Ako funguje stropné chladenie?

V časoch pokračujúcich a do vysokej miery nezvratných klimatických zmien je chladenie pobytových ale aj obytných interiérov až horúco aktuálna téma. V našej krajine sa síce pomaly, ale isto začína mierna klíma postupne meniť na subtropickú. Neostáva nám iné, len sa dôsledkom klimatických zmien prispôsobiť a adaptovať sa na zmenené podmienky. Logickým a pri postupne rastúcich priemerných aj maximálnych teplotách aj nevyhnutným adaptačným krokom je výber efektívneho a zdraviu neškodlivého systému chladenia. Netreba vyvíjať nové systémy, sálavé veľkoplošné stropné chladenie je tá správna voľba. Čítajte, ako funguje stropné chladenie.

Obsah článku

Chladené stropy – ako to funguje

Ak spojíme dva názorné, zjednodušujúce, ale výstižné príklady do jedného,stropné chladenie je vo svojej podstate podlahové kúrenie prenesené na strop. Technicky je to dokonca totožný systém meandrovite postáčaných rúrok pripojených na zdroj vody a reguláciu. S nižšou teplotou vody cirkulujúcej v chladiacom rošte, ktorá interiér nevykuruje, ale odoberá z neho teplo, ochladzuje ho. S chladiacim efektom a pocitovým vnímaním tepelného komfortu ako v gotickej katedrále. Teda prirodzený chlad „padajúci“ zhora, bez zbytočného prievanu a pre zdravie a hygienu negatívnych dôsledkov prudkého prúdenia studeného vzduchu. Nehlučný a neviditeľný systém sálavého chladenia je zo všetkých doteraz vymyslených spôsobov chladenia pre ľudský organizmus najprirodzenejší.

Jednotlivé princípy, či už pri chladení alebo vykurovaní, fungujú veľmi podobne, a to na princípe radiačného prenosu tepla, ktorý predstavuje jednu z troch základných foriem prenosu tepla – vedľa vedenia a konvekcie. V prípade stropného chladenia alebo vykurovania, radiačný prenos tepla znamená, že teplotná energia sa prenáša elektromagnetickými vlnami od teplejšieho povrchu (napríklad stropu) k chladnejšiemu (napríklad nábytku alebo osobám v miestnosti), alebo naopak.

Pri chladení dochádza k:

1. Absorpcia tepla: Keď je stropný systém nastavený na chladenie, voda s nižšou teplotou cirkuluje rúrkami v stropnom systéme. Tento chladný strop absorbuje radiačné teplo z miestnosti (od nábytku, zariadení a ľudí), čím znižuje celkovú teplotu v priestore.
2. Prenos tepla: Teplotná energia sa potom prenáša od teplejšieho objektu (napríklad ľudského tela) k chladnejšiemu stropu a odtiaľ do chladiacej kvapaliny vo vnútri rúrok.
3. Odstránenie tepla: Teplo absorbované chladnou vodou je následne odvádzané z miestnosti, čím dochádza k zníženiu teploty v interiéri.

Pri vykurovaní dochádza k:

1. Vyžarovanie Tepla: Naopak, keď je systém nastavený na vykurovanie, teplejšia voda cirkuluje systémom rúrok v stropoch, ktoré potom vyžarujú teplo do miestnosti.
2. Prenos Tepla: Teplo je vyžarované z teplejšieho stropu do chladnejšieho prostredia miestnosti, čím sa zvyšuje celková teplota miestnosti.
3. Rovnomerné rozloženie tepla: Teplo sa rozloží rovnomerne cez celú plochu stropu, čo zabezpečuje, že teplota v miestnosti je rovnomerná bez výrazných teplotných rozdielov alebo prievanu, čo je bežné pri tradičných vykurovacích systémoch.

Stropné chladenie – fyzikálne princípy procesu

Veľkoplošné stropné chladiace systémy fungujú na princípe výmeny energie medzi chladiacou plochou a človekom prevažne sálaním. Stropné chladenie vytvára optimálny tepelný komfort s minimálnou distribúciou vzduchu. Jeho objemový prietok je minimalizovaný na nevyhnutnú dávku dôležitú pre elimináciu tepla viazaného vo vodnej pare. Chladivom veľkoplošného sálavého systému je voda so vstupnou teplotou 16 °C, cirkulujúca v chladiacich poliach. Strop ochladený na 19 °C postupne ochladzuje stavebné konštrukcie interiéru, predmety a ľudí v interiéri. Bez nadmerného a škodlivého „prievanového“ prúdenia vzduchu, pre ľudské telo najprirodzenejším spôsobom. Zdrojom chladu chladiacej vody môže byť tepelné čerpadlo, systém dvoch studní, vrt alebo chiller. Momentálne je najdostupnejšiou technológiou tepelné čerpadlo. Ako si správne vybrať toto zariadenie zistíte v našom podcaste.

Montáž stropného chladenia.

Skladba stropného chladenia

Systém sálavého stropného chladenia je technicky a materiálovo prakticky totožný ako podlahové kúrenie. Pretože je funkčne využiteľný aj na vykurovanie. Čo sa týka spôsobov inštalácie nie je tak variabilný ako podlahovka, ale skladá sa prakticky z rovnakých súčastí a komponentov. Systémy stropného chladenia delíme podľa spôsobu inštalácie na:

• inštalované v suchej podstropnej konštrukcii
• inštalované „na mokro“ v stropnej konštrukcii
• inštalované do betónového jadra
• inštalované na RAILFIX systém

Skladba suchého systému

Podhľadový systém je ideálny všade, kde nie je možné využiť inštaláciu priamo do konštrukcie stropu „na mokro“, najmä pri rekonštrukciách. Je tvorený prefabrikovanými systémovými podhľadovými doskami s vloženými rúrkami v dvojitom meandri. Suchý systém stropného chladenia REHAU sa skladá z:

• sadrokartónových dosiek s rúrkovým systémom RAUTHERM SPEED a upevňovacím rastrom
• upevňovacích a spájacích komponentov
• pripojovacieho potrubia RAUTHERM SPEED alebo RAUTHERM S
• priestorových termostatov kontrolujúcich rosný bod v miestnostiach

Podhľadový systém je pripojený na reguláciu a zdroj chladu chladiacej vody, ktorej cirkuláciu zabezpečuje obehové čerpadlo.

Montáž suchého systému stropného chladenia

Systém stropného chladenia pri suchej pokládke sa inštaluje pomocou prefabrikovaných sadrokartónových platní, ktoré majú vopred zabudované rúrky. Majú efektívnu hrúbku 30 mm, šírku 1250 mm a sú dostupné v štyroch dĺžkach: 500, 1000, 1500 a 2000 mm. Okrem toho je dostupná aj hrúbka 15 mm v rozmeroch 1000 x 625 mm a 2000 x 625 mm.

Sadrokartón je vystužený vláknami pre zvýšenú pevnosť, čo mu umožňuje odolávať oslabeniu v miestach, kde sú rúrky chladenia zafrézované. Rúrky RAUTHERM S sú vyrobené z PE-Xa, majú rozmer 10,1 x 1,1 mm, obsahujú kyslíkovú bariéru a sú umiestnené vo veľmi hustom rozostupe 45 mm pre maximálny výkon.

Na hornej strane krycích prvkov je z výroby nalepená polystyrénová tepelná izolácia a výstužný pás zo sadrokartónu pre ešte vyššiu pevnosť. Platne majú predvŕtané diery pre skrutky, aby sa počas montáže nepoškodili rúrky. Montáž systému sa vykonáva na raster z drevených alebo oceľových profilov. Prázdne plochy je možné doplniť bežne dostupnými sadrokartónovými doskami v dvojitom obložení.

Skladba mokrého systému

Podhľadový systém je ideálny všade, kde nie je možné využiť inštaláciu priamo do konštrukcie stropu „na mokro“, najmä pri rekonštrukciách. Je tvorený prefabrikovanými systémovými podhľadovými doskami s vloženými rúrkami v dvojitom meandri. Suchý systém stropného chladenia REHAU sa skladá z:

• sadrokartónových dosiek s rúrkovým systémom RAUTHERM SPEED a upevňovacím rastrom
• upevňovacích a spájacích komponentov
• pripojovacieho potrubia RAUTHERM SPEED alebo RAUTHERM S
• priestorových termostatov kontrolujúcich rosný bod v miestnostiach

Podhľadový systém je pripojený na reguláciu a zdroj chladu chladiacej vody, ktorej cirkuláciu zabezpečuje obehové čerpadlo.

Montáž mokrého systému

Systém podomietkového stropného chladenia je navrhnutý tak, aby bol inštalovaný priamo pod omietku na masívny alebo iný dostatočne únosný strop. Rúrky RAUTHERM S, vyrobené z materiálu PE-Xa s rozmermi 10,1 x 1,1 mm, ktoré sú vybavené kyslíkovou bariérou, sú pevne upevnené do montážnych líšt. Tieto rúrky sú rozmiestnené v rozostupoch od 50 do 150 mm, v závislosti od požadovaného výkonu chladenia.

Po vykonaní tlakovej skúšky, ktorá zaručuje správnu funkčnosť systému, sú chladiace registre pokryté vrstvou omietky s hrúbkou 23 mm. Pri aplikácii omietky je dôležité dodržiavať jednoduché pokyny uvedené v technickom katalógu a sledovať odporúčaný postup výrobcu omietky, aby bol zabezpečený správny a efektívny chod systému.

Skladba pri temperovaní betónového jadra

Temperovanie betónového jadra využíva schopnosť stavebných materiálov akumulovať teplotu. V takto navrhnutých budovách slúži betón ako efektívny akumulátor, ktorý dokáže „skladovať teplotu“ Takýto prístup umožňuje udržiavať systém vykurovania a chladenia na ekonomicky výhodných nízkych teplotách, a vďaka tomu je možné systémy na chladenie dimenzovať menšie a hospodárnejšie.

V oblasti stropného chladenia sa vývoj posúva smerom k takzvanému povrchovému systému betónového jadra, známemu ako oBKT. Tento systém ponúka lepšiu reakčnú schopnosť na zmeny teploty podľa potrieb užívateľov a súčasne zaručuje výrazne vyššiu efektivitu. Systém oBKT sa nachádza pod spodnou výstužou betónových stropov a je vybavený dištančnými držiakmi s nožičkami z liateho betónu, čo umožňuje dosiahnuť esteticky príťažlivý vzhľad betónu.

Navyše, vďaka modulárnej konštrukcii oBKT, ktorá umožňuje ponechať určité časti bez inštalácie, sa dá dosiahnuť flexibilita pre budúce potreby budovy, ako sú napríklad zmeny v nájomných kanceláriách. Systém oBKT tiež podporuje použitie priestorovej regulácie teploty vďaka svojej adaptabilite, čím znižuje alebo dokonca eliminuje potrebu dodatočných systémov na chladenie či vykurovanie.

Montáž do betónového jadra

Pri temperovaní betónového jadra sú rúrky RAUTHERM S, vyrobené z materiálu PE-Xa s rozmermi 14,1 x 1,5 mm a vybavené kyslíkovou bariérou, integrované priamo v betónovom strope. Tieto rúrky sú uložené pod spodnou armatúrou betónovej platne, čo zabezpečuje ich ochranu a efektívne využitie v systéme temperovania.

Rozostup pri pokládke týchto rúrok je nastavený buď na 7,5 alebo na 15 cm, pričom sa používajú prefabrikované moduly oBKT, ktoré sú vyrobené špecificky podľa požiadaviek jednotlivých stavebných projektov. V prípade potreby je možné pri voľnej pokládke na stavbe upraviť rozostup rúrok na 10 cm. Systém temperovania je navrhnutý tak, aby pokryl základné potreby chladenia a často dokáže zvládnuť aj špičkové zaťaženie, s maximálnym chladiacim výkonom dosahujúcim hodnotu 92 W/m² pri teplotách 15/17/26 °C.

Rautherm Railfix je nová štvrtá možnosť

Nový inštalačný systém RAUTHERM RAILFIX prináša revolúciu v inštalácii chladiacich a vykurovacích systémov pod strop. Tento systém, navrhnutý pre rýchlu a flexibilnú montáž, umožňuje bezproblémové uchytenie potrubia RAUTHERM Silence s rozmermi 16 × 1,5 mm priamo na nosný raster podhľadu zo sadrokartónu. Jeho jedinečnosť spočíva nielen v rýchlej inštalácii, ale aj v tom, že systém poskytuje výkon až 50 W/m2, či už pri chladení alebo vykurovaní, čo predstavuje významnú výhodu oproti tradičným prefabrikovaným chladiacim elementom.

Okrem toho sa vyznačuje nákladovou efektívnosťou a logistickou nenáročnosťou, keďže vyžaduje len dva kľúčové komponenty. Svojou univerzálnosťou sa hodí nielen pre novostavby, ale aj pre rekonštrukcie, a dokonca umožňuje kombináciu s akustickými stropmi, čo rozširuje jeho uplatnenie a prispieva k lepšiemu akustickému komfortu priestorov.

Znásobená efektívnosť

Systémy stropného chladenia sú už zo svojej fyzikálno-technickej podstaty nízkonákladové. Aj preto, že sú vysokoteplotné – chladiace médium, vodu je potrebné chladiť len na 16 °C pri vstupe a do 20 °C pri obehu v chladiacom rúrkovom rošte. Ročné prevádzkové náklady stropného chladenia pre bežný dom sa pohybujú od 50 do 100 €. Správne nainštalované stropné chladenie je prakticky bezúdržbové a neškodí zdraviu. Oproti akýmkoľvek konvenčným systémom chladenia interiérov má zásadnú výhodu: je použiteľné aj na plnohodnotné vykurovanie. Jednou – síce vyššou – počiatočnou investíciou do stropného chladenia pokryjete aj vstupné náklady systému vykurovania. Ak ako zdroj energie – teda chladu a tepla použijete tepelné čerpadlo, dokážete ním aj ohrievať pitnú a úžitkovú vodu a aj vetrať.

Znásobená efektívnosť

Systémy stropného chladenia sú už zo svojej fyzikálno-technickej podstaty nízkonákladové. Aj preto, že sú vysokoteplotné – chladiace médium, vodu je potrebné chladiť len na 16 °C pri vstupe a do 20 °C pri obehu v chladiacom rúrkovom rošte. Ročné prevádzkové náklady stropného chladenia pre bežný dom sa pohybujú od 50 do 100 €. Správne nainštalované stropné chladenie je prakticky bezúdržbové a neškodí zdraviu. Oproti akýmkoľvek konvenčným systémom chladenia interiérov má zásadnú výhodu: je použiteľné aj na plnohodnotné vykurovanie. Jednou – síce vyššou – počiatočnou investíciou do stropného chladenia pokryjete aj vstupné náklady systému vykurovania. Ak ako zdroj energie – teda chladu a tepla použijete tepelné čerpadlo, dokážete ním aj ohrievať pitnú a úžitkovú vodu a aj vetrať.