Konstrukční řešení nízkoteplotního vytápění a vysokoteplotního chlazení 1
Podlahové vykurovanie
V súčasnej dobe sa kladie veľmi veľký dôraz na úsporu energií a využívanie obnoviteľných zdrojov energie. Preto je veľmi dôležitý správny návrh vykurovacieho / chladiaceho systému, ktorý by mal zároveň zabezpečiť priaznivý tepelný stav vnútorného prostredia – tepelnú pohodu. V tomto príspevku sú prezentované konštrukčné systémy, skladby a možné riešenia nízkoteplotného podlahového vykurovania / a vysokoteplotného stropného chladenia.
Úvod
Teplovodné podlahové vykurovanie je veľmi progresívny spôsob vykurovania, ktorý na jednej strane znižuje prevádzkové náklady, na druhej strane však vytvára ideálne rozloženie teplôt v interiéry.
Nezanedbateľnou prednosťou podlahového vykurovania je taktiež hygienické hľadisko a s ním spojené vírenie prachu, ktoré je v tomto prípade eliminované. Tento systém vykurovania bol známy už pred vyše 2000 rokmi, a práve dnes sa k nemu opätovne vraciame a pociťuje jeho stále väčší rozmach.
Stropným chladením dokážeme zabezpečiť optimálne tepelné prostredie, pri ktorom nedochádza k prievanu a použitím tohto systému dokážeme odviesť nadmerné citeľné teplo z pomerne nízkymi prevádzkovými nákladmi.
Použitie obnoviteľných zdrojov energií vytvára najvhodnejšie predpoklady pre optimálne fungovanie celého systému vykurovania a chladenia.
1 Konštrukčné delenie podlahového vykurovania
Podľa technológie vyhotovenia vykurovacej podlahy / chladiaceho stropu poznáme tri základné spôsoby: [1] [4]
- suchý,
- mokrý,
- pomocou modulovaných klíma podláh / stropov
V ďalšej časti budem rozoberať suchý a mokrý systém vyhotovenia vykurovacej podlahy a chladiaceho stropu.
1.1 Suchý spôsob vyhotovenia vykurovacej plochy podlahy
Obr. 1 Detail suchého spôsobu vyhotovenia vykurovacej podlahy [1]
1 – podlahová krytina; 2 – suchá podlahová doska; 3 – teplovodivý plech; 4 – rúrky podlahového vykurovania; 5 – systémová doska pre suchý proces; 6 – kročajová izolácia/hydroizolácia; 7 – podkladový betón
Rúrky sú uložené v systémovej doske, ktorá sa skladá z tepelnej izolácie a teplo vodivého plechu vo forme kovovej lamely. Kovová lamela zvyšuje pevnosť podlahy a umožňuje rovnomerný rozvod tepla. Systémová doska je určená pre suché kladenie rúrok. Pokiaľ to dovoľuje konštrukčná výška miestnosti môže sa pod systémovú dosku uložiť dodatočná tepelná izolácia. Na samotnú systémovú dosku sa ukladá suchá podlahová doska a následne podlahová krytina (keramická dlažba, drevené parkety) alebo iné. Pri suchom spôsobe sa teplota v rúrkach môže pohybovať v rozmedzí od 40 do 70 °C. Detail skladby podlahy suchého spôsobu vyhotovenia vykurovacej plochy znázorňuje obr. 1. [1] [4]
1.2 Mokrý spôsob vyhotovenia vykurovacej plochy
Pri mokrom spôsobe sú rúrky zabetónované priamo do cementového lôžka nad tepelno-zvukovou izoláciou. Rúrky sú obalené betón. Zvyčajná teplota teplonosného média pri tomto type vyhotovenia je v rozmedzí od 35 do 55 °C, podlaha pracuje so špecifickým tepelným výkonom nad 50 W/m2. [1] [4]
Najčastejšie používané spôsoby prichytávania rúrok pri mokrom procese:
- uchytávaním plastovými príchytkami na sieť,
- uchytávaním plastovými koľajničkami do izolačnej dosky,
- vtláčaním do systémovej dosky.
1.2.1 Uchytávanie rúrok plastovými príchytkami na sieť
Obr. 2 Detail uchytávania rúrok plastovými príchytkami na sieť [1]
1 – podlahová krytina; 2 – stavebné lepidlo; 3 – cementový poter; 4 – polystyrén pre podlahové vykurovanie/hydroizolácia; 5 – podkladový betón; 6 – rastlý terén; 7 – oceľová sieťovina; 8 – plastová príchytka na oceľovú sieťovinu; 9 – rúrky podlahového vykurovania
Pri tomto spôsobe uchytávania rúrok sa na tepelnú izoláciu natiahne polyetylénová krycia fólia, na ktorú sa následne položí oceľová sieťovina. Pri kladení rúrok pre podlahové vykurovanie sa tieto upevňujú pomocou plastových príchytok priamo na oceľovú sieťovinu. V tomto prípade sa zjednodušuje celková montáž a urýchľujú sa práce, nastáva lepší kontakt rúrky s betónovou mazaninou a lepší prenos tepla z rúrky do interiéru. Detail uchytávania rúrok pomocou plastových príchytok na sieť znázorňuje obr. 2. [1] [4]
1.2.2 Uchytávanie rúrok plastovými koľajničkami do izolačnej dosky
Obr. 3 Detail uchytávania rúrok plastovými koľajničkami do izolačnej dosky [1]
1 – podlahová krytina; 2 – stavebné lepidlo; 3 – cementový poter; 4 – polystyrén pre podlahové vykurovanie/hydroizolácia; 5 – podkladový betón; 6 – rastlý terén; 7 – upínacia lisovaná koľajnička; 8 – rúrky podlahového vykurovania
Pri tomto spôsobe uchytávania rúrok sa na tepelnú izoláciu natiahne polyetylénová krycia fólia, na ktorú sa následne položia lisované koľajničky z plastu. Plastové koľajničky sú tvorené vopred pred lisovanými drážkami, alebo otvormi do ktorých sa následne uložia podlahové rúrky. Detail uchytávania rúrok pomocou plastových koľajničiek do izolačnej dosky je znázornený na obr. 3. [1] [4]
1.2.3 Vtláčanie rúrok do systémovej dosky
Obr. 4 Detail vtláčania rúrok do systémovej dosky [1]
1 – podlahová krytina; 2 – stavebné lepidlo; 3 – cementový poter; 4 – polystyrén pre podlahové vykurovanie/hydroizolácia; 5 – podkladový betón; 6 – rastlý terén; 7 – systémová doska; 8 – rúrky podlahového vykurovania
Vtláčanie rúrok do účelne tvarovanej systémovej dosky, ktorá môže byť rôzne formovaná a modulovaná prostredníctvom radov výstupkov vrátane hornej hydroizolačnej vrstvy, umožňuje zabezpečiť rôzne rozostupy rúrok, ako aj možné zmeny rozostupov (zahustenia) v okrajových zónach. Takto sa výrazne urýchľuje montážny proces, uľahčuje sa práca montážnikom a v konečnom dôsledku sa zlacňuje ľudská práca. [1] [4]
Detail vtláčania rúrok do systémovej dosky je znázornený na obr. 4.
1.3 Aplikovanie teplovodného podlahového vykurovania v praxi
Teplovodné podlahové vykurovania je možné používať na vykurovanie všetkých priestorov, kde sa využíva bežné vykurovanie konvekčnými vykurovacími telesami. Vhodné je jeho použitie hlavne do: [3] [4]
- rodinných a bytových domov,
- občianskej výstavbe,
- priestorov halových objektov.
1.3.1 Rodinné a bytové domy
Rodinné a bytové domy sú najčastejším prípadom aplikácie podlahového vykurovania, pretože to umožňuje vlastníkovi čisté architektonické riešenie v rámci interiéru, energeticky úspornú prevádzku a optimálne zabezpečenie tepelnej pohody. [4]
Vykurovaný objekt musí spĺňať tieto požiadavky: [4]
- tepelná strata objektu musí byť čo najnižšia (15–25 W/m3),
- vykurovaný priestor musí mať iba takú tepelnú stratu, aby ju podlahová vykurovacia plocha mohla pokryť,
- pokiaľ je tepelná strata väčšia ako výkon vykurovacej plochy podlahy, treba zvýšiť tepelných odpor obvodových konštrukcií dodatočnou tepelnou izoláciou, prípadne zvýšiť výkon vykurovacou plochou napríklad v stene prípadne vykurovacím telesom,
- konštrukčná výška interiéru musí umožniť položenie podlahovej vykurovacej plochy približne 10 cm na nosnú konštrukciu podlahy,
- pri mokrom spôsobe vyhotovenia vykurovacej plochy, treba počítať so zaťažením nosnej konštrukcie podlahy asi 80 až 100 kg/m2.
Príklady montáže podlahového vykurovania pre rodinné a bytové domy sú znázornené na obr. 5, 6, 7, 8.
Obr. 5 Príklad pokládky podlahového vykurovania pomocou systémovej dosky pre suchú montáž aj s nášlapnou vrstvou [5]
Obr. 6 Príklad pokládky podlahového vykurovania pomocou plastových koľajničiek kotvených do izolačnej dosky – mokrý montážny systém [5]
1.3.2 Občianske budovy
Možnosť aplikácie teplovodného podlahového vykurovania v občianskych budovách má mimoriadnu šírku záberu (administratívne budovy, hotely, reštaurácie, kiná, divadlá, kultúrne a spoločenské budovy), ale vo väčšine prípadov je úzko prepojená aj s využitím tradičného vykurovania, teda ako tzv. kombinovaného teplovodného vykurovania. [3] [4]
Požiadavky na vykurovaný objekt
Kombinované teplovodné vykurovanie ponúka všetky výhody oboch systémov, teda veľkoplošného sálavého a konvekčného spôsobu vykurovania, a je vhodné najmä pre vykurované objekty, kde je:
- možnosť pokrytia tepelnej straty v prípadoch, keď inštalovaný príkon podlahového vykurovania samostatne nestačí,
- pružná reakcia na zmenu potreby tepla v dôsledku cudzích zdrojov tepla (slnečné žiarenie, teplo z varenia, produkcia tepla od ľudí), pričom podlahové vykurovanie kryje základnú tepelnú stratu a konvekčné vykurovanie pružne reaguje na výkyvy vonkajšej teploty, a to najmä v prechodných obdobiach (jar, jeseň),
- možnosť variabilnej zmeny polohy a výkonu vykurovacieho telesa pri zmene dispozície interiéru alebo účelu a funkcie miestnosti. [4]
Príklady montáže podlahového vykurovania pre občianske budovy sú znázornené na obr. 5, 6, 7, 8.
Obr. 7 Príklady pokládky podlahového vykurovania pomocou plastových príchytiek na oceľovú sieťovinu – mokrý montážny systém [6]
Obr. 8 Príklad pokládky podlahového vykurovania pomocou systémovej dosky – mokrý systém [5]
1.3.3 Veľkopriestorové objekty
Samostatnú skupinu objektov tvoria priestory halových objektov, či sú to priemyselné a poľnohospodárske budovy, alebo športové haly a telocvične, plavárne, hromadné garáže, prípadne kostoly a podobné historické objekty. [3] [4]
Predpoklady podlahového vykurovania vo veľkopriestorových objektoch
Pri aplikácii teplovodného podlahového vykurovania vo veľkopriestorových objektoch sa musia splniť tieto požiadavky: [4]
- vytvorenie tepelnej pohody len v pobytovej zóne užívateľov,
- garantovanie statickej únosnosti podlahovej vykurovacej plochy,
- presné dilatovanie vykurovacích plôch a jednotlivých okruhov,
- zohľadnenie prevádzkového režimu užívateľov, prípadne technológie,
- eliminovanie vplyvu orientácie na svetové strany.
Ukážka pokládky podlahového vykurovania pre veľkopriestorové objekty je znázornená na obr. 5, 6, 7, 8. Suchý spôsob pokládky pre tento typ objektov nie je veľmi vhodný.
Záver
Znižovanie nákladov na energie vedie k čoraz väčšiemu záujmu o systémy, ktoré pracujú oveľa efektívnejšie a s oveľa vyšším komfortom tepelnej pohody. Využívanie obnoviteľných zdrojov energií spolu s nízkoteplotnými systémami vykurovania a vysokoteplotnými systémami chladenia má za následok zníženie spotreby primárnych energií a vedie k zníženiu prevádzkových nákladov, ktorých cena každoročne narastá. Nízkoteplotné vykurovanie / vysokoteplotné chladenie = úspora energie = ochrana životného prostredia.
Použitá literatúra
- [1] BUGÁŇ, J., PETRÁŠ, D.: Konštrukčné riešenia teplovodného podlahového vykurovania a ich aplikácie v budovách. Eurostav: odborný časopis z oblasti stavebníctva a architektúry roč. 17, č. 9. s. 50–53. ISSN 1335-1249.
- [2] OLESEN, B., PETRÁŠ, D., BABIAK, J.,: Low temperature heating and hight temperature cooling: Rehva quidebook No. 7 Forssan: Rehva 2007, ISBN 2-9600468-6-2.
- [3] PEKAROVIČ, J. K.: Vykurovacie sústavy – teória sálavého vykurovania, lokálne a zvláštne druhy vykurovania. Bratislava: SvF SVST, 1987.
- [4] PETRÁŠ, D. a kol.: Teplovodné a elektrické podlahové vykurovanie. Jaga, Bratislava 2004.
- [5] UNIVERSA, s r. o.: Haustechnik – fotodokumentácia.
- [6] THERMOFLEX, s r. o.: Heating systems – fotodokumentácia.
- [7] UPONOR , s r. o.: http://www.uponor.sk/.
- [8] ZMRHAL, V.: Sálavé a chladicí systémy I, cit. 12. 9. 2008.
- [9] CIHELKA, J. a kol.: Vytápění, větrání a klimatizace, Praha: SNTL 1985.
- [10] VIESSMANN: http://www.viessmann.sk/
Nowadays there is emphasis on energy savings and utilization of renewable energy sources. Therefore, proper selection and design of the heating / cooling system, which should be also able to provide favourable condition of the thermal environment – thermal comfort, is very important.In this article construction systems, compositions and possible solutions of low temperature floor heating / high temperature ceiling cooling are presented.
