Jak ogrzewać by się ogrzać

Wydawało­by się, że cała filo­zofia w ogrze­wa­niu to kupić odpowied­nio dużo opału, a potem szu­flować go do kotła, by mieć stale ciepło. Jedyny sposób na oszczęd­ność to wdzi­ać kalesony i swetry po czym obniżyć tem­per­aturę w domu. Czy to na pewno jest jedy­na i słusz­na dro­ga?

Naprawdę eko­nom­iczne ogrze­wanie wyglą­da nieco inaczej niż się powszech­nie uważa. Marznię­cie przez więk­szość dnia czy zatykanie kratek wenty­la­cyjnych by nie uciekało ciepło to pozornie log­iczne, ale per sal­do szkodli­we dzi­ała­nia. Dużo lep­sze efek­ty daje zrozu­mie­nie jak budynek nagrze­wa się i traci ciepło, i jak moż­na się do tego dos­tosować, by te zjawiska pra­cow­ały na naszą korzyść.

Ciągnie po nogach

Z biegiem cza­su człowiek wys­taw­iony na ciągłe waha­nia tem­per­atur: od zim­nego poran­ka po zbyt ciepłe popołud­nie musi zadać sobie pytanie: czy nie mogło­by być zawsze ciepło? Najlepiej niezbyt ciepło? I zaraz doda: a przy tym żeby nie było drożej! Gonit­wa myśli i wniosek: NIE DA SIĘ! To niemożli­we! Prze­cież jeśli będę grzał dzień i noc, to tym bardziej zro­bię z domu saunę. Co gorsza, nim to nastąpi, zbankru­tu­ję na opale. Muszę oszczędzać, a oszczęd­ność musi boleć, więc ubiorę pod­wójne kalesony i jakoś przetrzy­mam trud­ny okres.

fot. uufs.net

To nie jest właś­ci­wa dro­ga do oszczęd­noś­ci na ogrze­wa­niu. Fot. uufs.net

Coś mi tu ciąg­nie zim­nem po nogach. Wezmę gazetę i zatkam krat­ki wenty­la­cyjne…

Fizyka na ratunek

Ogrze­wa­jąc budynek dążymy do tego, aby w środ­ku było stale ciepło. Wydawać by się mogło, że o kom­for­cie cieplnym decy­du­je głównie tem­per­atu­ra powi­etrza, ale tak nie jest. Duży wpływ ma tem­per­atu­ra otacza­ją­cych przed­miotów, a ponieważ najwięk­szym z nich jest sama kon­strukc­ja budynku, dlat­ego decy­du­ją­ca o odczu­ciu ciepła jest tem­per­atu­ra ścian.

Wykres komfortu cieplnego

Wykres kom­for­tu cieplnego

Powyższy wykres pokazu­je, że odczu­cie kom­for­tu cieplnego w domu zależy i od tem­per­atu­ry powi­etrza, i od tem­per­atu­ry ścian, a gdy ściany są wychłod­zone, trze­ba to nadro­bić wyższą tem­per­aturą powi­etrza. Łat­wo to zaob­ser­wować gdy prze­by­wa się w budynku, który przez parę zimowych dni pozbaw­iony był ogrze­wa­nia. Gdy zacznie się go ostro grzać, ter­mometr poko­jowy szy­bko skoczy do góry. Ale jeszcze przez długie godziny czuć chłód. To przez wyz­iębione mury.

Dlaczego grzanie murów dłu­go trwa? Każdy w szkole słyszał o czymś takim jak ciepło właś­ci­we. Poję­cie to mówi tyle, że aby pod­nieść tem­per­aturę różnych sub­stancji o jeden stopień potrzeb­ne są bard­zo różne iloś­ci energii. Różne nier­az o kil­ka rzędów wielkoś­ci. Duża różni­ca pod tym wzglę­dem jest między powi­etrzem a mate­ri­ała­mi budowlany­mi, zwłaszcza ceramiką (cegła­mi, pus­taka­mi, kamie­niem), z której zwyk­le budu­je się u nas domy. W odniesie­niu do takiej samej obję­toś­ci 1 litra ciepło właś­ci­we wynosi:

  • dla powi­etrza — 1,3J/K
  • dla cegły — 2000J/K

Różni­ca to trzy rzędy wielkoś­ci! Ilość ciepła potrzeb­ną do pod­grza­nia całego powi­etrza w poko­ju moż­na zmieś­cić w raptem kilku cegłach.

Oznacza to, że ściany budynku mają ogrom­ną pojem­ność cieplną. Jest to prob­lem i zale­ta jed­nocześnie — zależy czy umie się to wyko­rzys­tać, czy próbu­je z tym wal­czyć. Prob­lem, bo nagrze­wanie murów trwa okrop­nie dłu­go i pochła­nia mnóst­wo energii. Zale­ta, bo jak już się nagrze­ją, to odd­a­ją ciepło przez bard­zo dłu­gi czas i zapew­ni­a­ją sta­bilne warun­ki mimo ciągłej wymi­any powi­etrza w budynku.

Eko­nom­iczne ogrze­wanie pole­ga na możli­wie stałym ogrze­wa­niu domu — niedo­puszcze­niu by wystygł za bard­zo. Trze­ba najlepiej na bieżą­co i cią­gle uzu­peł­ni­ać straty ciepła, bo wys­tudzonego domu nie da się szy­bko i skutecznie odgrzać.

Chcąc zrozu­mieć właś­ci­wy sposób ogrze­wa­nia domu, weź przykład z lodów­ki. Utrzy­mu­je ona stałą, niską tem­per­aturę w swym wnętrzu. Przy czym agre­gat nie pracu­je non stop, a jedynie włącza się okre­sowo i pomału schładza wnętrze w odpowiedzi na powolne ogrze­wanie się zawartoś­ci lodów­ki od cieple­jszego otoczenia. Zawartość lodów­ki utrzy­mu­je stałą tem­per­aturę.

Gdy­by lodówka dzi­ałała zgod­nie z filo­zofią, według której oszczęd­ni w swoim mnie­ma­niu palacze marzną w niedo­grzanych domach, to musi­ała­by mieć moc beto­niar­ki i pra­cow­ała­by przez godz­inę, zam­raża­jąc swo­ją zawartość do tem­per­atu­ry -40 st.C, po czym przez resztę doby stała­by wyłąc­zona, a jedze­nie powoli tajało­by, aby w połowie dnia roz­marznąć do tem­per­atu­ry poko­jowej.

Poniżej kil­ka fałszy­wych przekon­ań doty­czą­cych ogrze­wa­nia, który­mi kieru­je­my się myśląc, że oszczędza­my na ogrze­wa­niu, a tym­cza­sem fun­du­je­my sobie “zim­ny chów” i wciąż wysok­ie rachun­ki za ogrze­wanie.

Im krócej palę tym więcej oszczędzam

Pozornie racjon­alne stwierdze­nie. Im mniej ciastek zjem, tym więcej ciastek mam. Nieste­ty węgiel należało­by tu porów­nać nie do ciastek, a do powi­etrza. Im mniej odd­y­cham, tym lep­iej się czu­ję?

Zaraz, zaraz… ale w czym prob­lem? Na pewno każdy ogrze­wa­ją­cy w swo­jej kari­erze jakiekol­wiek pomieszcze­nie dowol­nym pali­wem wpadł na pomysł, by zakrę­cić kurek, nie pal­ić przez pół dnia, a potem nadro­bić to inten­sy­wnym grzaniem przez 5–6 godzin na dobę. Krócej grze­ję, oszczędz­iłem. Niepraw­da. Dlaczego? Bo przy takim pode­jś­ciu nie ma mowy o kom­for­cie cieplnym. Nawet jeśli wyda­je ci się, że nie ma cię w domu przez więk­szość doby i wtedy możesz obniżyć tem­per­aturę do 16 st.C, a gdy przyjdziesz, pod­grze­jesz w godz­inę do 21 st.C — jesteś w błędzie.

To niemożli­we. Krótkim haj­cow­aniem ogrze­jesz tylko powi­etrze, a to da jedynie krótkotr­wałe złudze­nie ciepła. Gdy tylko przes­ta­niesz grzać — powi­etrze momen­tal­nie ostyg­nie, a ściany nadal będą zimne i właśnie tę niską tem­per­aturę ścian będziesz odczuwał. To dlat­ego przez więk­szość dnia nie wytrzy­masz w domu bez kalesonów i kufa­j­ki.

Jeśli powietrze w pokoju ma 25 st.C, to jest ciepło

25 st.C w warunk­ach domowych wydawało­by się niemal tropikalną tem­per­aturą. Ale to nic nie mówi o tym, jak ciepło jest w domu! Chwilowe pod­grzanie powi­etrza do wysok­iej tem­per­atu­ry może dać złudne poczu­cie ciepła. Nie znaczy to wcale, że dom jest wygrzany.

Nasze odczu­cie ciepła w skali jed­nego dnia może nie być miar­o­da­jne z uwa­gi choć­by na różny stan zdrowia. Ale jeśli dni­a­mi i tygod­ni­a­mi wyda­je ci się, że w domu jest zim­no, to masz rację — jest zim­no, dom jest stale niedo­grzany.

Po czym poz­nać, że dom jest wygrzany? Po tym, że kiedy kończy się grzanie (wygasło w kotle), to tem­per­atu­ra z początku leci na łeb na szyję (styg­nie powi­etrze), ale potem zatrzy­mu­je się i przez kil­ka-kilka­naś­cie godzin (zależy od tem­per­atur na zewnątrz) utrzy­mu­je się na niemal stałym poziomie. Wtedy wskazanie na ter­mometrze odpowia­da tem­per­aturze ścian. To ściany ogrze­wa­ją powi­etrze. Gdy ta tem­per­atu­ra odpowia­da gus­tom domown­ików, wtedy moż­na mówić o praw­idłowo ogrze­wanym domu, w którym panu­je kom­fort cieplny.

Całą zimę nie otwieram okna ani na chwilę — oszczędzam!

Kole­jnym błę­dem w ogrze­wa­niu jest par­tyzanck­ie “zatrzymy­wanie ciepła w domu” czyli np. brak wietrzenia pomieszczeń czy co gorsza zatykanie kratek wenty­la­cyjnych. Dzi­ałanie takie nie dość, że niebez­pieczne, jest i bezcelowe.

Aby powi­etrze w domu nadawało się do odd­y­cha­nia, musi następować jego wymi­ana. Ucieka­jące z domu ogrzane powi­etrze to oczy­wiś­cie stra­ta, ale nie moż­na jej uniknąć (chy­ba, że przez wenty­lację mechan­iczną z odzyskiem ciepła).

Jed­nak załóżmy na chwilę, że próbu­je­my pod­jąć walkę z każdym prze­jawem wdzier­a­jącego się do domu zim­nego powi­etrza i zobaczmy jaki będzie tego skutek.

  • Nieszczelne okna i drzwi uszczel­ni­amy lub wymieni­amy na nowe, niemal her­me­ty­czne, bez naw­iewników, bo prze­cież nie po to płacimy za nowe okna, żeby od nich wiało jak od tych starych. Od nowych okien już nie czuć pod­muchu zim­na.
  • W kotłowni jest naw­iew pros­to z zewnątrz — wsadza­my weń szmatę i zro­biło się tam jak­by cieplej
  • W łazience pojaw­ił się tajem­niczy zim­ny wia­tr. To dmucha z krat­ki wenty­la­cyjnej. Bierze­my gazetę i zatykamy kratkę. Od razu lep­iej.

Udało się. Znikąd już nie czuć zim­nego wia­tru. Tylko żona ze swoim nad­wrażli­wym zmysłem zapachu zaczęła narzekać, że w domu zaduch i żeby okno otworzyć, przewi­etrzyć. Ale nie! Prze­cież nie po to był ten wysiłek zatyka­nia wszel­kich dzi­ur, by ter­az wpuszczać zim­no otwartym oknem! Ciekawe, skąd się wzięła ta rosa na szy­bach? Niby nic, ale jest jej tyle, że spły­wa po ścianach…

W tak “uszczel­nionym” domu dziemy spać. W nocy usta­je wia­tr, słab­nie ciąg w kominie. Kocioł, który do tej pory jakimś cud­em dawał radę zasysać powi­etrze z naszego her­me­ty­cznego domu, przy słab­szym ciągu sobie nie radzi i spaliny cofa­ją się do pomieszczeń mieszkalnych. Nikt tego nie wyczu­je, bo wszyscy śpią.

Następ­nego dnia listonosz zas­ta­je zimne zwło­ki wszys­t­kich domown­ików. W gaze­cie znów napiszą: rodz­i­na zatruła się cza­dem. Win­na niespraw­na insta­lac­ja grzew­cza (sic!).

Jak widać ograniczanie dopły­wu powi­etrza do domu w zimie ma swo­je granice, za który­mi czai się zagroże­nie życia. Szko­da, że każdej zimy tak wielu ludzi sprawdza to na włas­nej skórze. Szko­da też, że media zwyk­le takie przy­pad­ki nazy­wa­ją niesprawną insta­lacją grzew­czą, pod­czas gdy naprawdę niespraw­na była zna­jo­mość praw fizy­ki u nie­boszczyków.

Jak ogrzewać ekonomicznie i wygodnie

Stała temperatura w domu

Kluczem do osiąg­nię­cia kom­for­tu cieplnego w domu jest utrzymy­wanie stałej tem­per­atu­ry. Aby tak było, należy ogrze­wać cią­gle, ale z mniejszą inten­sy­wnoś­cią. Nie da się tego osiągnąć przy filo­zofii krótkiego, inten­sy­wnego przepala­nia.

Budynek im starszy tym ma więk­szą grubość ścian i mate­ri­ały lep­iej aku­mu­lu­jące ciepło. Jeśli grze­je­my stale, ale umi­arkowanie, ta bezwład­ność cieplna dzi­ała na naszą korzyść — ogranicza waha­nia tem­per­atu­ry i spraw­ia, że nie tylko powi­etrze, ale cały budynek jest nagrzany do kom­for­towego poziomu. Jeśli zaś pal­imy krótko a inten­sy­wnie — nie nagrze­je­my budynku, gdyż ogrze­wa się on od powi­etrza wewnątrz dość powoli. Wskutek tego przez więk­szość dnia żyje­my w chłod­ni.

Spostrzeże­nie to zna­j­du­je zas­tosowanie nieza­leżnie od rodza­ju spalanego pali­wa. Okre­sowe przepalanie bywa bardziej bolesne przy ogrze­wa­niu gazem. Ileż to ludzi najpierw studzi dom przez więk­szość dnia, po czym gdy już uru­cho­mi kocioł gazowy, wyry­wa sobie włosy z głowy patrząc na kręcą­cy się w zawrot­nym tem­pie licznik gazu. Gdy­by palili cią­gle, spala­jąc tę samą ilość gazu uzyskali­by przy­na­jm­niej min­i­mal­ny kom­fort cieplny.

Ciągłe” grzanie czyli możliwie stała średnia temperatura

Ktoś, komu wyda­je się, że paląc krócej oszczędza, na wieść o pale­niu ciągłym powie, że to pros­ta dro­ga do bankruct­wa. Jed­nakże pale­nie ciągłe jest koniecznym warunk­iem utrzymy­wa­nia stałej tem­per­atu­ry w domu.

Popa­trzmy na poniższy wykres, aby zobaczyć jak wyglą­da zależność tem­per­atu­ry powi­etrza od tem­per­atu­ry wody grzew­czej w domu ogrze­wanym przez przepalanie metodą trady­cyjną — brud­ną — od dołu.

Temperatura powietrza przy okresowym przepalaniu
Roz­pale­nie następu­je o godzinie 14.00. Zakłada­jąc, że dla domown­ików opty­mal­ną tem­per­aturą jest 21 st.C, widz­imy że taka tem­per­atu­ra osią­gana jest tylko przez 6 godzin na dobę. W ramach tych sześ­ciu godzin, przez trzy godziny tem­per­atu­ra się­ga 22–24 st.C, co już może być ode­brane jako zbyt­nie ciepło.
Lecz co gorsza, przez więk­szość doby tem­per­atu­ra nie przekracza nawet 19 st.C. Tu wypa­da nad­mienić, że ten spadek tem­per­atu­ry w każdym domu przy różnej pogodzie może być mniejszy lub więk­szy. Jed­nak obo­jęt­nie czy będzie to 14, 16 czy 19 stop­ni, prze­by­wanie w takim domu to żad­na przy­jem­ność.

Temperatura powietrza przy paleniu ciągłym od góry

W obu przy­pad­kach kocioł roz­palono raz o godzinie 14.00 przy uży­ciu takiej samej iloś­ci węgla w przelicze­niu na dobę. Przy ciągłym pale­niu od góry widz­imy jed­nak różnice: tem­per­atu­ra w domu jest prak­ty­cznie stała — 21 st.C, zaś tem­per­atu­ra wody w insta­lacji CO waha się w niewielkim zakre­sie i jest też znaczą­co niższa, niż przy okre­sowym przepala­niu.
Oczy­wiś­cie przed­staw­ione tu dane mają charak­ter tylko obrazu­ją­cy ideę. W rzeczy­wis­toś­ci jed­nak fak­tem jest, że paląc np. dwa razy dłużej nie spal­imy dwa razy więcej pali­wa, lecz mniej. O ile oczy­wiś­cie mamy nad kotłem jakąkol­wiek kon­trolę, choć­by przez ręczne przymknię­cie klap­ki gdy powi­etrze w domu osiąg­nie pożą­daną tem­per­aturę.

Jeśli ustal­imy docelową tem­per­aturę w domu np. na 21 st.C i będziemy ją utrzymy­wać możl­wie blisko tego poziomu przez sterowanie mocą kotła, wtedy może się okazać, że spal­imy w skali doby tyle samo pali­wa lub niewiele więcej, jak przy okre­sowym przepala­niu, ale kom­fort prze­by­wa­nia w domu będzie nieporów­nanie wyższy!

Niemożli­we? Spójrzmy dlaczego tak jest:

  • paląc cią­gle nie odgrze­wamy budynku, ale raczej nie doprowadza­my do jego wys­tudzenia, wyrównu­jąc tylko straty ciepła, więc chwilowe zapotrze­bowanie na ciepło jest niewielkie, nie pro­duku­je­my go w nad­mi­arze i nie mar­nu­je­my
  • kocioł pracu­je na umi­arkowanej mocy, czyli male­je stra­ta komi­nowa, zwięk­sza­ją­ca się wraz z pro­dukowaną mocą
  • dawka ciepła, jaką nor­mal­nie uzyskalibyśmy z okre­sowego przepału, jest uwal­ni­ana stop­niowo przez cały dzień
  • roz­pala­jąc od góry zysku­je­my dodatkową energię ze spale­nia częś­ci lot­nych węgla, które nor­mal­nie ule­ci­ały­by kominem w postaci dymu

Dla jas­noś­ci trze­ba zauważyć, że pale­nie ciągłe nie musi oznaczać pale­nia bez prz­er­wy. Nie chodzi też o utrzymy­wanie stałej tem­per­atu­ry wody w kotle. Stała powin­na być tylko tem­per­atu­ra w domu. Aby to osiągnąć, steru­je się tem­per­aturą wody w kotle — czy to przez mechan­iczny miarkown­ik ciągu, czy sterown­ik elek­tron­iczny.
Nieste­ty miarkown­ik mechan­iczny oraz więk­szość prostych sterown­ików kotłów oparte są na filo­zofii utrzymy­wa­nia stałej tem­per­atu­ry wody w kotle, stąd w okre­sach wyższych tem­per­atur jedyną opcją sta­je się cza­sowe wygaszanie kotła lub uży­cie sterown­i­ka elek­tron­icznego, który bierze pod uwagę tem­per­aturę w domu.

Rozsądne wietrzenie

Samo prze­by­wanie ludzi w domu przy poza­mykanych drzwiach i oknach powodu­je wzrost zaw­ilgoce­nia powi­etrza. Nad­mi­ar wilgo­ci w powi­etrzu moż­na poz­nać po rosie na wewnętrznej stron­ie okien. Wilgoć wni­ka w ściany i meble. W skra­jnych przy­pad­kach zdarza się rosa a w kon­sek­wencji grzyb w narożnikach pokoi, gdzie mur jest chłod­ny a ruch powi­etrza jest niewiel­ki. Stałe prze­by­wanie w zaw­ilgo­conym, albo co gorsza zagrzy­bionym pomieszcze­niu to przy­czy­na nieusta­ją­cych zimowych chorób.

Nad­mi­ar wilgo­ci w domu jest wro­giem zdrowia ale także daje po kieszeni zwięk­sza­jąc kosz­ty ogrze­wa­nia. Im mury i powi­etrze są such­sze, tym mniej energii potrze­ba, by je ogrzać. W usuwa­niu nad­mi­aru wilgo­ci główną rolę odgry­wa wenty­lac­ja, jed­nak pomieszczenia, gdzie ludzie prze­by­wa­ją przez dłuższy czas, warto dodatkowo rozsąd­nie wietrzyć.

Zna­jdą się tacy, którym na słowo o wietrze­niu domu zimą włosy staną dęba ze stra­chu o kosz­ty i dyskom­fort związany z wychłodze­niem mieszka­nia. Spoko­jnie, nie o wychładzanie chodzi. Celem praw­idłowego wietrzenia jest szy­b­ka wymi­ana powi­etrza w pomieszcze­niu. Wystar­czy więc 1–2 razy dzi­en­nie otworzyć okno na 5–10min (nie dłużej), najlepiej robiąc przy tym prze­ciąg. Oczy­wiś­cie w tym cza­sie lep­iej nie prze­by­wać w wietr­zonych pomieszczeni­ach i wyłączyć grze­jni­ki.

Po czym poz­nać, że czas zamknąć okno? Zaraz po otwar­ciu okna na jego zewnętrznej zim­nej szy­bie pojawi się rosa (od kon­tak­tu z ciepłym i wilgo­t­nym powi­etrzem w poko­ju). Gdy zniknie, znaczy to, że całe ciepłe powi­etrze zostało usunięte z poko­ju i moż­na zamknąć okna. Po takim kilku­min­u­towym prze­ciągu mamy w poko­ju świeże, a co najważniejsze suche powi­etrze, które szy­bko zostanie nagrzane i wyciąg­nie wilgoć ze ścian i mebli.

Nie należy jed­nak prze­sadzać w drugą stronę i wietrzyć zbyt częs­to. W wyniku różnic tem­per­atur na zewnątrz i w mieszka­niu, przy praw­idłowej wenty­lacji powi­etrze w domu jest już dość suche, a to również nie wpły­wa korzyst­nie na zdrowie mieszkańców — wysusza dro­gi odd­e­chowe i skórę, powodu­jąc dyskom­fort a nawet dolegli­woś­ci zdrowotne. Pol­s­ka Nor­ma za opty­mal­ną uzna­je wilgo­t­ność w zakre­sie 40–60%. Jeśli więc wilgo­t­ność zimą spa­da znacznie poniżej tego zakre­su (30% i mniej — zdarza się w duże mrozy), dobrze jest zad­bać o naw­ilżanie powi­etrza spec­jal­ny­mi urządzeni­a­mi lub choć­by najproś­ciej — przez położe­nie paru mokrych ręczników na kalo­ryfer­ach.