späť na obsah časopisu

Prvá časť: Vlastnosti vplývajúce na výber spôsobu riadenia

Veľkoplošné stropné systémy zažívajú v súčasnosti renesanciu a predstavujú modernú alternatívu vytvárania mikroklímy budov. V závislosti od konštrukčného vyhotovenia rozvodného systému teplonosnej látky a zdroja energie môžu zabezpečovať tepelnú pohodu interiérov celoročne, či už pokrývaním tepelných strát v chladnom období roka, alebo odvádzaním tepelnej záťaže v teplom období roka [1] svojou vykurovacou, ale aj chladiacou prevádzkou. Tieto dva spôsoby prevádzky sa môžu realizovať oddelene centrálnym prepínaním režimov zima/leto alebo paralelne v rovnakom období roka vykurovaním alebo chladením v rámci budovy, zóny alebo miestnosti. Z dôvodu zabudovania do stavebnej konštrukcie, resp. zavesenia pod stavebnú konštrukciu systém nenarúša estetický vzhľad interiéru. Veľkou prednosťou je rovnomerné rozloženie teplôt vo vertikálnej aj horizontálnej rovine dané pomerne veľkou vykurovacou plochou a veľkým podielom sálavej zložky tepelného toku. Významné je i energetické hľadisko, pretože prispievajú k zníženiu spotreby energie na vykurovanie a chladenie budov vďaka možnosti ich kombinácie s obnoviteľnými zdrojmi energie, ako sú tepelné čerpadlá alebo solárne systémy, pri relatívne vysokej vykurovacej a chladiacej kapacite.


Faktory ovplyvňujúce výber spôsobu riadenia

Stropné vykurovacie a chladiace systémy sa vyznačujú určitými špecifickými vlastnosťami, ktoré v niektorých prípadoch môžu čiastočne sťažovať reguláciu výkonu. Pri voľbe spôsobu riadenia jednotlivých prvkov riadiaceho systému je potrebné brať do úvahy tieto faktory:

* konštrukčné vyhotovenie stropnej plochy,

* hydraulické zapojenia stropných systémov,

* požiadavky na teplotu teplonosnej látky,

* spôsob prevádzky stropného vykurovacieho a chladiaceho systému.

 

Konštrukčné vyhotovenie stropnej plochy

Základnou úlohou každého riadiaceho systému v oblasti technických zariadení budov je riadiť prevádzku energetických systémov tak, aby pri všetkých prevádzkových podmienkach zabezpečili v interiéroch tepelnú pohodu. To, ako rýchlo vie energetický systém reagovať na zásahy riadiaceho systému, ovplyvňujú jeho dynamické vlastnosti, ktoré závisia od konštrukčného vyhotovenia (druh materiálu, skladba a hrúbka jednotlivých vrstiev, ich objemová hmotnosť a merná tepelná kapacita), od objemu vody a od dopravného oneskorenia teplonosnej látky (času, za ktorý teplonosná látka prekoná vzdialenosť od miesta zásahu regulátora po vykurovaciu plochu alebo teleso). Ďalej opíšeme základné konštrukčné vyhotovenia stropov, ktoré sa používajú na vykurovanie a chladenie interiérov.

Základnou časťou stropného systému sú rozvodné rúrky tvoriace registre, v ktorých prúdi teplonosná látka – voda. Tieto registre sú buď zabudované priamo v stavebnej konštrukcii stropu a tvoria jej súčasť, alebo sú oddelené a pripevnené ku konštrukcii stropu buď ako jednoliata plocha, alebo vo forme panelov. Spôsob, akým stropný systém odovzdáva teplo alebo odvádza tepelnú záťaž, priamo závisí od vyhotovenia teplovýmennej plochy. Ak je teplovýmenná plocha súvislá a vzduch z interiéru ju obteká len z prednej časti, hovoríme o veľkoplošných stropných systémoch, ktoré sa označujú ako uzavreté. Tieto systémy sa považujú za sálavé, pretože pracujú prevažne so sálavou zložkou tepelného toku (asi 60 %). Pri tomto vyhotovení je potrebné, aby teplovýmenná plocha bola vždy izolovaná na hornej strane z dôvodu zabránenia nežiaducej straty vykurovacieho alebo chladiaceho výkonu (obr. č. 1). V niektorých prípadoch môže funkciu tepelnej izolácie nahradiť vzduchová medzera medzi stropnou betónovou doskou a teplovýmennou plochou.

Ak je stropný systém realizovaný s otvormi alebo s medzerami medzi jednotlivými teplovýmennými plochami, vzduch z interiéru ich obteká aj zo zadnej časti a dostáva sa až k stropnej konštrukcii. Tieto systémy sa označujú ako otvorené. Z hľadiska odovzdávania tepla sa radia medzi konvekčné, keďže 50 až 60 % z celkového tepelného toku predstavuje konvekčná zložka (obr. č. 2).

 

Obr. č. 1 Uzavretý stropný systém [3] Obr. č. 2 Otvorený stropný systém [3]

 

Systémy so zabudovanými registrami sa často označujú aj ako masívne stropy a môžeme ich rozdeliť na dve skupiny:

a)     systém s rúrkami zabudovanými v masívnej stavebnej konštrukcii – Tento systém využíva princíp temperovania betónového jadra, ktorý spočíva vo využití akumulačných vlastností stavebných konštrukcií, pričom betónová masa budov je využitá ako neobmedzený zásobník tepla alebo chladu. Umožňuje udržať vykurovanie a chladenie na relatívne nízkych prevádzkovo úsporných teplotách. Zároveň možno zdroje chladu dimenzovať na menší chladiaci výkon a tým šetriť náklady. Treba však počítať s tým, že masa betónu ovplyvňuje rýchlosť nabehnutia systému,

b)     systém s rúrkami zabudovanými v spodnej časti stropnej konštrukcie Tento spôsob montáže je veľmi efektívny, keďže nie sú potrebné úpravy stropnej konštrukcie na uchytenie registra a pri použití pohľadových betónov je stropná doska koncovým prvkom. Inštaluje sa vo fáze hrubej stavby, keď sa potrubie ukladá priamo do betónovej konštrukcie stropu. Rúrky sa kladú do systémových modulov, ktoré sú spojené do väčších celkov. Vytvorené moduly sa ukladajú priamo na debnenie pod spodnú výstuž stropnej dosky. Inštalácia neznižuje svetlú výšku stropu. Vďaka umiestneniu potrubí v spodnej časti stropu má systém rýchlejší nábeh než systém s temperovaním betónového jadra. Systém je súčasťou konštrukcie budovy, čomu zodpovedá aj jeho vysoká životnosť, no jeho realizácia je vhodná predovšetkým v novostavbách, prípadne v kompletných rekonštrukciách. K ďalším výhodám patrí rýchlosť montáže a výhodný pomer ceny a výkonu. Z hľadiska montáže v oboch prípadoch ide o mokrý spôsob (obr. č. 3).

 

Obr. č. 3 Systém s rúrkami zabudovanými v spodnej časti stropnej konštrukcie [5]

 

Z hľadiska dynamických vlastností reagujú tieto systémy na regulačný zásah s veľkou časovou reakciou, ktorá sa pohybuje okolo 4 až 8 hodín v závislosti od umiestnenia rúrkového registra.

Systémy inštalované pod stropnou konštrukciou sa často označujú ako ľahké stropy. Ide o panely pripevnené k stropnej konštrukcii alebo zavesené pod stropom na závesoch, na ktorých sú pripevnené rúrky. Z hľadiska eliminácie tepelných strát by mali byť na hornej

strane vždy izolované. V niektorých prípadoch môže izoláciu nahradiť vzduchová vrstva. V porovnaní s masívnymi stropmi sa vyznačujú podstatne rýchlejšou reakciou na zásah riadiaceho systému. Reakcia na regulačný zásah sa pohybuje od 30 minút do 2 hodín. Vyhotovenie môže byť spravidla takéto:

a)     aktívne sadrokartónové dosky s integrovanými rúrkami – Dosky sú vystužené vláknami pre zvýšenú pevnosť v miestach oslabených vplyvom zafrézovania rúrok. Montáž je nasucho, uskutočňuje sa na raster z drevených alebo oceľových profilov. Viaceré dosky sa dajú sériovo zapojiť a ľubovoľne kombinovať. Dosky sa tmelia vo výrobe a osádzajú sa neopracovanou stranou smerom dovnútra miestnosti. Tento systém sa vyznačuje vyššou flexibilitou a rýchlejším nábehom ako systémy budované namokro. Využíva sa hlavne tam, kde nie je možné využitie montáže namokro ako v drevených a ľahkých, montovaných stavbách, v podkrovných stropných konštrukciách, pri rekonštrukcii bytov a domov (obr. č. 4)

 

Článok dočítate v aktuálnom čísle časopisu EUROSTAV


Autor
doc. Ing. Daniela Koudelková, PhD, Recenzia: prof. Ing. Zuzana Vranayová, PhD.
Digitalizované ukážky časopisov
E-shop eurostav
Archbooks
YTONG