
Gruntowa pompa ciepła może wykorzystywać energię zgromadzoną w ziemi za pomocą poziomego wymiennika gruntowego. W praktyce oznacza to konieczność ułożenia odpowiednio zaprojektowanego systemu rur na znacznej powierzchni działki.
Zanim instalator rozpocznie montaż kolektora, teren trzeba odpowiednio przygotować. Konieczne może być wytyczenie powierzchni wymiennika, wykonanie wykopów, przygotowanie dna, bezpieczne ułożenie rur, wykonanie przejścia do budynku oraz późniejsze zasypanie i uporządkowanie terenu.
Wykopy pod gruntową pompę ciepła różnią się od typowych wykopów fundamentowych czy instalacyjnych. Zajmują dużą powierzchnię, a grunt znajdujący się wokół rur stanowi później aktywną część całego systemu grzewczego.
Dlatego sposób wykonania robót ziemnych powinien być dostosowany do projektu instalacji, rodzaju gruntu oraz warunków występujących na konkretnej działce.
Kolektor poziomy jest jednym ze sposobów wykorzystania gruntu jako dolnego źródła dla pompy ciepła.
System składa się z rur ułożonych pod powierzchnią ziemi. Krążący w nich płyn odbiera energię z gruntu i przekazuje ją do pompy ciepła znajdującej się w budynku.
Rury mogą być rozłożone w różnych układach, zależnie od projektu instalacji.
Najważniejszą cechą kolektora poziomego jest jego stosunkowo duża powierzchnia.
W przeciwieństwie do sond pionowych nie wykonuje się głębokich odwiertów. Potrzebny jest natomiast odpowiednio duży fragment działki, na którym można rozmieścić wymiennik.
Oba rozwiązania wykorzystują energię gruntu, ale wymagają zupełnie innych robót.
Wymaga:
• dużej powierzchni działki
• stosunkowo płytkich wykopów
• rozłożenia rur na dużym obszarze
• odpowiedniego zagospodarowania terenu nad instalacją
Wymaga:
• wykonania odwiertów
• specjalistycznego sprzętu wiertniczego
• znacznie mniejszej powierzchni terenu
• innego zakresu prac oraz dokumentacji
Dla firmy wykonującej roboty ziemne kolektor poziomy oznacza przede wszystkim przygotowanie dużej powierzchni oraz precyzyjne wykonanie wykopów zgodnie z projektem instalacji.
Rury wymiennika układa się poniżej strefy najbardziej narażonej na sezonowe przemarzanie gruntu.
W praktyce często oznacza to głębokość rzędu około 1,2-2m, ale nie należy traktować tej wartości jako uniwersalnej dla każdej inwestycji.
Dokładna głębokość zależy między innymi od:
• lokalnych warunków klimatycznych
• projektu instalacji
• rodzaju gruntu
• sposobu wykonania kolektora
• warunków występujących na działce
Koparka powinna wykonywać wykopy zgodnie z dokumentacją przygotowaną dla konkretnego systemu.
Kolektor poziomy pobiera energię z warstwy gruntu znajdującej się stosunkowo blisko powierzchni.
Aby uzyskać odpowiednią ilość energii, konieczne jest więc rozłożenie rur na odpowiednio dużym terenie.
Wielkość wymiennika zależy między innymi od:
• zapotrzebowania budynku na ciepło
• mocy pompy
• rodzaju gruntu
• wilgotności podłoża
• sposobu ułożenia rur
• parametrów projektowych systemu
Nie należy więc przyjmować prostego założenia, że każdy dom wymaga takiej samej powierzchni kolektora.
Grunty różnią się zdolnością magazynowania i przekazywania energii cieplnej.
Znaczenie mają między innymi:
• wilgotność
• skład gruntu
• zagęszczenie
• poziom wód gruntowych
• układ warstw
Generalnie grunty zawierające więcej wilgoci mogą zapewniać korzystniejsze warunki wymiany ciepła niż bardzo suche podłoże piaszczyste.
Właśnie dlatego projekt kolektora powinien uwzględniać warunki występujące na konkretnej działce.
Rozpoznanie podłoża może bardzo ułatwić prawidłowe zaplanowanie inwestycji.
Pozwala określić:
• rodzaj gruntu
• występowanie warstw piaszczystych lub gliniastych
• poziom wód gruntowych
• obecność nasypów
• występowanie kamieni
• możliwość wykonania wykopów
• warunki do późniejszego zasypania instalacji
Szczególnie ważne jest to na działkach o nietypowych warunkach lub na terenach wcześniej zabudowanych.
To jedna z najważniejszych kwestii przed wyborem poziomego wymiennika.
Teren pod kolektor powinien być wystarczająco duży, aby rury mogły zostać rozmieszczone zgodnie z projektem.
Trzeba jednocześnie uwzględnić:
• dom
• garaż
• podjazd
• taras
• przyszłe budynki
• instalacje podziemne
• drzewa
• ogrodzenie
• zbiorniki
• plan zagospodarowania ogrodu
Dlatego projekt dolnego źródła najlepiej przygotować jeszcze przed ostatecznym zagospodarowaniem posesji.
Jeżeli budowany jest nowy dom, bardzo dobrym momentem na wykonanie kolektora jest etap, kiedy teren nie został jeszcze zagospodarowany.
Koparka potrzebuje przestrzeni do:
• poruszania się
• wykonywania wykopów
• odkładania ziemi
• rozkładania rur
• późniejszego zasypywania
Wykonanie takich prac w gotowym ogrodzie oznaczałoby konieczność rozebrania znacznej części istniejącego zagospodarowania.
Dlatego roboty warto zsynchronizować z budową domu.
Przed rozpoczęciem wykopu należy wytyczyć teren zgodnie z projektem.
Trzeba określić:
• przebieg poszczególnych pętli
• odległości pomiędzy rurami
• miejsce rozdzielacza
• trasę do budynku
• lokalizację innych instalacji
• strefy, które nie powinny zostać zajęte przez kolektor
Projekt pozwala uniknąć przypadkowego krzyżowania instalacji.
W zależności od rozwiązania można wykonywać:
• szerokie wykopy powierzchniowe
• kilka równoległych wykopów
• system rowów zgodny z przebiegiem rur
Dokładny sposób zależy od technologii wybranego kolektora.
Przy dużej powierzchni bardzo ważna jest wydajność maszyny.
Koparka musi nie tylko wydobyć znaczną ilość gruntu, ale również odpowiednio go odłożyć, aby umożliwić późniejsze zasypywanie.
Dobra organizacja urobku jest bardzo ważna.
Ziemia powinna być odkładana tak, aby:
• nie utrudniała pracy koparki
• nie blokowała dostępu do kolejnych fragmentów kolektora
• nie uniemożliwiała rozkładania rur
• mogła zostać później wykorzystana do zasypania
• nie została niepotrzebnie wymieszana z humusem
Warto wcześniej określić kierunek prowadzenia prac.
Jeżeli wykop wykonywany jest na niezabudowanej działce, warto oddzielić warstwę urodzajną od materiału znajdującego się głębiej.
Humus można później wykorzystać do:
• odtworzenia trawnika
• wykonania ogrodu
• nasadzeń
• końcowego wyrównania terenu
Zmieszanie humusu z całym urobkiem może utrudnić późniejsze zagospodarowanie działki.
Po osiągnięciu wymaganej głębokości należy przygotować powierzchnię do ułożenia rur.
Dno nie powinno zawierać elementów mogących mechanicznie uszkodzić instalację.
Szczególną uwagę należy zwrócić na:
• ostre kamienie
• fragmenty betonu
• stare fundamenty
• gruz
• odpady budowlane
• inne twarde elementy
Sposób przygotowania dna powinien odpowiadać wymaganiom projektu i technologii instalatora.
Duża ilość kamieni może znacząco utrudnić roboty.
Problem może dotyczyć zarówno:
• wykonywania wykopu
• przygotowania dna
• bezpiecznego ułożenia rur
• późniejszego zasypywania
Jeżeli grunt zawiera duże i ostre elementy, konieczne może być ich usunięcie lub odpowiednie przygotowanie warstwy bezpośrednio otaczającej przewody.
Na działkach wcześniej zabudowanych można natrafić na:
• stare ławy fundamentowe
• płyty betonowe
• zasypane piwnice
• fragmenty murów
• betonowe kanały
• stare instalacje
• gruz rozbiórkowy
Takie przeszkody mogą wymagać wcześniejszej rozbiórki i oczyszczenia terenu.
Warto uwzględnić to przed rozpoczęciem montażu pompy ciepła.
Rury są rozkładane zgodnie z projektem przygotowanym przez instalatora lub projektanta systemu.
Roboty ziemne i instalacyjne powinny być ze sobą dobrze skoordynowane.
Koparka może przygotować kolejne fragmenty terenu, a ekipa instalacyjna układać rury.
Pozwala to ograniczyć czas pozostawienia dużych wykopów otwartych.
Rury kolektora nie powinny być układane przypadkowo.
Zbyt małe odstępy mogą powodować wzajemne oddziaływanie poszczególnych fragmentów wymiennika.
Rozstaw jest więc elementem projektu systemu.
W praktyce często spotyka się odstępy rzędu kilkudziesięciu centymetrów, ale dokładne wartości powinny wynikać z dokumentacji konkretnej instalacji.
Jednym z rozwiązań jest klasyczny kolektor płaski.
Rury układa się na dużej powierzchni w odpowiednio zaprojektowanym układzie.
Rozwiązanie wymaga sporego terenu, ale roboty ziemne są stosunkowo płytkie w porównaniu z wykonywaniem odwiertów pionowych.
Innym rozwiązaniem mogą być rury ułożone w formie spiralnej.
Technologia pozwala inaczej wykorzystać dostępną powierzchnię działki.
Nie oznacza to jednak, że można dowolnie zmieniać układ podczas prac.
Wymiary i liczba pętli powinny wynikać z projektu dolnego źródła.
Kolektor musi zostać połączony z instalacją znajdującą się w budynku.
Należy więc przygotować trasę przewodów prowadzących do pomieszczenia, w którym znajduje się pompa ciepła.
Trzeba uwzględnić:
• przebieg przez działkę
• przejście przez fundament lub ścianę
• inne instalacje
• odpowiednie zabezpieczenie przewodów
Warto wykonać ten etap przed ukończeniem zagospodarowania terenu wokół domu.
Na działce mogą znajdować się:
• wodociąg
• kanalizacja
• przewody energetyczne
• gaz
• światłowód
• drenaż
• instalacja nawadniająca
• kanalizacja deszczowa
Przed rozpoczęciem kopania trzeba znać ich przebieg.
Kolektor powinien być zaplanowany tak, aby późniejsze naprawy innych instalacji nie wymagały przypadkowego odkopywania rur dolnego źródła.
Teren nad poziomym kolektorem powinien być zagospodarowany z uwzględnieniem obecności instalacji pod ziemią.
Duże drzewa mogą stanowić problem ze względu na rozrastający się system korzeniowy.
Dlatego przed wykonaniem kolektora warto ustalić również przyszły plan ogrodu.
Powierzchnia nad kolektorem może pozostać terenem zielonym.
Można ją wykorzystać między innymi jako:
• trawnik
• teren rekreacyjny
• ogród z odpowiednio dobraną roślinnością
Trzeba jednak pamiętać, że pod powierzchnią znajduje się instalacja, do której w przyszłości może być potrzebny dostęp.
Takie rozwiązanie powinno być analizowane już na etapie projektu.
Utwardzenie powierzchni może zmienić warunki wodne i cieplne gruntu, a sama nawierzchnia generuje dodatkowe wymagania konstrukcyjne.
Dlatego kolektor poziomy najczęściej planuje się pod terenami zielonymi, a nie pod dużymi powierzchniami zabudowanymi lub utwardzonymi.
Wilgotność podłoża ma znaczenie dla pracy kolektora.
Jednocześnie wysoki poziom wód gruntowych może wpływać na sposób prowadzenia wykopów.
Problemem podczas realizacji może być:
• napływ wody
• rozmiękczenie dna
• osuwanie się ścian
• utrudniona praca koparki
• błoto
• trudności podczas zasypywania
W takich warunkach organizację robót należy dostosować do aktualnej sytuacji.
Po intensywnych opadach szeroki wykop może szybko napełnić się wodą.
Dlatego dobrze jest ograniczyć czas pozostawienia wykopów otwartych.
Przy większej powierzchni dobrym rozwiązaniem może być etapowanie prac:
Ostateczny sposób organizacji powinien być uzgodniony z ekipą instalacyjną.
Każdy większy wykop wymaga odpowiedniej organizacji.
Należy zwrócić uwagę na:
• stateczność ścian
• dostęp osób postronnych
• miejsce poruszania się koparki
• składowanie ziemi
• istniejące instalacje
• warunki pogodowe
• napływ wody
Sposób zabezpieczenia zależy od głębokości, rodzaju gruntu i technologii wykonywania robót.
Po sprawdzeniu instalacji można rozpocząć zasypywanie.
Ten etap powinien być wykonywany ostrożnie.
Materiał znajdujący się bezpośrednio przy rurach nie powinien powodować ich uszkodzenia.
Należy uważać szczególnie na:
• duże kamienie
• fragmenty betonu
• ostre elementy
• przemieszczanie rur podczas zasypywania
Po zabezpieczeniu bezpośredniego otoczenia rur można wykonywać kolejne warstwy zgodnie z przyjętą technologią.
Tak, ale sposób zagęszczania zależy od miejsca i rodzaju gruntu.
Należy zachować szczególną ostrożność bezpośrednio nad rurami.
Nie powinno się stosować przypadkowo ciężkiego sprzętu, który mógłby doprowadzić do ich uszkodzenia.
Po wykonaniu odpowiedniej warstwy ochronnej kolejne partie gruntu mogą być przygotowywane zgodnie z wymaganiami dla konkretnego terenu.
Podczas wykonywania wykopu ziemia zostaje rozluźniona.
Po ponownym zasypaniu może więc stopniowo osiadać.
Zjawisko może być widoczne szczególnie na dużych powierzchniach.
Dlatego po wykonaniu instalacji warto uwzględnić:
• właściwe zasypywanie
• odpowiednie zagęszczenie
• końcową niwelację
• możliwość wykonania korekty terenu po zakończeniu robót
Ma to znaczenie przede wszystkim wtedy, gdy powierzchnia będzie później intensywnie użytkowana.
Po zakończeniu zasypywania działka może wymagać końcowych prac ziemnych.
Zakres może obejmować:
• rozplantowanie gruntu
• wyrównanie powierzchni
• uzupełnienie lokalnych zagłębień
• ponowne rozłożenie humusu
• przygotowanie terenu pod trawnik
• usunięcie nadmiaru ziemi
• końcową niwelację
Dobrze wykonane roboty pozwalają stosunkowo szybko przygotować teren do późniejszego zagospodarowania.
Objętość rozluźnionego gruntu może być większa niż przed rozpoczęciem wykopu.
Po zakończeniu prac część materiału może więc pozostać.
Można go w zależności od rodzaju wykorzystać do:
• wyrównania działki
• kształtowania ogrodu
• uzupełnienia innych miejsc
lub zorganizować jego:
• załadunek
• transport
• odpowiednie zagospodarowanie
Najlepiej zaplanować to przed rozpoczęciem kopania.
Dobór maszyny zależy od:
• powierzchni wymiennika
• sposobu wykonywania wykopu
• dostępności terenu
• rodzaju gruntu
• głębokości
• ilości ziemi do przemieszczania
Przy dużej, otwartej działce wydajniejsza może być większa koparka.
W miejscach o ograniczonym dostępie przydatna może być minikoparka lub mniejsza koparka gąsienicowa.
Najważniejszy jest stosunek wydajności maszyny do warunków panujących na działce.
Wykonanie instalacji przy już zagospodarowanej posesji jest możliwe, ale wymaga znacznie dokładniejszego planowania.
Problemem mogą być:
• istniejący trawnik
• kostka brukowa
• podjazd
• drzewa
• ogrodzenie
• altany
• instalacje ogrodowe
• ograniczony wjazd dla koparki
W takim przypadku zakres odtworzenia terenu po robotach może stanowić znaczącą część całej realizacji.
Przy nowej budowie prace można znacznie łatwiej skoordynować.
Dobrym momentem może być etap przed wykonaniem:
• docelowego ogrodu
• kostki brukowej
• ogrodzenia
• nawierzchni wokół domu
• większych nasadzeń
Pozwala to ograniczyć konieczność późniejszej rozbiórki gotowych elementów posesji.
Przykładowa realizacja może wyglądać następująco:
Dokładny proces zależy od zastosowanej technologii.
Warto unikać przede wszystkim:
• rozpoczęcia robót bez projektu rozmieszczenia rur
• niewystarczającej powierzchni działki
• niekontrolowanej zmiany głębokości wykopów
• uszkodzenia istniejących instalacji
• mieszania humusu z pozostałym gruntem
• pozostawiania ostrych kamieni przy rurach
• przypadkowego zasypywania gruzem
• nieprawidłowej organizacji urobku
• pozostawiania wykopów otwartych przez długi czas
• wjazdu ciężkiego sprzętu bezpośrednio na niezabezpieczone rury
• sadzenia później dużych drzew bez uwzględnienia przebiegu kolektora
Dobry projekt i koordynacja operatora koparki z instalatorem ograniczają większość takich problemów.
Cena robót ziemnych zależy od wielu czynników.
Największe znaczenie mają:
• powierzchnia kolektora
• długość wykopów
• głębokość
• rodzaj gruntu
• dostęp dla maszyny
• obecność kamieni
• istniejąca zabudowa
• ilość ziemi wymagającej przemieszczania
• konieczność wywozu nadmiaru gruntu
• zakres końcowej niwelacji
• konieczność odtworzenia terenu
• wykorzystany sprzęt
Dlatego kosztu wykonania kolektora nie powinno się określać wyłącznie na podstawie jednej stawki za godzinę pracy koparki.
Warto przekazać wykonawcy:
• lokalizację inwestycji
• projekt kolektora
• powierzchnię przeznaczoną pod wymiennik
• plan działki
• planowaną głębokość wykopów
• informacje o rodzaju gruntu
• zdjęcia terenu
• informacje o istniejących instalacjach
• szerokość wjazdu
• informację o zagospodarowaniu posesji
• przewidywany sposób wykorzystania ziemi z wykopów
Pozwala to odpowiednio dobrać maszynę i oszacować zakres prac.
Roboty ziemne pod poziome wymienniki gruntowe mogą być wykonywane zarówno podczas budowy nowych domów, jak i modernizacji istniejących nieruchomości.
Prace mogą obejmować inwestycje w Katowicach, Gliwicach, Zabrzu, Bytomiu, Tychach, Mikołowie, Rudzie Śląskiej, Sosnowcu, Dąbrowie Górniczej, Tarnowskich Górach, Rybniku, Żorach oraz innych miejscowościach województwa śląskiego.
Warunki gruntowe mogą znacznie różnić się nawet pomiędzy działkami znajdującymi się w tej samej miejscowości.
Dlatego każdy kolektor powinien być wykonywany zgodnie z projektem przygotowanym dla konkretnej inwestycji.
Nie.
Największym ograniczeniem jest zazwyczaj dostępna powierzchnia.
Problemem mogą być również:
• bardzo mała działka
• duża powierzchnia zabudowana
• liczne instalacje podziemne
• wiele dużych drzew
• nietypowe warunki gruntowe
• planowana rozbudowa nieruchomości
• znaczne ograniczenia w zagospodarowaniu terenu
W takich sytuacjach inwestor może rozważać inne rozwiązania dolnego źródła.
Po zakończeniu inwestycji kolektor zostaje całkowicie ukryty pod powierzchnią działki.
Błędy wykonane na etapie wykopów mogą być więc trudne do późniejszej naprawy.
Najważniejsze jest:
• wykonanie wykopu zgodnie z projektem
• ochrona rur przed uszkodzeniem
• prawidłowe przygotowanie gruntu
• koordynacja z innymi instalacjami
• odpowiednie zasypanie
• uporządkowanie działki po zakończeniu robót
Dzięki temu instalacja może funkcjonować bez konieczności późniejszej ingerencji w teren.
Wykopy pod gruntową pompę ciepła z kolektorem poziomym wymagają odpowiednio dużej powierzchni działki oraz dobrego zaplanowania całego procesu.
Rury wymiennika układane są stosunkowo płytko, ale na znacznej powierzchni, dlatego organizacja pracy koparki, odkładanie ziemi i koordynacja z ekipą instalacyjną mają szczególne znaczenie.
Przed rozpoczęciem prac warto znać rodzaj gruntu, przebieg istniejących instalacji oraz przyszły sposób zagospodarowania posesji.
Ważne jest również oddzielenie humusu, przygotowanie dna wykopu, ochrona rur przed kamieniami i gruzem oraz ostrożne zasypywanie instalacji.
Dobrze wykonane roboty ziemne pozwalają przygotować poziome dolne źródło pompy ciepła, a następnie odtworzyć teren i wykorzystać go jako ogród lub inną powierzchnię zieloną.