Nepríjemne vysoké teploty v interiéroch sa stávajú počas leta bežnou, aj keď nepríjemnou skutočnosťou. Preto mnohí z nás vyhľadávajú technické riešenia, ktoré im pomôžu udržať hladinu ortuti v teplomere na znesiteľnej úrovni. Klimatizačné jednotky sú dnes veľmi rozšírené - aj napriek fúkaniu studeného prúdu vzduchu na krk, čo spôsobuje nemalé zdravotné problémy, či veľkej spotrebe energie. Existuje však lepšie riešenie. Stačí, ak sa pozriete na váš strop.
Princíp fungovania stropného chladenia
Základom systému stropného chladenia je veľkoplošné ochladzovanie stropu pomocou chladiacej vody, ktorá cirkuluje v zabudovaných rúrkach. Tento princíp možno prirovnať k obrátenému podlahovému kúreniu. Namiesto ohrievania priestoru teplou vodou, ako pri podlahovom kúrení, stropné chladenie pomocou studenej vody odoberá teplo z miestnosti. Výmena energie prebieha predovšetkým sálaním, čo je pre ľudský organizmus najprirodzenejší spôsob prenosu tepla. Strop sa postupne ochladzuje, a tým následne aj steny, podlaha, predmety a ľudia v miestnosti. Vďaka veľkej ploche stropu dochádza k rovnomernému rozloženiu teploty bez nepríjemného prievanu a vírenia prachu, ktoré sú typické pre klasické klimatizácie.
Teplota chladiacej vody v systéme sa pohybuje okolo 16-19 °C, čo umožňuje energeticky úsporné, tzv. pasívne chladenie. Pri tomto režime sa často využíva studená voda zo zemných vrtov alebo studní, pričom tepelné čerpadlo sa zapína len vtedy, keď je podzemná voda príliš teplá. Spotreba elektrickej energie je tak minimálna a zameraná primárne na pohon čerpadiel.
Výhodou stropného chladenia je aj jeho vysoká akumulačná schopnosť. Raz "načerpaný" chlad (alebo teplo v zimnom období) dokáže strop udržať dlhší čas aj po vypnutí zdroja. Systém je navyše úplne tichý a nevíri vzduch, čo ocenia najmä alergici a ľudia s citlivými dýchacími cestami.
Heat Transfer animation | conduction convection animation
Fyzikálne princípy stropného chladenia
Jeden z pomerne trefných spôsobov popisu stropného chladenia je „podlahovka naopak.“ Každý má akú-takú predstavu o tom, ako funguje podlahovka. Nuž a keď to celé obrátime - aj topograficky, aj z pohľadu využitia, dostaneme stropné chladenie. Nainštalované nie v podlahe, ale v konštrukcii stropu. Nekúri ako podlahovka, ale chladí. S podlahovým vykurovaním má spoločné ale omnoho viac. Komponenty systému - od rúrok, spojok až po reguláciu sú totožné pre oba spôsoby využitia. To, čo dokáže plošne sálavo kúriť, dokáže aj plošne sálavo chladiť. Ak teda plošný systém raz nainštalujete, môžete ho využívať ako „dva v jednom“.
Princíp plošného chladenia nie je prievanový, nárazový, ale mierny, sálavý. Ten je pre ľudí podstatne prirodzenejší a pocitovo príjemnejší ako prúdiaci chladný vzduch. Systém nevíri to, čo dýchame ako klasické vetranie, ventilátory či klimatizácia. Cirkulujúca chladiaca kvapalina v rúrkovom plošnom rošte v strope ochladzuje stropnú konštrukciu. Strop s teplotou 15 - 19 °C postupne cez steny ochladzuje podlahu, predmety, ľudí a aj vzduch miestnosti. Jemne, nenárazovo, bez prievanu a vírenia prachu a nečistôt. Výsledkom je komfortný, príjemný pocit a celková rovnomerná tepelná pohoda interiéru.
Vnímanie tepelnej pohody v interiéri je u každého človeka individuálne. Bez ohľadu na mieru subjektivity sa stropné chladenie najviac blíži ideálu prirodzeného tepelného prostredia. Preukázateľne pozitívne vplýva na pohodové vnímanie tepelnej pohody v interiéri. Okrem toho zvyšuje komfort dýchania a tým pádom aj bývania. Zabezpečuje pre ľudí najprirodzenejší a najpríjemnejší spôsob chladenia vzduchu v interiéri. Okrem komfortných a zdravotných má aj ekologické a ekonomické benefity. Ale aj estetické, akýkoľvek variant stropného chladiaceho systému je neviditeľný a nehlučný. Stropné chladenie funguje na fyzikálnych princípoch zdieľania tepla či chladu veľkoplošnou aktívnou plochou.
Možnosti inštalácie stropného chladenia
Systémy stropného chladenia sa líšia v spôsobe realizácie a montážnej náročnosti, čo ovplyvňuje aj investičné náklady. Existujú dva základné typy inštalácie:
Mokré systémy
Tieto systémy sú vhodné pre betónové a omietkové stropy a vyžadujú inštaláciu na mokro. Chladiace rúrky sú upevnené na strope a následne prekryté vrstvou omietky. Tento spôsob je najvyužívanejší a je možné ho realizovať aj pri rekonštrukciách.
Podomietkový register (mokrý systém)
V tomto prípade sú rúrky chladenia (napr. RAUTHERM S 10,1x1,1 mm) pomocou úchytných líšt pripevnené na spodnú plochu stropu a prekryté vrstvou omietky s hrúbkou približne 20 mm. Zníženie svetlej výšky stropu je minimálne (2 až 2,5 cm). Tento systém je vhodný aj na dodatočnú montáž.
Register integrovaný v monolitickom betónovom strope
Tento finančne najmenej náročný spôsob je využiteľný len v novostavbách. Chladiaci systém sa inštaluje už vo fáze hrubej stavby, pri tvorbe stropnej konštrukcie. Rúrky (napr. RAUTHERM S 17x2,0 mm) sa umiestnia v okolí spodnej výstuže (max. hĺbka 15 mm od spodného líca stropu) a zalejú sa betónom. Týmto spôsobom sa znižuje svetlá výška miestnosti.
Suché systémy
Suché systémy sú určené pre ľahké drevené, montované stropy a podkrovné konštrukcie, ako aj pre rekonštrukcie. Vyznačujú sa rýchlejším nábehom chladenia a vyššou flexibilitou.
Sadrokartónový register (suchý systém)
Systém je tvorený prefabrikovanými sadrokartónovými doskami s integrovanými rúrkami (napr. RAUTHERM S 10,1 x1,1 mm) v rozstupe 45 mm. Dosky sú vystužené vláknami pre zvýšenú pevnosť a majú na hornej strane tepelnú izoláciu a výstužný pás. Montáž sa vykonáva na raster z drevených alebo oceľových profilov. Tento systém je ideálny pre miestnosti s podhľadmi, šikmé plochy a stavby postavené suchým procesom.
V sadrokartónových stropných paneloch, ktoré majú hrúbku 12 alebo 16 mm, sú zabudované plastové rúrky s vnútorným priemerom 6 alebo 8 mm. V nich prúdi chladiaca voda a ochladzuje celú plochu stropu. Každý panel vytvára samostatný okruh pripojený na horizontálny rozvod chladenia (potrubie s priemerom 16 mm). Panel je z pohľadovej strany úplne hladký, zabudované chladiace rúrky nie sú vôbec vidieť.
Systém temperovaného betónového jadra (BKT/oBKT)
Tento moderný systém je určený pre veľkoplošné, masívne konštrukcie a využíva akumulačné vlastnosti betónu. Betónová masa budovy slúži ako zásobáreň tepla alebo chladu. V oblasti stropného chladenia sa vyvíja smerom k povrchovému systému betónového jadra (oBKT), ktorý ponúka lepšiu reakčnú schopnosť a vyššiu efektivitu. Rúrky (napr. RAUTHERM S 14,1x1,5 mm) sú integrované priamo v betónovom strope pomocou prefabrikovaných modulov. Rozostup rúrok sa dá upraviť podľa potreby.
Systém RAUTHERM RAILFIX
Tento inštalačný systém je navrhnutý pre rýchlu a flexibilnú montáž potrubia RAUTHERM Silence (16 × 1,5 mm) priamo na nosný raster podhľadu zo sadrokartónu. Je nákladovo efektívny a logisticky nenáročný.
Porovnanie stropného chladenia s klasickou klimatizáciou
Klasická klimatizácia potrebuje na dostatočné ochladenie miestnosti veľmi nízku teplotu výmenníka (asi 6 °C), cez ktorý prechádza privádzaný vzduch do interiéru. Na výmenníku sa teplý vzduch stretáva s jeho studeným povrchom, takže sa začne zrážať vlhkosť zo vzduchu. Na tvorbu kondenzátu spotrebuje klasická klimatizácia 20 až 30 % dodávanej energie. Tvorba kondenzátu je však nežiadúci jav, ktorý spôsobuje, že klimatizačné zariadenia patria k jedným z najväčších spotrebičov energie v dome.
Chladiaci strop takýmito „neduhmi“ netrpí. Teplota chladiacej vody, ktorá vstupuje do systému, je 16 °C, takže nedochádza ku kondenzovaniu vzdušnej vlhkosti, a tým ani k vysúšaniu vzduchu. Veľkosť chladiacej aktívnej plochy (podľa možnosti celý strop) je niekoľko násobne väčšia ako pri klasickom spôsobe chladenia klimatizačnými jednotkami, čo znamená, že s vyššou teplotou chladiacej vody vieme dosiahnuť ten istý výsledok.
Oproti klasickým klimatizačným jednotkám, dochádza k rovnomernému šíreniu chladu bez efektu prievanu, kedy je prúdenie studeného vzduchu veľmi častou príčinou prechladnutia, či iných zdravotných problémov. Jednou z ďalších výhod, ktoré nemôžeme zabudnúť spomenúť, je nulová hlučnosť oproti ventilátorovému princípu chladenia, vďaka ktorej spĺňa aj vysoké požiadavky na hlukové parametre.
Klimatizácia mení vzduch oproti tomu, aký je vonku, mení sa ionizácia, teplota, vlhkosť, človek očakáva určité vlastnosti vzduchu a zrazu dostáva iné. Pri dlhodobom vystavení ľudského tela prúdu studeného vzduchu môže prísť k rôznym ochoreniam.
Výhody a nevýhody stropného chladenia
Výhody:
- Rovnomerné ochladzovanie priestoru bez prievanu
- Úplne tichý chod
- Nízka spotreba energie (najmä pri pasívnom režime)
- Zdravšia klíma, vhodná aj pre alergikov
- Nevíri prach a nie je potrebné čistenie od baktérií ako pri klimatizácii
- Dlhá životnosť systému
- Možnosť využitia aj na vykurovanie
- Neviditeľný systém, voľná ruka pri zariaďovaní interiéru
Nevýhody:
- Vyššie investičné náklady pri inštalácii
- Potreba kvalitnej izolácie a tienenia okien
- Nutnosť sledovať vlhkosť a rosný bod (riziko kondenzácie)
- Nevhodné do priestorov so zvýšenou vlhkosťou (kúpeľne, kuchyne) bez dodatočného vetrania
- Systém je vhodnejší do novostavieb alebo rozsiahlejších rekonštrukcií
Regulácia a sledovanie parametrov
Na zabezpečenie optimálnej funkčnosti stropného chladenia je nevyhnutné správne tienenie okien, napríklad pomocou žalúzií alebo roliet, aby sa zabránilo nadmernému prehrievaniu interiéru slnečným žiarením. Ďalším kľúčovým faktorom je sledovanie rosného bodu. Moderné riadiace systémy neustále monitorujú teplotu a vlhkosť v miestnosti a dokážu včas zasiahnuť, aby sa zabránilo kondenzácii vody na povrchu stropu.
Ak snímač rosného bodu vyhodnotí teplotu chladiaceho média ako nízku a relatívnu vlhkosť v byte ako vysokú (nebezpečenstvo rosenia stropov je vysoké), uzavrie prívod chladiacej vody do stropu, čím zabráni roseniu. Keď teplota v miestnosti poklesne a rosný bod sa začne vytvárať pri nižšej teplote, stropné chladenie sa opäť spustí.
V prípade potreby je možné použiť zvlhčovač vzduchu pre udržanie optimálnej vlhkosti. V kombinácii so systémami riadeného vetrania alebo inteligentného ovládania domácnosti je možné nastaviť stropné chladenie presne podľa individuálnych potrieb, vrátane cieľovej teploty a časových programov.
Regulácia a meranie tepla, chladu, vlhkosti a rosného bodu je realizované prostredníctvom senzorov, ktoré sú napojené na centrálny prístroj IVAR.CALEON SMART. Prostredníctvom viaczónového komunikačného modulu IVAR.CALEON BOX CLIMA je možné pripojiť ďalšie príslušenstvo. Samozrejmosťou je elegantná, a pre koncového užívateľa bezplatná aplikácia pre inteligentné telefóny s možnosťou vzdialeného prístupu a ovládanie jednotlivých zón IVAR.CALEON s integrovaným čipom pre pripojenie k sieti WLAN.
Zdroj chladu pre stropné chladenie
Ak ste sa rozhodli pre použitie chladiacich stropov, ostáva ešte vybrať zdroj chladu. Najjednoduchším spôsobom je využitie vody zo studne, ktorej teplota na vytvorenie chladu zvyčajne úplne postačuje. V prípade, že nemáte na pozemku vhodnú studňu, je dobré si zaobstarať tepelné čerpadlo, ktoré dokáže využiť na chladenie tak vodu zo studne, ako aj okolitý vzduch. Najlepšou kombináciou je využiť tepelné čerpadlo na chladenie aj vykurovanie s využitím podlahového vykurovania v kombinácii so stropným chladením.
Náklady na chladenie chladiacimi stropmi s tepelným čerpadlom sú neporovnateľne nižšie ako klasická klimatizácia. Najmä preto, že tepelné čerpadlo sa celoročne využíva nielen ako zdroj chladu, ale aj producent tepla na vykurovanie s oveľa nižšou hranicou bivalencie, ako majú klimatizačné tepelné čerpadlá.
Stropné chladenie/vykurovanie využíva alternatívne zdroje energie: tepelné čerpadlá prípadne solárne kolektory. Na jednej strane chladiť a na druhej strane zohrievať (TÚV), to je ideálny stav pre tepelné čerpadlá.
Inštalácia osvetlenia do stropov so stropným chladením
Inštalácia osvetlenia do stropov s chladiacim systémom si vyžaduje starostlivé plánovanie a zváženie každého kroku - od výberu svietidiel, ktoré sú vhodné na použitie do stropov s nainštalovaným chladiacim systémom, až po prípravu zapustených krabíc pre bezpečnú inštaláciu do stropu s chladením v betóne, aby všetko prebehlo hladko a bezpečne, bez poškodenia existujúcich rúrok chladenia alebo káblov počas inštalácie svietidiel.
Vynechanie miesta pre stropné svietidlá, osadenie chráničiek a zápustných boxov pre bezpečnú inštaláciu
Dôležitá je príprava už počas realizácie hrubej stavby. Pri inštalácii osvetlenia do stropu s chladením v betóne je dôležité urobiť prípravu vopred, osadiť zápustné boxy pre bezpečnú inštaláciu osvetlenia a natiahnuť chráničky na káble, ktoré sa následne spolu s rúrkami stropného chladenia zalejú betónom a vytvoria monolit stropu. Tým, že sa spraví príprava počas realizácie stavby sa pri inštalácii osvetlenia vyhneme navŕtaniu do niektorej z rúrok chladenia prechádzajúcej stropom.
Samozrejme príprava je dôležitá aj pri iných typoch chladiacich systémov, pod omietkov a v sadrokartónových platniach. Ideálne je mať pred realizáciou chladenia hotový návrh osvetlenia, podľa ktorého sa upraví návrh chladenia a vynechá sa miesto pre kotvenie svietidiel do stropu.
Aké svietidlá je vhodné inštalovať do chladených stropov?
V prípade väčších centrálnych svietidiel navrhujeme závesné alebo stropné odsadené modely, kvôli prúdeniu vzduchu. Zároveň pri väčších prstencových závesných svietidlách, napr. v obývačke, je potrebné vynechať pozície v chladení len v mieste závesných bodov.
Samozrejme aj pri chladiacich systémoch treba myslieť na to, aké parametre má kvalitné svetlo spĺňať a podľa nich sa pri výbere svietidiel riadiť. Kvalitné osvetlenie je súhrn parametrov. Nie je len o farbe svetla, ale aj o intenzite, veľkosti difúznej plochy a indexu podania farieb CRI. Platí, že čím väčšia difúzna plocha, tým lepšia rovnomernosť svetla v priestore. Zároveň, tým že vysokú intenzitu svetla rozložíme v ploche svetlo bude na pohľad príjemné, nebude nás oslňovať a zabezpečí maximálny svetelný komfort v miestnostiach, kde trávime hodiny času denne ako obývačka, kuchyňa, pracovňa či detská izba.
Osvetlenie má na správne fungovanie nášho tela a duševnú pohodu výrazný vplyv a určite by sa nemalo podceňovať. Kvôli potrebnej príprave počas realizácie stavby je návrh osvetlenia od odborníka, svetelného technika, v prípade stropných chladiacich systémov obzvlášť dôležitý.
Zhrnutie
Stropné chladenie je inovatívne a ekologické riešenie, ktoré ponúka vysoký tepelný komfort s minimálnou spotrebou energie. Vďaka princípu sálania je jeho pôsobenie prirodzenejšie a príjemnejšie pre ľudský organizmus ako pri klasickej klimatizácii. Možnosti inštalácie zahŕňajú mokré aj suché systémy, pričom výber závisí od konkrétnych podmienok stavby. Dôležitou súčasťou systému je správna regulácia a sledovanie parametrov, ako je vlhkosť a rosný bod, aby sa predišlo kondenzácii. V kombinácii s vhodným zdrojom chladu, ako sú tepelné čerpadlá, predstavuje stropné chladenie energeticky efektívne a ekologické riešenie pre moderné interiéry.
tags: #konstrukcia #pod #stropne #chladenie