Výhody a nevýhody
V zahraničí se zatím bouřlivě vyvíjelo podlahové vytápění obdobného principu jako stropní, protože mělo kromě příjemného pocitu teplé podlahy i řadu dalších výhod. Dosahuje se jím téměř ideálního rozložení teplot ve vytápěné místnosti. Zatímco při vytápění kamny a u obvyklého ústředního vytápění článkovými radiátory dosahuje rozdíl teplot vzduchu mezi podlahou a stropem až 8 °C, je u podlahového vytápění teplota vzduchu v pobytové oblasti téměř stálá. Teplá podlaha vyzařuje teplo na člověka a spodní část stěn, vzduch v místnosti se ohřívá konvekcí a při pomalém proudění vytváří příjemné prostředí. Sáláním se sdílí až 60 % celkového výkonu a tepelná pohoda se dosahuje i při nižší teplotě vzduchu ve vytápěné místnosti. Tím klesají tepelné ztráty prostupem tepla stavebními konstrukcemi, infiltrací a větráním.
Další úspory energie přináší provoz podlahového vytápění. Protože se v soustavě používá otopná voda o nižších teplotách než v ostatních otopných soustavách, je možno využívat i nízkoteplotní tepelné zdroje. U plynových kotlů to znamená, že lze vychladit spaliny na podstatně nižší teplotu než u tradičních soustav. Dobře navržené podlahové vytápění vychladí spaliny tak, že využije i kondenzační teplo a dosáhne zvýšení účinnosti tepelného zdroje až o 6 %.
Podlahové vytápění je skryto ve stavební konstrukci a umožňuje plné využití interiéru. To je výhoda zejména u velkých místností, kde je obtížné jinými způsoby dosáhnout rovnoměrného vytápění bez narušení celkového dojmu konvekčními otopnými tělesy.
Technický rozvoj podstatně zlepšil vlastnosti potřebných materiálů i montážní postupy. Původní ocelové trubky byly nahrazeny měděnými nebo plastovými, svary a závity lisovanými spojkami. Vláknité izolace vystřídal polystyren, asfaltovou lepenku polyetylenové fólie. Rozdělovače, směšovací bloky s regulačními ventily, oběhovými čerpadly a automatikou se vyrábějí sériově, což zkracuje výrazně pracovní časy na stavbě a zkvalitňuje montáž.
Obrovské zjednodušení montáže podlahového vytápění vyvolalo v některých pracovnících dojem, že se jedná o velice nenáročnou otopnou soustavu, kterou je možno namontovat kutilským způsobem bez potřebných zkušeností, ba dokonce bez projektové dokumentace. Ta představuje méně než 10 % z investičních nákladů a mnohonásobně se vrátí v úspoře materiálu a provozních nákladech.
Z principu podlahového vytápění plynou však i některé nevýhody, které musí projekt respektovat. Na příklad zalití otopných trubek do betonové vrstvy velice zhoršuje podmínky případných oprav. Rekonstrukce nebo dodatečné změny ve velikosti otopných ploch jsou spojeny s rozsáhlými stavebními pracemi. Proto je třeba věnovat projektové přípravě, volbě materiálů, montáži a uvádění do provozu zvýšenou pozornost, protože některé chyby jsou neodstranitelné. I ty zdánlivě drobné mohou způsobit značné potíže. Neoznačí-li se na rozdělovači před zalitím napojení jednotlivých okruhů, nelze provést hydraulické vyregulování a osadit automatickou regulaci.
Už při návrhu velikosti otopných ploch musí být známo zakrytí podlahy např. kuchyňskou linkou nebo rozměrnějším soklovým nábytkem, protože výrazně omezuje předávání tepla.
Podlahová otopná soustava má díky hmotnosti betonové desky značnou tepelnou setrvačnost. Není proto schopna rychle reagovat na změny teplot a na zisky např. osluněním. Pro místnosti s podlahovým vytápěním by neměla být navrhována velká okna.
Vliv chladných ploch a proudění studeného vzduchu se dá omezit vytvořením okrajového pásma s hustším uložením trubek. Tím se zvýší výkon a teplota podlahy. Proto je nutno posoudit její vliv na případný trvalý pobyt osob v tomto pásmu. Ještě vhodnější je instalace doplňkového podlahového konvektoru s vyšší teplotou otopné vody, který může být vybaven ventilátorem pro rychlou reakci na změnu klimatických podmínek.
Často se uvádí, že podlahové vytápění je investičně náročné. Při podrobnějším rozboru zjistíme, že podstatnou část nákladů tvoří stavební práce, tepelná izolace a konstrukce podlahy. Tepelnětechnické vlastnosti stavebních konstrukcí jsou však předepsány ČSN 73 0540-3 a musí být dodrženy bez ohledu na způsob vytápění. Tepelný odpor podlahy je touto normou předepsán podstatně větší, než by vyžadovala instalace podlahového vytápění. Porovnání investičních nákladů s ostatními otopnými soustavami musí vycházet ze skutečné specifikace materiálů a podle realizovaných případů s trubkami ze síťovaného polyetylenu PEX se může pohybovat od 600 do 1200 Kč/m2 včetně systémových desek pro uložení otopných trubek, které stojí 150 až 300 Kč/m2.
Navrhování
Teorie výpočtu sálavého vytápění je velice složitá, ale díky výpočtovým programům snadno zvládnutelná. Základem je výpočet tepelných ztrát podle ČSN 060210. Podle potřebného příkonu jednotlivých místností a jejich výměry můžeme posoudit vhodnost podlahového vytápění. Pro první rychlou orientaci postačí výkonové tabulky, uváděné téměř ve všech informačních podkladech dodavatelů podlahového vytápění. Tabulky jsou zpracovány pro různé rozteče trubek, tepelné odpory podlahové krytiny, střední teploty otopného média a teploty místnosti. Rovněž jsou uváděny teploty podlahy s výrazným označením překročení maximálně přípustné teploty 29 °C.
Pro běžné podmínky podlahového vytápění lze např. odečíst z tabulek pro rozteč trubek 150 mm střední teplotu otopné vody 40 °C, teplotu místnosti 20 °C a pro podlahu pokrytou dlaždicemi maximální výkon 100 W/m2. Při zakrytí kobercem klesne výkon o 25 %. Rovněž změna střední teploty otopné vody o 5 °C představuje zvýšení nebo pokles výkonu asi o 25 %. Podle vypočtených tepelných ztrát je možno navrhnout velikost otopných ploch a délky jednotlivých okruhů. Pro snazší hydraulické vyregulování je vhodné volit přibližně stejné délky trubek v otopných okruzích.
Otopná plocha zahrnuje podkladovou tepelnou izolaci, nosnou konstrukci otopných trubek, betonovou zálivku a povrchovou úpravu. Otopné trubky mohou být uloženy několika způsoby. Tak zvaná systémová deska je tvořena tepelnou izolací, opatřenou rastrem výstupků pro uložení otopných trubek v jedné rozteči. Na hladkou izolační desku se upevňují trubky pomocí spon nebo na stojánky drátěné sítě s volitelnými roztečemi např. pro vytvoření okrajových pásem s vyšším tepelným výkonem. Tepelná izolace bývá někdy pokryta reflexní vrstvou nebo hliníkovými plechy pro zvýšení výkonu a rovnoměrnější rozložení teploty podlahy.
Betonová zálivka má pokrývat otopné trubky vrstvou alespoň 45 mm. Do zálivky se přidává plastifikátor pro lepší spojení plastových trubek s betonem. Otopná deska musí být od obvodových stěn oddělena dilatačními pásky stejně tak jako sousedící otopné okruhy o ploše větší než 40 m2. Před zabetonováním musí být provedena tlaková zkouška a potrubí musí být udržováno pod tlakem až do zatvrdnutí desky. Rovněž první zátop musí být pozvolný, teplota v otopné soustavě se může zvyšovat jen o 5 °C během 24 hodin. Po dosažení provozní teploty musí být i pokles pozvolný, jinak by došlo k odtržení trubek od betonu a tím i ke zhoršení přestupu tepla a k poklesu výkonu.
Závěr
Podlahové vytápění je nejpříjemnější způsob pro vytvoření tepelné pohody. Aby byly využity veškeré přednosti této otopné soustavy, je nutno znát podmínky navrhování, realizace i kvalifikované projektové přípravy.
VLADIMÍR KOTRBA
obrazový materiál archivy firem Rehau, Pedotherm, HST, Podlahové vytápění Proterm
Ing. Vladimír Kotrba (*1932) vystudoval Strojní fakultu ČVUT Praha, specializaci Tepelná a vzduchotechnická zařízení. Pracoval v různých projektových ústavech, převážně v oboru centrálního zásobování hromadné bytové výstavby teplem. V posledních letech se zaměřuje na využívání nových montážních technologií a regulační techniky.
