Lankkulattia ja lattialämmitys, osa 2

Lankkulattiahaaste jäi vielä kaivelemaan insinöörinvikaista mieltä. Erityisesti siinä jäi kaivelemaan lattialämmitys ja puulattian eläminen. Googlettamalla tuli vastaan kasa hyviä linkkejä. Erityisesti Matti Poussan dippatyö: ”Lämmitetty massiivihavupuulattia”. Työ on tosi kattava, ja kyllä siinä menikin muutama ilta sitä kun sitä yritti ymmärtää.

Lattialämmitys

Lattialämmityksen perusajatus on, että lattiaa lämmittämällä saadaan lämmitettyä huoneilma. Nykyisten eristysvaatimusten mukaan rakennettujen omakotitalojen lämmöntarve on noin 30-50 W/m². Lämmön tuottamiseksi lattialämmitetyn lattian pintalämpötila tulee olla 23–25 °C, kun huonelämpötila on 20 °C.

Lattian lämmittäminen alkaa lattialämmityskaapeleissa kulkevasta vedestä, josta lämpö johtuu ensin pintalaattaan ja askeläänieristeen kautta lankkuihin. Lankku, askeläänieriste ja vähäinen ilma välissä ovat kaikki eristeitä, jotka vastustavat lämmön johtumista.

Eri materiaaleilla on omat lämmönjohtavuus kertoimensa, jotka on esitetty muodossa W/m°C tai W/mK. Materiaalin lämmön johtumisen vastus on: d/λ, jossa d on materiaalin paksuus metreinä, ja λ (lamda) on materiaalin lämmönjohtavuus. Eli paksumpi materiaali vastustaa lämmön johtumista enemmän.

T_p = T_el – (R₁ + R₂ + R₃ …) * T_el

tai (tästä on myöhemmin hyötyä):

T_p = (1 – (R₁ + R₂ + R₃ …)) * T_el

missä:
T_p = lattian pintalämpötila °C
T_el = lämpöelementin pintalämpötila °C
R_n = lattiamateriaalikerroksien lämmönvastukset

Jos vesikiertoinen lattialämmitys on asennettu pintalaatan sisälle, katsotaan koko pintalaatta lämmönlähteeksi. Poussa ei ota suoraan kantaa miten pintalaatan lämpötila voidaan laskea lämmitysveden lämpötilasta. Mittausesimerkeistä voidaan kuitenkin havainnoida, että pintalaatan lämpötila on noin 85-90 % veden lämpötilasta.

Lämmönvastukset lasketaan jokaiselle materiaalikerrokselle erikseen ja summataan yhteen. Kun vertailin Poussan lopputyön mittaustuloksia laskennallisiin arvoihin huomasin, että lähes kaikissa mittauksissa oli noin 0,11-0,13 kokoinen virhe vastuksen määrässä. Uskon, että ilma pitää ottaa huomioon ainakin kelluvan lattiarakenteen kanssa, ohuen ilmakerroksen lämmönvastus on nimittäin 0,11.

Ja sitten vihdoin laskentaesimerkkiin! 45 °C lattialämmitysvesi, 2 mm (0,002 m) askeläänieristys, 33 mm (0,033 m) kuusilankku, asennettu kelluvana.

T_el = 45 °C * 85 % = 38,35 °C.
ilman lämmönvastus = 0,11 m²°C/W
askeläänieristeen lämmönvastus = 0,002 m / 0,04 W/m°C = 0,05 m²°C/W
lankun lämmönvastus = 0,033 m / 0,12 W/m°C = 0,275 m²°C/W

T_p = 38,25 °C * (1 – (0,11 + 0,05 + 0,275)) m²°C/W
T_p = 21,61 °C

Eli tuolla saisi lämmitetyä huoneilman noin 16,5 °C, joka on aika vähän. Oikeastaan haluamme tietää mikä olisi lattialämmityksen kiertoveden lämpötila, jotta saisimme huoneen lämpötilan 20 °C. Se kertoo paremmin onko rakenne mahdollinen. Elementin lämpötilan voi laskea näin:

T_el = T_p / (1 – (R₁ + R₂ + R₃ …))

Ja jos otetaan huomioon, että lämmityselementin lämpö on 85 % (0,85) lämmitysveden lämpötilasta, saadaan:

T_vesi = Tp / (1 – (R₁ + R₂ + R₃ …)) / 0,85
T_vesi = 25 °C / (1 – (0,11 + 0,05 + 0,275)) m²°C/W / 0,85
T_vesi = 52,06 °C

Vähän korkea. Löysin maininnan, että maksimi veden kiertolämpötila olisi 50 °C. Aikaisempaa kaavaa solveltaen  saadaan lattian pintalämpötilaksi 24,01 °C, jolloin huone ilma olisi 19 °C, joka riittänee.

Muita huomioon otettavia asioita

Monien lattiamateriaalien yhteydessä on mainittu, että niiden maksimi sallittu pintalämpötila on 27 °C. Puulattioissa korkeampi lämpötila aiheuttaa liikaa kuivumista, ja laattojen kohdalla se on lämpötila, jonka jälkeen laattojen pinta on jalalle epämukava.

Muutamissa lattialämmitys asennusohjeissa mainitaan lattiamateriaalin maksimi paksuudeksi 28 tai 30 mm, jolloin aikasemman kaavan mukaisesti lämmitys veden lämpötila on aika lailla 50 °C.
T_vesi = 25 °C / (1 – (0,11 + 0,05 + 0,23)) m²°C/W / 0,85
T_vesi = 49,85 °C

Ruotsalaisen ohjeistuksen mukaan tuo 50 °C olisi lämmitysveden maksimi, mutta en löytänyt tietoa onko tuo 50 °C jotenkin kriittinen lämpötila esim. varaajan kannalta. Ohjeiden mukaan lattialämmitysputket kestävät jatkuvaa lämpötilaa 60-70 °C, riippuen valmistajasta. Asennusohjeiden mukaan perinteisessä lämmityksessä (tarkoittaisiko sitten pattereita) kiertävä vesi on 55 °C, ja lattialämmityksessä tavoite olisi 30-40 °C.

Mitä suurempi lämpötila, sitä enemmän lämpöä menee harakoille (tai myyrille). Sama lämmönjohtumisen kaava pätee möys lattiasta alaspäin, tosin sinne suuntaan on yleensä paljon paremmat eristeet kuin puulankku. Alas mennessään lämpö ei tule huonetta lämmittämään vaan se lämmittää talon alapuolta. Kun kiertoveden lämpötila on 30 °C, häviö on luokkaa 4W/m2, 45 °C veden lämpötilalla häviö on noin 7 W/m², kun 55 °C se on lähes 9 W/m².

Vertailukohdaksi laattalattian pintamateriaalin lämmönjohtavuus on 1,20 W/m°C, jolloin 10mm laatan vastus on 0,008 m2°C/W. Koska laattaa asennettaessa ei jää ilmarakoa,

T_vesi = 25 °C / (1 – (0,008)) m²°C/W / 0,85 = 29,65 °C

Tuolloin häviö on vain 4,2 W/m2. Lattialaatan hyvä lämmön johtavuus tarkoittaa myös sitä, että se tuntuu lämmittämättömänä kylmältä.

Yhteenveto

Kyllä lattialämmitys ja lankkulattia yhteen soppii!

Koitetaan tähdätä noin 30 mm rakenteeseen. Vaihtoehdot olisivat silloin 33 mm lankku ponteista liimattuna, tai lauta 20 mm ja veneri 12 mm -rakenne.

Meillä lämmönlähden talvisin on vesitakka, josta 25 % lämmöstä säteilee huoneeseen. Jos takka tuottaa 15 kW tehoa, niin se tarkoittaa 3,75 kW suoraan huoneeseen tai noin 30 W per neliö. Tämä lämpö ei tietenkään jakaannu tasaisesti koko huoneistoon, vaan lämmittänee pääasiassa olohuonetta ja keittiötä. Meillä on tapana nukkua viileässä, noin 15-18 °C, joten epätasainen lämmönjakautuminen ei meidan tapauksessa ole ongelma.

Lautalattia vaihtoehtona taitaa kaiken kaikkiaan olla fiiliskysymys. Jos haluaa lämmityksen kannalta tehokkaamman ratkaisun, niin laatta tai ohuempi parkettimainen vaihtoehto olisi varmaan tehokas. Ekologisuus ja hiilijanajälki on aika hankalaa arvioida. Siihen kun vaikuttaa niin materiaalin valmistaminen, sen aiheuttamat kulut talon energiankäyttöön, sekä lopuksi materiaalin kierrättäminen talon elinkaren päätteeksi.

Me ehdottomasti haluttiin kuusilattia. Voi olla, että lankku vaihtuu vielä lautaan. Seuraavaksi vielä vähän pohdintaa puun elämisestä, niin eiköhän tämä lattia pohdinta ole sitten siinä.

---

Lähteenä pääasiassa Matti Poussan dippatyö. ”Trägolv på golvvärme” on loistava opus, löysin sattumalta sen englanniksi tätä kirjoittaessa. Tässä muita käteviä linkkejä:

• Matti Poussa, Lämmitetty Massiivihavupuulattia, 2006
• Uponor Lattialämmityksen asennus- ja käyttöohje, 2010
• Wooden floors over underfloor heating (Trägolv på golvvärme), 2005

Advertisement