Ušetajte u atrijumski hol bilo koje nove poslovne zgrade i možete se diviti obilatom zastakljenju, mermernim podovima ili velikoj umetničkoj instalaciji. Ono što ne bi trebalo da vam skrene pažnju jeste lavirint mehaničke infrastrukture koja se obično nazire iznad prostora. U višespratnom prostoru, mnoge arhitekte će nastojati da smanje vizuelne prekide kako bi sačuvali otvorenost prostora, ali oni isto znaju da grejanje i hlađenje takvih prostora mogu zahtevati dosta opreme i dosta energije.
Podno grejanje može biti rešenje za oba problema. Arhitekta Den Nal (Dan Nall) iz biroa WSP Flack + Kurtz, kaže da podno grejanje nudi mnoge prednosti nad tradicionalnim sistemima: „Postoji značajna prilika i za energetsku efikasnost, kao i za izbegavanje arhitektonskog uticaja na mehaničku opremu i distribuciju koja bi normalno bila potrebna u velikim, zastakljenim prostorima.
Podno grejanje se oslanja na principe infracrvenog zračenja i konvekcije. Velika termalna masa, kao što je betonska ploča, se zagreva i onda zrači svoju toplinu obližnjim ljudima i objektima - oblasti najbliže podu najviše osećaju efekte zagrevanja. Ventilacija, koja je neophodna za snabdevanje svežeg vazduha za stanare i za smanjenje vlažnosti vazduha u slučaju radijalnog hlađenja, pomaže u distribuciji toplote.
Hidraulički sistem je najčešći i najisplativiji vid podnog sistema grejanja u klimama koje imaju duge grejne sezone, prema podacima američkog Ministarstva energetike (U.S. Department of Energy). Voda, sredstvo za termički prenos, cirkuliše kroz plastične cevi - obično umreženi polietilen (PEX) - koje su pričvršćene na zavarenu žičanu mrežu ili tvrdu izolaciju iznad konstruktivne ploče i ugrađene u betonsku ploču visoke gustine.
Cevi se postavljaju na razmaku od 20 do 30 santimetara u dužinama do oko 100 metara, što, prema procenama Nala, pokriva oko 20 do 30 metara kvadratnih. Nakon 100 dužnih metara, sredstvo za grejanje gubi svoju efikasnot, kaže Merlin Malej (Merlin Maley) iz kompanije RNL Design. Projektanti, kao rezultat toga, moraju da „projektuju zone slične planu KGH kanala sa cevima i višestrukim granama“, kaže on. Svaka grana može da primi šest do dvanaest petlji cevi.
Kompanija RNL Design i lokalna konsultanska firma M/E Design Services su projektovali osam radijantnih toplotnih zona u garaži kapaciteta 76 autobusa i površine 2.500 metara kvadratnih, kompanije At Transpo u gradu Saut Bend. Četiri zone za topljenje snega su takođe povezane na sistem, koji radi na gasni kotao i električni kotao.
Sistemi u upotrebi van zgrade koriste vodu sa antifriz aditivom kao što je glikol, kaže Nal. Voda u cevima se greje između 25,5 i 26,6 stepeni Celzijusa, što nije „super toplo“, dodaje on, „ali kada imate ogromnu površinu na toj temperaturi, možete obezbediti količinu toplote koja može značajno poboljšati komfor.“ U ovoj garaži, zračeće grejanje je značilo da masivna betonska ploča koja podržava vozila može imati dvojnu namenu. Za mehaničare, koji provode mnogo vremena u blizini betona ispod vozila, ne biti na hladnoj betonskoj ploču čini veliku razliku.
Podno grejanje ima smisla i u programskim prostorima koji neće doživeti značajne promene u upotrebi ili rasporedu, kaže Džon Šujler (John Schuyler), arhitekta i direktor kompanije FXFowle iz Njujorka. Jednom kada se postavi, sistem podnog grejanja je prilično trajan. Za potrebe sedišta kompanije SAP, kompanije FXFowle i WSP Flack + Kurtz su sarađivali na postavci podnog sistema grejanja koji pokriva površinu ove četvorospratnice od 19.500 kvadratnih metara, i koji ima cirkulacionu kičmu dužine od 140 metara, za koju Nal kaže da je idealni prostor za ovu tehnologiju.
„Najočigledniji 'ziceri' za ove sisteme su atrijumi i drugi visoki prostori sa puno stakla“, kaže on. Ovde se uslovi mogu brzo promeniti u zavisnosti od solarnog toplotnog dobitka. „Atrijumski prostori mogu biti hladni čak i ako se trudimo da premeštamo zagrejani vazduh kroz prostor“, kaže Šujler. „Podno grejanje je pomoglo u poboljšanju komfora korisnika na samom tlu.“
Podno grejanje je takođe postavljeno u četvorospratnom galerijskom prostoru od 460 metara kvadratnih u zgradi Golisano instituta za održivost (GIS - Golisano Institute for Sustainability), koju je projektovao FXFowle sa lokalnom firmom SWBR Architects. Gustina postavke cevi je značila da koordinisanje rasporeda nameštaja, konstruktivnih elemenata i druge infrastrukture pre postavljanja poda jeste kritična, kaže Mark Madalina (Mark Maddalina), arhitekta iz biroa SWBR. „Promene u podnom grejanju po završetku jednostavno nisu moguće“, kaže on.
Kako biste zaokružili uspešan sistem podnog grejanja, mora se koristiti finiš visoke toplotne provodljivosti. Završna ploča, ako se ostavi izložena, može da funkcioniše, kao što je to slučaj u garaži Transpo, ali može se postaviti i pod na ploči od keramičkih pločica ili teraco, koje recimo imaju zgrada SAP i GIS.
Tepih, koji je postavljen na poslednja dva sprata GIS zgrade, može da funkcioniše sa podnim grejanjem, ali projektanti moraju da pažljivo specifiraju tip tepiha koji se može koristiti, kaže dizajner enterijera iz biroa SWBR, Mišel Tak (Michele Tuck). Ona preporučuje korišćenje sistema sa R vrednosti ispod 4. Međutim, efikasnost podnog grejanja se smanjuje kako se povećava izolaciona vrednost završnih materijala.
Održavanje podnog sistema grejanja zahteva povremnu zamenu ventila i pumpi koje cirkulišu vodu kroz cevi. Ako su pravilno postavljene i testirane, ugrađeni cevni sistem bi trebalo da ima mali rizik od propadanja ili curenja, kaže Nal. „On bi trebao da traje koliko i sam objekat.“ Betonski sloj od 5 do 8 santimetara između cevi i gotove podne površine će zaštiti cevi od ultraljubičastog svetla i mehaničkih udara, kaže on, ujedno isključujući spojeve cevi kao rizične elemente sistema gde se mogu desiti curenja.
Iako su inicijalni troškovi sistema podnog grejanja skuplji od drugih sistema grejanja, Šujler kaže da su dugoročni operativni troškovi znatno niži, kao i sama potrošnja energije. „Za bilo kog investitora koji je u stanju da gleda dugoročno, ovo ima smisla.“ Dok većina zgrada dopunjavaju podno grejanje sa drugim grejnim metodama, dobro projektovani sistem upravljanja zgradom će pomoći u osiguravanju efikasnog zajedničkog rada sistema ventilacija, kontrole temperature i vlažnosti.
U zgradi sedišta kompanije SAP, Nal procenjuje da cirkulaciona kičma podnog sistema zahteva samo 15 do 25 odsto volumena vazduha koji bi inače bio potreban da se prostor oslanja samo na grejanje putem vazduha. A pošto grejanje i cirkulisanje vazduha zahteva pet do osam puta više energije nego za grejanje i cirkulaciju vode, Nal kaže da sistemi podni grejanja proizvode značajne uštede. Zgrada SAP koristi i geotermalni spregnut sistem, dok GIS zgrada koristi geotermalnu energiju i odbačenu toplotu od gorivnih ćelija koji pokreću njegov sistem podnog grejanja.
Iako podni sistem grejanja kompanije Transpo koristi konvencijalne izvore energije, gas i električnu energiju, oni i dalje plaćaju značajno manje novca za zagrevanje svog novog objekta u poređenju sa prethodnim objektom. Oni, takođe, električne kotlove pale samo noću, van vršnih časova, i time imaju značajne uštede. Stara garaža kompanije Transpo je trošila 17,5 dolara po kvadratnom metru za grejanje putem kanala, dok novi objekat, koji je duplo veći u površini, troši 7,5 dolara po kvadratnom metru za grejanje, što predstavlja uštedu od 57 odsto.
A za neke komercijalne projekte, ekonomske uštede su samo pomoćne koristi za sisteme podnog grejanja. Pragmatično gledano, klimatizacija neposrednog prostora koji korisnici zgrada zauzimaju ima smisla, kaže mašinski inženjer Brajan Danker (Brian Danker) iz kompanije M/E Engineering koja je radila na projektu GIS zgrade. „Mi nikada nismo gledali na podno grejanje kao scenario za uštedu energije, već kao korist u povećanju komfora za korisnike“, kaže on.
