Vliv potěrů na efektivitu podlahového vytápění

cítíme se tedy neutrálně. Abychom toho docílili je nutno dosáhnout určité a stejnoměrné teploty v daném prostoru. Rovnoměrnost teploty je ovlivněna povrchovou teplotou konstrukcí, teplotou vzduchu a rychlosti jeho proudění. Jak ovšem dosáhnout komfortní rovnoměrné teploty cca 22 °C při minimálním proudění vzduchu? Jak to přímo souvisí s podlahovými potěry nám pomůže pochopení základních způsobů šíření tepelné energie. Teplo se šíří třemi způsoby: vedením (kondukcí), prouděním (konvekcí) a zářením (radiací).

1. Přenos tepla vedením probíhá ve spojitém látkovém prostředí, kdy si pevné částice předávají energii z míst vyšší teploty do míst o nižší teplotě. Prakticky toto probíhá mezi teplovodním podlahovým topením a potěrem.
2. Přenos prouděním probíhá prouděním plynné nebo kapalné hmoty, kdy dochází k vzájemnému pohybu jednotlivých částí, které mají odlišnou teplotu a hustotu. Šíření tepla proudním je rychlejší než vedením. Typický příklad je vytápění přímotopy, kdy teplý vzduch přirozeně stoupá vzhůru a vytlačuje vzduch chladného za vzniku proudění.
3. Sálání neboli tepelné záření je přenos tepla ve formě elektromagnetického infračerveného záření. Na rozdíl od přenosu tepla vedenímnebo prouděním se může teplo přenášet i ve vakuu, tzn. bez zprostředkování přenosu látkovým prostředím. Sálavé teplo je zachycováno hmotnými povrchy a částečně vzduchem (vodní pára, CO2 apod.). V přírodě je nejčastějším a nejefektivnějším způsobem přenosu tepla. Nejznámějším zdrojem sálavého tepla je slunce.

Zdroje tepla vytápějící na principu proudění – lokální topidla jsou v posledních letech na ústupu. Ohřívají převážně vzduch a akumulace tepla do konstrukce je velmi dlouhá, přičemž stěny či podlaha mají vždy nižší teplotu a navozují tak stále pocit chladu. Aby docházelo k proudění je nutnost vyšší teploty topidla, čemuž odpovídá vyšší spotřeba energie. Proudění způsobuje nesouměrnost teploty v místnosti. Je prokázáno, že nejvhodnější vytápění je velkoplošným sálavým zdrojem tepla. Výhodou je rovnoměrná teplota v celé ploše při výrazně menší teplotě zdroje tepla. Sálavé teplo je nejprve  akumulováno do hmotných předmětů a teprve jimi pak ohříván vzduch. Prostor není přetápěn a nedochází k výrazným ztrátám tepelné energie např. při větrání. Nejefektivnějším zdrojem sálavého tepla je topení podlahové, jelikož předává teplo v maximální ploše a při nejmenší povrchové teplotě.  Podlahové vytápění není samozřejmě vynález moderní doby, ale je známo již z dob starověkého Říma, kde budovy Hypokaustum  (lázně, 80 př.n.l.) vytápěli právě tímto způsobem. Volba podlahového topení je vhodná také z důvodu spotřeby energie. Podlaha je natápěná na nižší povrchovou teplotu než stěnové nebo stropní sálavé topení, k čemuž postačují úsporné nízkoteplotní zdroje tepla, jako jsou tepelná čerpadla nebo elektrické topné folie. Celkový součinitel prostupu tepla a_p a měrný tepelný výkon q u velkoplošného sálavého vytápění:

Tepelná akumulace podlahy

Při volbě podlahové konstrukce je často preferováno použití cementových potěrů k dosažení největší tepelné akumulace než u anhydritu. Skutečnost je taková, že tepelnou akumulaci mají oba materiály shodnou, jelikož převažující obsah složek mají stejný. Podíl pojiva je tak malý, že nemá na tepelnou akumulaci žádný výrazný vliv. Je však tato vlastnost vhodná pro podlahové topení? Akumulace tepla je hromadění tepla v tělese, nebo ve stavebním dílci, který toto teplo nespotřebuje, ale jakmile klesne teplota v okolním prostoru, odevzdává ho zpět. U podlahového potěru je podstatné nejen množství, ale hlavně rychlost jímání a zvolňování nahromaděného tepla. Ideální topný systém by měl mít schopnost rychle doplnit teplo ztracené např. větráním, nebo včas ukončit jeho uvolňování např. při zvýšení počtu osob ve vytápění místnosti. Tepelná akumulace podlahy je každopádně důležitá z důvodu rovnoměrného rozložení tepla. Podlahová konstrukce bez tepelné akumulace by rychle ztrácela teplotu a oproti okolním akumulačním konstrukcím (stěny) by se jevila chladněji. Pro docílení komfortu teplé podlahy by pak bylo potřeba delšího až stálého topného procesu. Výsledkem by však byla teplá podlaha, ale zároveň riziko přetápění prostoru. Optimální je provádění tzv. poloakumulační vrstvy, které zajistí potřebnou akumulaci tepla, určitou setrvačnost, ale zároveň rychlou reakci topného systému při změnách teplot.

Tepelná vodivost potěru

Je odlišnou a podstatně důležitější věcí, než akumulační schopnost.  Tepelná vodivost představuje rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do jiných, chladnějších částí. Tato vlastnost je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti. Vysoká tepelná vodivost potěru je základním předpokladem efektivně fungujícího podlahového topení, neboť zajišťuje transport tepelné energie k povrchu potěru. Pokud porovnáváme lité potěry a betonové mazaniny, tak v tomto má jasnou výhodu tekutá směs, jelikož zaručuje dokonalý a celoplošný kontakt s topnými rozvody. Ze současně používaných podlahových potěrů dosahuje nejvyšší hodnoty součinitele tepelné vodivost anhydritový potěr Anhylevel, jehož vodivost je o 40% vyšší než u betonových mazanin. Kdy tuto vlastnost oceníme nejvíce? Například u teplovodních systémů instalovaných do systémových EPS panelů. Každý kužel tvoří izolační dutinu, stínící tepelnému toku (obr. 9). Volba materiálu s velkou tepelnou vodivostí (anhydrit) dokáže tento faktor výrazně eliminovat. Tepelná jímavost Jedná se o další z důležitých vlastností podlahový konstrukcí potěru. Vyjadřuje schopnost materiálu teplo akumulovat a naopak zase uvolňovat. Čím vyšší je hodnota tepelné jímavosti, tím rychleji je schopen materiál přijímat teplo a rychleji ho uvolňovat. Tepelná jímavost anhydritového potěru (ANHYLEVEL) je: b =  λ . r . c, kde      λ .. součinitel tepelné vodivosti (1,8 W/m.K) δ .. objemová hmotnost (2 100 kg/m³) c .. měrná tepelná kapacita (1 550 J/kg.K) b = 5.859 kW².s.m^-4.K^-2 Tepelná jímavost cementového potěru(CEMLEVEL) je: b =  λ . r . c, kde      λ .. součinitel tepelné vodivosti (1,1 W/m.K) δ .. objemová hmotnost (2 100 kg/m³) c .. měrná tepelná kapacita (1 570 J/kg.K) b = 3.627 kW².s.m^-4.K^-2 Z uvedených hodnot je zřejmé, že anhydritové potěry ANHYLEVEL dokážou akumulovat a vydat stejné množství tepelné energie jako např. beton, avšak o 40% rychleji. Pokusím se uvést příklad. Dvě koupelny, dvě stejné nádoby se stejným obsahem stejně teplé vody. Z jedné nádoby budeme napouštět vanu pomalým proudem a z druhé rychle silným proudem. V které vaně se budeme moci koupat dříve? Jaká bude teplota vody po úplném vyčerpání nádrží? Spotřebuji stejné množství energie, ale komfort koupání bude odlišný.

Anhydritový nebo cementový potěr?

Chceme-li plně využít topný potenciál a docílit tepelné pohody je zřejmé, že je ideální použít anhydritový potěr.  Nejen, že umožňuje oproti cementovým potěrům provedení v menší tloušťce, čímž je prohříváno méně materiálu, ale přitom s dostatečnou tepelnou akumulaci. Vysoká tepelná vodivost a jímavost zajišťuje rychlé prostup tepla a jeho předání do prostoru.  Nemalou výhodou anhydritu je také možnost vysušování pomocí podlahového topení již 7 dní vylití a včasné zahájení temperování stavby v zimním období. Cementové potěry volíme spíše pro prostory s trvale zvýšenou vlhkostí, vysoce zatěžované podlahy nebo při požadavku na chemickou kompatibilitu s dalšími použitými materiály na bázi cementu. Vhodná volba materiálů není jen otázkou kvality nebo snadnosti provádění, ale také komfortu užívání.