Systémy podlahových vytápění: Zkušenosti s provozem a na co si dát pozor

Velkoplošné otopné systémy s vodním médiem jsou v oboru vytápění rezidenčních i komerčních budov nepochybně fenoménem. Přestože se počty jejich instalací rapidně zvyšují, stále dochází při pokládkách, ale i při plánování topných spirál, k významným chybám, jež následně vedou k provozním poruchám a také ekonomické neefiktivitě realizovaných zakázek. Některé z těchto chyb si přiblížíme v dalším textu.

V 80. letech dvacátého století nastal v Německu prudký rozvoj podlahového vytápění, přestože tento způsob topení je téměř stejně starý jako lidstvo samo. Na úspěchu stále oblíbenějšího systému se podílí hlavně stále se snižující energetická náročnost budov a vývoj zdrojů tepla, jako jsou tepelná čerpadla a kondenzační kotle. Všechny tyto okolnosti se podílí na stále rostoucí poptávce po tomto moderním způsobu vytápění.

Vůbec to není překvapením. Ideální teplotní křivka, velká otopná plocha, předání tepla radiací a nízká teplota otopné vody jsou jen jedny z mnoha výhod zapříčiňující obrovský rozmach tohoto způsobu vytápění.    I přes velké množství realizací těchto systémů dochází stále k množství chyb díky chybějícím výkresům k projektům rodinných domů a následně k pokládce tzv. naslepo bez příslušných podkladů.

Samoregulace
Samoregulační schopnosti figurují na prvním místě v přehledu chyb při realizaci podlahového vytápění. Možnost samoregulace je obvykle jedním z přeceňovaných, nebo naopak opomíjených aspektů podlahových topení. Na přání zákazníka/investora často realizační firma doplní do obytných místností radiátory kvůli lepší regulaci. Tímto krokem tak potlačují jednu z praktických výhod podlahového topení, nemluvě o neekonomičnosti takového řešení. O co vlastně jde při samoregulaci?

V místnosti se standardní navrhovanou teplotou ti = 20 °C a střední teplotou podlahy tm = 26 °C se přenáší teplo mezi podlahou a místností ∆ϑ = 6 K. Dosazením do vzorce pro měrný tepelný tok q = a .  ∆ϑ nám vyjde hodnota předávaného výkonu 65 W/m2 (a = koeficient přenosu tepla 10,8 W . m–2 . K–1).

Zvýšíme-li v místnosti teplotu o 1 °C (například osluněním) dojde ke snížení přenosu tepla do místnosti asi o 17 %. Na druhou stranu ochlazením místnosti (např. větráním) o 2 °C, přenos tepla naroste o 33 %. Z uvedeného nám tedy vychází, že změnou teploty v místnosti o 1 °C se mění výkon podlahového topení o 17 %. V reálném provozu se pak do kotle vrací méně ochlazená voda při zvýšené teplotě v místnosti, a tento jev pak generuje významné úspory.

Dimenze potrubí a její vliv na provoz
Frekventovanou otázkou pak je, jaký vliv na tepelný výkon má správná dimenzace potrubí. Jedná se o další častou chybu, jež pak vede k neekonomičnosti provozu podlahového vytápění. Správná odpověď na tuto otázku se jeví zásadně v tom, zda je vliv dimenze potrubí na tepelný výkon. V případě že je rozdíl průtočné plochy u průměrů 14 a 20 mm více než dvojnásobný, mohlo by se zdát že i přenesené teplo bude významně vyšší.

Odpověď je pak pro spoustu realizačních firem překvapením, že je to přesně naopak. Výsledkem porovnání těchto dvou průměrů je zjištění, že použitím průměru 20 mm dostaneme jen 6% nárůst tepelného výkonu. Je proto lepší se držet osvědčených menších dimenzí při posuzování důležitého hlediska poměr cena/výkon. Nicméně je nutné mít stále na zřeteli maximální tlakovou ztrátu 250 mba u jednoho okruhu. Tab. 1 přehledně uvádí tepelný výkon pro různé průměry s roztečemi 150 nebo 200 mm, které byly spočítány HEAT2 softwarem.

Maximální tlaková ztráta
Maximální tlaková ztráta je po nevhodné volbě dimenze další chybou v navrhování podlahového topení. Jedním ze základních aspektů hydraulického návrhu topného hada je právě tlaková ztráta. Co nejrovnoměrnější rozložení teploty v podlaze nám poskytuje co nejnižší teplotní spád systému, to ale vyžaduje větší průtočná množství, a tak i vyšší hydraulické ztráty.

Jednou z často opomíjených skutečností montážníků jsou maximální délky topných okruhů pevně spjaté s maximální tlakovou ztrátou, kde hlavní roli hraje úspora několika set korun na menším rozdělovači. Nefunkčnost systému způsobena vysokými tlakovými ztrátami se řeší až podružně. Největší délky topných okruhů a velikosti otopných ploch na základě nejvyšší povolené tlakové ztráty 250 mba pak ukazuje tab. 2. 

Nejmenší výška potěru
Tloušťka cementového nebo anhydritového potěru je také opomíjenou a podceňovanou skutečností. Co nejmenší tloušťka konstrukce podlahy je jedním z nejčastějších požadavků, nejčastěji u rekonstrukcí, ale dnes naneštěstí i u novostaveb. Tím posledním, čím lze ovlivnit tloušťku skladby podlahy, je právě roznášecí vrstva. Velmi často se i z finančních důvodů hledají úspory na této vrstvě.

Pouhým náznakem budoucích škod jsou pak praskliny v potěru způsobené dilatačními změnami jako výsledek provozování a zatížení systému podlahového topení. Při absenci české nebo evropské normy definující nejmenší tloušťku potěru roznášecí vrstvy se pak doporučuje respektovat německou normu DIN 18560. Tuto normu akceptuje i Svaz výrobců suchých omítkových a maltových směsí ČR. V tabulce 3 jsou pak vidět doporučené minimální tloušťky litých nebo cementových potěrů v závislosti na zatížení podlahy a vlastnostech potěru. 

Co říci závěrem
Projektanti nebo školení zaměstnanci výrobce jsou právě osobami, které by měly provádět návrh a výpočty topných okruhů a montážní firmy by navržené parametry měly dodržovat. Pouze takto je možné docílit optimalizovaného systému, a to jak z pohledu ekonomického, tak z pohledu provozního.

Naneštěstí je dnes zcela běžné, že investor nepověří projektanta zpracováním DPS a realizace se provádí dle dokumentace, která se předložila stavebnímu úřadu. Chybějící podrobné zpracování rozvodů vytápění v takových podkladech je pak příčinou, že návrh vychází pouze ze zkušeností montážníka. Ze všech výše uvedených důvodů by mělo být cílem odborníků v tomto oboru redukce tohoto všeobecného problému.