו שיטת החימום הנעימה והחסכונית ביותר – חלק א'

מהנדס מערכות יוסי לאור
נושא חימום הבית נמצא על סדר יומם של ארגונים ירוקים ושל גופים ממשלתיים, משרדי אנרגיה ואיכות סביבה.
לצריכת אנרגיה יש השפעה עצומה על איכות הסביבה, כדי לייצר אנרגיה אנחנו בדרך כלל שורפים דלק בתהליך המשחרר לסביבה גזים, קצתם רעילים ורובם תורמים לאפקט החממה.

מרכיב נכבד בהוצאות 

לפי סקר משרד האנרגיה האמריקאי כ- 15% מצריכת האנרגיה בארה"ב מושקעת בחימום בתי מגורים. הערכים ברוב הארצות המפותחות דומים למדי. 
בישראל צריכת האנרגיה לחימום קטנה יותר, תודות לאקלים החם, אך עדיין תקציב החימום הוא מרכיב נכבד בהוצאות משק הבית ובהוצאות המגזר העסקי, חנויות, משרדים, מלונות בתי חולים ועוד.
פוטנציאל גדול לחיסכון קיים בשלושה מסלולים מקבילים: האחד שיפור בידוד הבית, השני שיטת החימום והשלישי מקור האנרגיה לחימום.
בפרסומים שונים של ארגונים "ירוקים" זוכה שיטת החימום תת-רצפתי להמלצה בתור השיטה המועדפת – במאמר זה אנסה להסביר מדוע ואתייחס לשלושת מסלולי החיסכון הללו.
 

השיטה היעילה ביותר 

מכיוון ורוב הארצות המפותחות הן בעלות מזג אוויר קר מאשר בישראל, נדמה ששימוש בטכנולוגיה מערבית לחורף ישראלי עונה על הצרכים. ההבדלים במקורות האנרגיה, באקלים, במחירים, בחומרי בניה, דרישות תכנון שונות ומסורת בניה שונה עלולים לגרום לכך שמערכת יעילה באירופה או יפן תהיה לא מוצלחת בישראל. למרות כל אלו  – גם בישראל חימום תת-רצפתי היא לרוב השיטה היעילה ביותר.
מערכת חימום תת-רצפתי מיושמת על ידי מערך של צינורות מים חמים או גופי חימום חשמליים ברצפה, קרוב לפני הריצוף. מתחת לצנרת או גופי החימום יש שכבת בידוד.  התקנת החימום התת-רצפתי חייבת להתבצע לפני הנחת הריצוף ולכן אפשר להתקינה רק במהלך בניית הבית. בבית קיים זהו תהליך הכרוך בהחלפת הריצוף. חימום המים בצנרת החימום תת-רצפתי נעשה באמצעי מהסוג המשמש למערכות הסקה. אם החימום תת-רצפתי מיושם באמצעות גופי חימום החשמליים, אלו יהיו מחוברים לנקודת חשמל בחדר המחומם.
יתרונות וחסרונות – קל למצוא רשימת יתרונות של חימום תת-ריצפתי, נראה שנכתבו על ידי מי שקשור לספקי מערכות כאלו. ברשימה להלן מנויים גם יתרונות שהמשווקים השמיטו וכוללת גם מגבלות וחסרונות.

יתרונות

1. תחושת הנוחות התרמית תלויה גם בטמפרטורה של האוויר וגם בטמפרטורה של הקרינה. הנוחות התרמית הטובה ביותר מושגת אם שני הערכים האלו שווים. חימום תת-רצפתי גם מחמם את האוויר וגם מקרין חום בחדר, שניהם במידה שווה.
2. מערכת חימום תת-רצפתי שולטת בו זמנית גם בטמפרטורה האוויר וגם בקרינה, זאת אומרת שהפרמטר המבוקר הוא הפרמטר שנחוץ לדייר – תחושת הנוחות התרמית. הדבר נכון הן במערכות חשמליות בהן הבקרה היא של הזרם בכבלי החשמל והן במערכות מים בהם הבקרה היא של זרימת המים או של הטמפרטורה שלהם.
3. אדריכלות ויופי – כל אמצעי החמים האחרים יוצרים הפרעה לשימוש בחדר או לריהוטו, החימום תת-רצפתי נסתר ולרוב גם אינו גוזל מהגובה נטו של החדר. 
4. תנועת אוויר איטית - מבין שיטות החימום השונות, מזגן ותנור-מאוורר (Fan Heater) גורמים לתנועת אוויר מרבית, פחות מהם קמינים ותנור גז ונפט, עוד פחות רדיאטורים וקונווקטורים ואילו בחימום תת-רצפתי היא הנמוכה ביותר. הגורם הקובע את מהירות האוויר הוא מידת הצורך באוורור החדר. לתנועת האוויר יש שתי השפעות: האחת, ככל שתנועת האוויר מהירה יותר החימום פחות יעיל (מאורר בקיץ עוזר לנו להרגיש פחות חם) וגם פחות נעים. ההשפעה השנייה תחושת יובש. 
5. כל חימום גורם לייבוש האוויר, החימום תת-רצפתי מייבש את האוויר פחות מאשר אמצעי החימום אחרים. רק תנורים פתוחים, קמינים ותנורי נפט או גז מטלטלים מייבשים את האוויר פחות ממנו, משום שהגזים שהם פולטים מכילים אדי מים. לחות נמוכה מקטינה או מונעת עיבוי על החלונות, בתוך הקירות ובתוך חלל הגג. אולם לחות נמוכה מ-40% גורמת לעליית חלקיקי אבק ואלו מצידם גורמים לתחושת יובש ולעקצוץ בדרכי הנשימה. תנועת חלקיקי האבק מוגברת ככל שתנועת האוויר מהירה יותר. וכאמור בפסקה הקודמת חימום תת-רצפתי מניע את האוויר לאט יותר מכל שיטה אחרת.
6. רוב או כל שטח הרצפה של החדר משמש כגוף חימום, זהו למעשה רדיאטור גדול וכתוצאה הטמפרטורה בחדר אחידה בכל שטחו. לכאורה זהו חסרון. לו בחדר היה רדיאטור היינו מניחים את התינוק לידו, אבל אז התינוק היה סובל מכך שהטמפרטורה סביבו לא אחידה.
7. פילוג הטמפרטורה לגובה החדר הוא כזה שהטמפרטורה המרבית היא על הרצפה וסמוך אליה והטמפרטורה יורדת עם גובה החדר. סקרי נוחות תרמית מצביעים על כך שמרכיב חשוב בנוחות הוא אחידות בטמפרטורה בכל הכיוונים, במיוחד לא נוח המצב בו הטמפרטורה בגובה הראש גבוהה מזו שבגובה הקרסוליים, ההיפך דווקא לא. האמרה העממית "אם חם ברגליים חם בכל הגוף" מייצגת אמת שאושרה במחקרים: אדם שוכב זקוק ליותר חום מאשר יושב, ואדם הולך זקוק לעוד פחות חום. כאן לחימום התת-רצפתי יתרון עצום, משום שאדם שוכב גם חושף שטח גדול יותר מול מקור החום וגם קרוב יותר לחום, ולהיפך לגבי אדם עומד או הולך. לתופעה הזו יש רווח גדול במיוחד במוסדות רפואיים או בתי אבות. החום שהדייר או המאושפז זקוק לו חם מדי עבור סגל בריא ועובד.
8. פילוג הטמפרטורה האופייני לחימום תת-רצפתי תורם ליעילות, שהרי החום השורר בחדר מעל גובה הראש אינו מועיל לנו אבל אנחנו משלמים עבורו.
9. חלק גדול יותר של המסה התרמית (לאמור קיבול החום) של הבניין מופעל על ידי החימום תת-רצפתי ובזכות זאת הטמפרטורה יציבה לאורך הזמן. המערכת לא רגישה להפסקות בפעולתה, אם בגלל הפסקת חשמל או שינויים אחרים.
10. מרגע שהחדר הגיע לטמפרטורה הרצויה, גם ירידה פתאומית בטמפרטורה הסביבה לא תגרום לצריכת אנרגיה מוגברת כי המסה התרמית מייצבת את הטמפרטורה.
11. אין צורך במתקנים בתוך השטח המחומם, החיבור אל המערכות בחוץ פשוט ונוח.
12. מערכת החימום סגורה ואטומה מתחת לרצפה – אפשר לשטוף, לנקות ולחטא. יתרון חשוב בבתי-מלון, מוסדות רפואיים וכדומה. גם בבית פרטי מקל על הניקיון.
13. ספיקות אויר נדרשות נמוכות - רק מה שנחוץ לאוורור, ולכן:
13.1. מעט הפסדי חום לסביבה.
13.2. מקל על מיגון בפני טרור ביולוגי
13.3. אין הפרעות לשילוב עם מסנני אוויר, מוסיפי לחות וכדומה.
14. מערכת שקטה לחלוטין, אפילו יותר מרדיאטורים.
15. ניתן להפעלה על ידי מספר סוגי תשתיות: חשמל, מים חמים. 
16. הטמפרטורה של גופי החימום נמוכה. אין צורך בדיוק ובאחידות של הטמפרטורה -  התכונות האלו מזמנות מגוון אפשרויות הפעלה על ידי מערכות חסכוניות וידידותיות לסביבה.
17. שכבת הבידוד אותה חייבים ליישם מתחת לחימום התת-רצפתי תורמת לבידוד האקוסטי (לא תמיד, תלוי בסוג החומר, ומותנה בהעדר מרווחי אוויר).
 

חסרונות

1. יקר בהתקנה.
2. זמן תגובה איטי, כשעה עד ארבע שעות עד הגעת המערכת לטמפרטורה הרצויה. אם הגעת הביתה ביום חורף קר, לאחר מספר ימי היעדרות מהבית, השאר את המעיל עליך.
ולהיפך, אם שמש חורפית בהירה מחממת את הבית דרך חלונות גדולים, בבית יהיה חם מדי.
3. מועד התקנה - אפשרית רק לפני הריצוף. כלומר, או במהלך הבניה או כחלק מתהליך של החלפת הריצוף.
4. הנחת שטיח או רצפת פרקט מורידה את היעילות משום שהשטיח או הפרקט בהיותם מבודדים מקטינים את זרימת החום לחדר.
5. קושי בהתקנה – בהשוואה לשיטות חימום אחרות:
5.1. ההתקנה פשוטה יותר מאשר מערכת מיזוג. השוואה למזגן, במזג אוויר ים-תיכוני היא לרוב לא רלוונטית, כי את המיזוג ממילא מתקינים עבור הקיץ, וכעת כאשר יש לנו מזגן כדאי להשתמש בו גם בחורף (כאן המקום להעיר שיישום נכון של חימום באמצעות אוויר חם צריך לכלול תעלות המוציאות את האוויר החם סמוך לרצפה, דבר נדיר בישראל).
5.2. קשה יותר להתקנה מאשר רדיאטורים.
5.3. בדרך כלל מסובך יותר מאשר קמין (תנור עם ארובה), תלוי באופי המבנה ובחלוקה הפנימית.
5.4. הפשוט ביותר אלו אמצעי חימום מיטלטלים כגון רדיאטור חשמלי נייד.
6. המערכת גורמת להגבהת הרצפה. כלומר, להפסד בגובה נטו של החדר. גובה הריצוף ללא חימום תת-רצפתי מוכתב למעשה על ידי מספר פריטים בודדים, למשל מקום הצטלבות של שני צינורות. ניתוב מושכל של צנרת החימום תת-רצפתי יעקוף את אותן הנקודות, ואם יש צורך אפשר גם לבצע חתך מקומי בשכבת הבידוד. כך שלרוב לא יגרע מגובה החלל.
7. תיקון הצנרת או גופי החימום מחייב הרמת הריצוף. המערכת רגישה לפגיעות במיוחד בפרק הזמן שבין הנחת הצנרת או הכבלים ועד גמר הריצוף. גם לאחר גמר הריצוף, קידוח ברצפה עבור מעצור לדלת או עבור מסלול למחיצת גבס, עלול לגרום לתקלה שקשה לאתר ולתקן.
8. בארצות קרות הרצפה נדרשת להיות בטמפרטורה של מעל ºC30, דבר המעודד התפתחות פטריות והזעה בכפות הרגליים. התופעה הזו, הנחשבת באירופה ובצפון אמריקה לחסרון חמור של החימום תת-רצפתי, כמעט ולא קיימת בארץ, לפחות לא בבית המבודד לפי התקן.
9. בהתקנה מתחת לפרקט, יש לוודא אצל ספק הפרקט שאכן הפרקט מתאים להתקנה כזו. אם החימום התת-רצפתי מותקן מתחת לרצפה העשויה מעץ הכרחי שהעץ יהיה יבש לחלוטין, אחרת הרצפה תתעוות.
מפאת קוצר היריעה, חולק המאמר לשני חלקים. החלק הבא והאחרון יוקדש לניתוח השוואתי מעמיק בין חימום תת-רצפתי מבוסס מים וחימום תת-רצפתי מבוסס חשמל וסיכום הנושא החשוב.
 










פי.סי.חץ