Velkoplošné vytápění (III)

Stropní otopné plochy
Datum: 3.7.2006  |  Autor: Doc. Ing. Jiří Bašta, Ph.D.  |  Organizace: ČVUT v Praze, FS, Ústav techniky prostředí

U stropního vytápění rozlišujeme následující provedení:

  • otopná plocha s trubkami zalitými ve stropě
  • otopná plocha tvořená lamelami
  • otopná plocha vytvořená sálavými panely a pásy
  • otopná plocha v dutém podhledu

Jednotlivá provedení stropní otopné plochy ukazují obr. 4 až 8. Světlé a tmavé plynové zářiče přímo nepatří do stropního vytápění s otopnou plochou napojenou na otopnou soustavu, ale do lokálních spotřebičů, resp. zdrojů tepla.


Obr. 4 Stropní otopná plocha s trubkami zalitými v betonu
a) trubky zalité v nosném betonu stropu
b) trubky zalité v betonu pod nosnou částí dutých cihel
1 - beton, 2 - trubky, 3 - omítka, 4 - dutá cihla, 5 - otopná plocha


Obr. 5 Stropní otopná plocha s trubkami v omítce stropu
1 - potěr, 2 - dutá cihla, 3 - omítka


Obr. 6 Stropní otopná plocha tvořená lamelami (Stramax)
1 - trubka, 2 - Al - lamela, 3 - omítka


Obr. 7 Průřez Frengerovým otopným stropem
1 - nosný strop, 2 - závěs, 3 - 1/2" trubka, 4 - okrajový úchyt, 5 - tepelná izolace, 6 - Al - deska


Obr. 8 Různé uspořádání registru trubek u Frengerova otopného stropu
1 - registry spojeny sériově s připojením od obvodové zdi, 2 - registr s jednostranným připojením,
3 - registr připojený diagonálně s přívodem od obvodové zdi, 4 - tři skupiny registrů z nichž dvě jsou napojeny paralelně.

Trubky zalité ve stropě

Stropní vytápění s trubkami zalitými ve stropě se vyznačuje tím, že trubky 3/8", 1/2" nebo 3/4" jsou přímo součástí stropní konstrukce. Mohou být uloženy přímo v betonu a pak plní i významnou roli vzhledem k nosnosti stropu, jako armovací železo či jen v omítce stropu.

Při kladení trubek přímo do betonu se jedná o starý způsob provedení (Crittall). V tomto případě musí být otopný had kladen současně s výstavbou stropu. Mezi bedněním a trubkami musí být před betonáží zajištěna distančními vzpěrami mezera cca 2 cm. Nároky kladené na preciznost provedení otopného hadu jsou velké, neboť při chybném vyrovnání a spádování dochází k neustálým provozním potížím s vypouštěním a odvzdušňováním.

Do této skupiny patří i tzv. systémy aktivace betonu. Princip spočívá ve využití akumulační schopnosti betonového jádra a to jak pro vytápění, tak pro letní vysokoteplotní chlazení. Trubky se pokládají ještě v průběhu hrubé stavby a přizpůsobují se tak požadavkům stavby. S určitou nadsázkou lze říci, že se jedná o novodobý Crittall s plným využitím moderních technologií.


Obr. 9 Znázornění průřezu konstrukce systému aktivace betonu - strop BKT

Pokud jsou trubky jen v omítce stropu, je celé provedení jednodušší. Nejdříve se postaví strop, na který se zespodu upevní otopný had. Rabicové pletivo slouží k lepšímu uchycení vápeno-cementové malty. Celá vrstva od nosného stropu tak tvoří pouhých 5 až 6 cm. Celá montáž se ještě zjednoduší použitím povlakovaných měděných trubek či trubek plastových. Omítka pak dosahuje tloušťky vrstvy jen 3 cm.

I u stropního vytápění je důležité ohlídat povrchovou teplotu otopné plochy, neboť vysoká teplota by způsobila nadměrné osálání temene hlavy a tak výraznou tepelnou nepohodu. Přípustnou povrchovou teplotu stropní otopné plochy pro různé výšky stropu a velikosti otopné plochy udává obr. 10. Tyto vyhoví i požadavku naší legislativy na max. 200 W/m2 v oblasti hlavy.


Obr. 10 Přípustná povrchová teplota stropu při teplotě vzduchu 20 °C podle Kollmara.

Určující rovnice, uplatněná rovněž na obr. 10, tepelně-fyziologicky určující povrchovou teplotu stropu nabývá tvar

kde φ je poměr osálání [-]

U stropního vytápění, kde by byl nežádoucí příliš velký únik tepla směrem nahoru, se využívá tepelná izolace obdobně jako u podlahového vytápění.


Obr. 11 Stropní vytápění s 1/2" ocelovými trubkami v betonu,
50 % pokrytím stropní plochy a teplotou vzduchu 20 °C

Pro praktické výpočty lze použít obr. 11, ze kterého určíme v závislosti na součiniteli prostupu tepla stropu k zároveň tepelný výkon stropu q a nad ním ležící podlahy qpo to vše pro strop s 1/2" trubkami.

Tepelný tok okrajové plochy je závislý na zapojení otopného hadu. Pro sériové napojení platí

a pro paralelní napojení

kde
a     je délka registru [m]
b    šířka registru [m].

Příklad

Místnost 5 x 6 x 3,1 m má tepelnou ztrátu Q = 3840 W. Součinitel prostupu tepla stropu k = 0,5 W/m2K. Ptáme se, jak velká musí být otopná plocha při střední teplotě vody 55 °C. Vyberme 1/2" trubky s roztečí l = 20 cm. Měrný tepelný výkon stropu podle obr. 10 je q = 186 W/m2. Požadovaná velikost otopné plochy je

Zvolíme tři registry se sedmi trubkami. Celková šířka registrů b = 20 . 0,2 = 4 m a délka registru a = 5 m. Celková otopná plocha S = 5 . 4 = 20 m2. Tepelný tok sdílený okrajovou plochou qO = 65 .(5 + 0,6.4) = 481 W. Celkový tepelný výkon Q = 20 . 186 + 481 = 4201 W, což je dostačující.

Vliv na tepelný výkon má pokrytí stropu otopnou plochou, resp. velikost ploch v nichž není otopný had. Měrný tepelný výkon lze obecně popsat

kde αS součinitel přestupu tepla sáláním (při teplotě stropu 40 °C je 5,4 W/m2K)

Faktor a kolísá mezi hodnotami 0,60 a 1,25 podle velikosti otopné plochy a intenzity proudění vzduchu ve vytápěné místnosti. Pro Δt = 20 K dostáváme hraniční hodnoty αK = 1,25 až 2,60 W/m2K.

Čím menší je podíl otopné plochy na celkové ploše stropu, tím větší musí být měrný tepelný výkon otopné plochy. Tuto skutečnost zohledňujeme korekčním faktorem p. Při 50 % pokrytí stropu otopnou plochou p = 1 a pro ostatní možnosti lze faktor p odečíst z obr. 12.

Pro návrh stropního vytápění s měděnými trubkami v omítce platí obr. 13 a používá se stejným způsobem, jako obr. 11.


Obr. 12 - Korekční faktor p pro zohlednění velikosti otopné plochy vzhledem k velikosti stropu.


Obr. 13 Stropní vytápění s 3/8" a 1/2" měděnými povlakovanými trubkami v sádrové omítce a teplotou vzduchu 20 °C

[1] Bašta, J.: Otopné plochy. Praha: Ediční středisko ČVUT, 2001. - 328 s. ISBN 80-01-02365-6.
[2] Petráš, D.: Podlahové teplovodné vykurovanie. Bratislava: Jaga group v.o.s, 1998. - 143 s. ISBN 80-967676-6-6.
[3] Recknagel, H., Sprenger, E., Schramek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. München: Oldenbourg Industrieverlag, 2003. ISBN 3-486-26534-2.

 

Hodnotit:  

Datum: 3.7.2006
Autor: Doc. Ing. Jiří Bašta, Ph.D.   všechny články autora
Organizace: ČVUT v Praze, FS, Ústav techniky prostředí



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)

Mohlo by vás také zajímat

Kam dál


Projekty 2017

Partneři - Vytápění

logo DANFOSS
logo GEMINOX
logo FENIX
logo FV PLAST
logo ENBRA
logo THERMONA

Spolupracujeme

logo Asociace odborných velkoobchodů

 
 

Aktuální články na ESTAV.czVazby cihelného pohledového zdivaPraha chce lépe řešit správu svého majetku, včetně prázdných domůPoškození vodou je nejčastějším typem poškození majetkuRealizace podlahy v garáži aplikací epoxidového nátěru na betonové podlahy