Podlahové potěry a efektivita podlahového vytápění

V současné době má stavebník na výběr množství podlahových otopných soustav, izolací či zdrojů samotné tepelné energie. Stále je však opomíjeno, že nedílnou součástí podlahového vytápění je také materiál, který přiváděné teplo přijímá, ukládá a distribuuje, respektive vyzařuje do prostoru. Tím je podlahový potěr. Nevhodná volba a použití podlahového potěru dokáže značně snížit účinnost a výkon jinak špičkové otopné soustavy a mít vliv na dosažení požadované tepelné pohody v objektu.

Co je vlastně tepelná pohoda

Úkolem otopné soustavy je zajištění tepelné pohody, tedy stavu, kdy člověk nepociťuje chlad, ani nadměrné teplo, a cítí se komfortně. Takových podmínek je dosaženo, pokud je rozložení teploty v místnosti rovnoměrné – teplota vzduchu a okolních konstrukcí je obdobná. O tepelně pohodě podrobně pojednává mnoho studií nebo např. norma ČSN EN ISO 7730 – ­Ergonomie tepelného prostředí.

Výběr otopné soustavy k docílení tepelné pohody je velmi důležitý a nelze jednoznačně tvrdit, zda je lepší kombinace tepelného čerpadla s podlahovým vytápěním nebo užití plynového kotle v kombinaci s otopnými tělesy. Každý systém má své výhody a je vhodný pro určité podmínky.

Odlišně musí být přistupováno u staveb nízkoenergetických, staveb s většími tepelnými ztrátami, u staveb s velkými prosklenými plochami nebo v závislosti na konstrukčním systému stavby. V jednom případě nás může trápit nedotápění, v druhém naopak přetápění a výsledkem je nejen snížený komfort užívání stavby, ale také negativní vliv na energetickou spotřebu.

V rámci trendu výstavby nízkoenergetických domů, kterým stačí pouze občasné a rychlé zvýšení teploty, by se jevilo jako ideální prvek otopné soustavy, například elektrické otopné těleso, které je dynamické a rychle reaguje na změnu vnitřní teploty. Určitou „nevýhodou“ nízkoenergetických domů je právě potřebná krátká doba provozu vytápění. Vzduch a okolní konstrukce ztrácí, díky izolacím, teplotu pomalu. Podlaha netopí a stává se v tomto případě nejchladnější konstrukcí, s kterou je navíc člověk nejvíce v kontaktu. Vzniká problém tzv. nepříjemné studené podlahy. Z tohoto důvodu je stále oblíbenější podlahové vytápění, které u těchto domů slouží jak k samotnému vytápění, nebo jen temperování podlahy.

Otázkou použití podlahového vytápění je ovšem jeho velká tepelná setrvačnost. Podlaha s velkou tepelnou setrvačností má velmi omezenou možnost regulace. Dlouho trvá, než začne vytápět a pak, než vytápět přestane. A to bývá u nízkoenergetických budov problém. Při potřebě zvýšit teplotu podlahy, je nutno začít vytápět s dostatečným časovým předstihem, neboť oproti lokálním topidlům jsou používány nízkoteplotní parametry otopné vody.

Větší komplikací je, jak takovou otopnou soustavu „vypnout“, například při oslunění, zvýšení počtu osob nebo potřeby snížení teploty místnosti určených ke spánku, jako jsou dětské pokoje, ložnice atd. Naakumulovaného tepla v podlaze, tzn. opravdu nemalého množství zaplacené tepelné energie, je potřeba se rychle zbavit, např. intenzivním větráním. Jedná se však stále o hospodárnost nízkoenergetických staveb, a kde máme ten avízovaný tepelný komfort?

Anhylevel Thermio

Francie je specifická výstavbou budov s vnitřním zateplením. U těchto objektů s velmi malou tepelnou akumulací je potřeba termoregulace otopné soustavy zásadní. Vzhledem ke zvyšující se oblibě podlahového vytápění bylo nutno tento způsob vytápění zefektivnit. Společností Anhydritec byl vyvinut a patentován materiál kombinující výhody použití podlahového vytápění s možností dynamické regulace teploty. Na českém trhu je tento materiál pod označením Anhylevel Thermio. Jedná se o speciálně modifikovaný anhydritový potěr s vysokou tepelnou vodivostí a emisí, je specifický svou růžovou barvou.

Tepelná vodivost potěrů Anhylevel Thermio

Tepelná vodivost (W·m^–1·K^–1) představuje rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné části materiálu do druhé. Vysoká tepelná vodivost potěru je tedy základním předpokladem efektivně fungujícího podlahového vytápění, neboť udává rychlost přenosu tepla z topných rozvodů k povrchu potěru. Součinitel tepelné vodivosti potěru Anhylevel Thermio dosahuje hodnoty l = 2,5 W·m^–1·K^–1, oproti např. tradičním cementovým potěrům s hodnotou l = 1,1 W·m^–1·K^–1. Jedná se o takřka 2,5násobně kratší dobu zahřátí konstrukce podlahy.

Potěry s vysokou tepelnou vodivostí se prohřívají rychleji, teplota konstrukce je rovnoměrnější a otopná soustava rychleji reaguje na změny teplotních podmínek ve vytápěném prostoru. Tepelná energie z rozvodů tepla je efektivněji využita a zužitkována. Je tak docílen nejen vysoký teplotní komfort, ale také výrazně úspornější provoz.

Tepelná emise

Tepelná emise neboli tepelná jímavost (W²·s^–1·m–4·K^–2) udává, s jakou intenzitou materiál akumulované teplo uvolňuje. To v praktickém pojetí znamená, pokud ­bychom měli podlahu s velkou tepelnou akumulací, tzn. s velkým obsahem tepelné energie, ale s nízkou hodnotou tepelné emise, tak by to bylo obdobné jako se snažit teplotu vody v bazénu zvýšit velmi pomalým přísunem teplé vody z plného velkého zásobníku.

Tepelná ztráta celé plochy buď neumožní bazén/místnost zahřát, nebo bude doba ohřevu neúměrně dlouhá. Bude tedy ovlivněn tepelný komfort nebo nastane potřeba rychlého doplňkového tepelného zdroje.

V rámci podlahového vytápění se vyšší hodnota tepelné emise projevuje rychlejším dosažením vyšší povrchové teploty podlahy a intenzivnějším ohřevem okolního prostoru. Tato vlastnost je přínosná zejména u nízkoteplotních tepelných zdrojů, jako jsou např. tepelná čerpadla, kdy i při nižším výkonu podlaha stále „vytápí“.

Tepelná jímavost cementové mazaniny:

b = l · r · c

kde je

• l – součinitel tepelné vodivosti (1,1 W·m^–1·K^–1)
• d – objemová hmotnost (2 050 kg·m^–3)
• c – měrná tepelná kapacita (1 000 J·kg^–1·K^–1)
• b = 2.25 kW²·s^–1·m–4·K^–2

Tepelná jímavost Anhylevel Thermio:

b = l · r · c

kde je

• l – součinitel tepelné vodivosti (2,5 W·m^–1·K^–1)
• d – objemová hmotnost (2 150 kg·m^–3)
• c – měrná tepelná kapacita (1 200 J·kg^–1·K^–1)
• b = 6.45 kW²·s^–1·m–4·K^–2

Povrchová teplota podlahy při stejném zdroji tepla

Prakticky to znamená, že k dosažení stejné teploty podlahy stačí nižší teplota v podlahových rozvodech. Z dlouhodobého sledování bylo zjištěno, že při použití potěru Anhylevel Thermio je provozní teplota nižší až o 5 °C.

Tepelná akumulace podlahy

Tepelná akumulace neboli měrná tepelná kapacita (J·kg^–1·K^–1) označuje, kolik tepla je potřebné k ohřátí 1 kg látky o 1 teplotní stupeň. V praktickém pojetí tepelné pohody to představuje takové množství „uloženého“ tepla, které zajistí, aby při změně venkovní teploty nedošlo k citelné změně teploty vnitřního prostoru, na kterou by nestačila dostatečně rychle reagovat otopná soustava. Tepelná akumulace je tedy důležitá vlastnost budovy, jelikož zajišťuje teplotní stabilitu interiéru. Akumulační schopnost by ovšem neměla být vlastností otopné soustavy z důvodu setrvačnosti, omezené možnosti regulace a reakce na změny teplotních podmínek. Čím menší je tepelná akumulace okolních konstrukcí, tím dynamičtější by mělo být samotné vytápění, aby byla zajištěná teplotní stabilita při změnách venkovních teplotních podmínek.

Potěry Anhylevel Thermio mají vysokou tepelnou vodivost a tepelnou emisi. Tepelná akumulace je u těchto potěrů minimalizována, aby byla právě u podlahového vytápění zajištěna dynamika provozu a rychlá reakce na změny podmínek, zvláště u lehkých montovaných staveb s nízkou mírou tepelné akumulace.

Objem použitého materiálu

S provozem podlahového vytápění přímo souvisí i tloušťka potěru, neboť čím více materiálu, tím delší doba prohřátí a větší tepelná akumulace. Vysokou míru tepelné akumulace využijeme u staveb s velkou tepelnou ztrátou a tam, kde je využíván levný zdroj tepla s kontinuální produkcí tepelné energie. Odlišný bude ovšem provoz například elektrických otopných soustav. Elektrické podlahové vytápění nemá možnost regulace teploty rozvodů, výroba tepelné energie je nákladnější a je potřeba kratší doba provozu. Regulace teploty podlahy je dána výkonem topných kabelů nebo fólií a délkou provozní doby. Výhodou elektrického vytápění je velmi rychlá reakce, kterou je škoda nevyužít.

Modifikované anhydritové potěry dosahují až extrémních pevností, což v kombinaci s objemovou stabilitou (nesmršťují se a nekroutí) umožňuje aplikaci ve velmi malých tloušťkách. Podlahy s podlahovým vytápěním pak není problém realizovat pouze v celkové tloušťce cca 30 mm, např. u systémů UPONOR i méně. V takovém případě disponujeme ideální otopnou soustavou s krátkou reakční dobou a velmi snadnou regulaci na požadovanou teplotu.

Vliv potěru na harmonogram stavby

Neméně podstatným faktorem při realizaci podlah a výběru vhodné technologie je včasný termín následné pokládky podlahových krytin. V případě vytápěných podlah je obvykle potřeba větší tloušťka potěru než u podlahy nevytápěné. A ačkoliv se přímo nabízí použít otopnou soustavu k vysušení potěru, není to vždy úplně dobrý nápad, a to právě u cementových potěrů. Vysušování cementových potěrů je možné zahájit nejdříve po 21 dnech, a to velmi pozvolna a opatrně. Cementové potěry jsou velmi citlivé na rovnoměrnost vysychání. Nadměrné vysušení povrchu je příčinou kroucení a vzniku prasklin. Doba vysychání cementových potěrů na nízkou hodnotu zbytkové vlhkosti bývá obvykle několik měsíců. Je to dáno jednak větší tloušťkou, ale hlavně velmi pomalým pohybem vlhkosti v konstrukci.

Anhydritové potěry je oproti cementovým možné vysušovat podlahovým vytápěním již po 7 dnech a navíc intenzivně. Vlivem snadnějšího transportu vlhkosti v konstrukci je doba schnutí v řádech několika týdnů. V případě použití potěru Anhylevel Thermio, realizovaného v tloušťce 30 mm je vysušení za pomocí podlahového vytápění možné již po několika dnech od spuštění vytápění.

Nezávislá laboratoř CERTITHERM v Paříži provedla měření vlivu potěru Anhylevel Thermio na výkon podlahových otopných soustav při různých roztečích podlahových rozvodů. Bylo zjištěno, že pouhou změnou potěru lze zvýšit efektivitu otopné soustavy až o 22 %. V praxi to znamená dynamičtější reakci a výkon vytápění, nebo upravit rozteč podlahových topných rozvodů, a zvětšit tak například plochu vytápěnou jedním topným okruhem.

Modifikovaný anhydritový potěr Anhylevel Thermio

• l: 2,2 W·m^–1·K^–1
• Tloušťka vrstvy nad rozvody: 20 mm
• Podlahové rozvody: PEX 12 x 1,1 mm
• Izolant: EPS 50 mm

V rámci vývoje stavebních technologií dochází k výrazným změnám v oblasti vytápění. Budovy se chovají energeticky naprosto odlišně, než tomu bylo před desítkami let, jsou využívány stále více úsporné nízkoteplotní otopné soustavy. Je tedy potřeba zhodnotit a navrhovat systémy podlahového vytápění jako celek tak, aby byl dosažen nejen vysoký komfort užívání, životnost, ale také zamýšlená energetická a finanční úspora.

Modifikovaný cementový potěr Sikacome Evolution

• l: 1,2 W·m^–1·K^–1
• Tloušťka vrstvy nad rozvody: 35 mm
• Podlhové rozvody: PEX 12 x 1,1 mm
• Izolant: EPS 50 mm

Jen samotnou optimalizací skladby podlahy s otopnou soustavou – podlahovým vytápěním lze dosáhnout 8–10% úspory nákladů za vytápění.

---

Více informací o anhydritovém potěru Anhylevel Thermio na www.cemex.cz a www.podlaha.cz