Měření rychlosti prohřátí podlahy

Systémy Ecofloor (topné kabely nebo rohože) lze využívat jako hlavní vytápění, nebo také jen jako komfortní vyhřívání dlažby – nejčastěji v koupelně. Pro tento druhý případ, kdy je místnost vytápěna jiným zdrojem tepla (např. teplovodní radiátor) a elektrická topná rohož plní funkci komfortní teplé podlahy, je důležitou veličinou čas potřebný k prohřátí dlažby. Systém je provozován v relativně v krátkých časových úsecích (ca 1 - 2 hodiny ráno a večer) a je od něj požadováno, aby dokázal prohřát dlažbu v co nejkratším čase. Naopak akumulace tepla a dlouhé chladnutí podlahy je zde zbytečné a nežádoucí. Rychlost náběhu se dá samozřejmě ovlivnit typem systému a pro doplňkový ohřev by měli být používány výhradně přímotopné systémy.

Ale ani použití přímotopného systému není zárukou dostatečně rychlého prohřátí podlahy. Chování podlahy je závislé na její celkové skladbě a pokud není v konstrukci umístěna tepelná izolace, může se podlaha zahřívat až několik hodin. Tento problém je obzvláště citelný u rekonstrukcí, protože ve starších konstrukcích obvykle žádná izolace není a instalovat dodatečně 6 cm polystyrenu je náročné a značně nákladné. Znamená to totiž buď vybourat ca 10cm podlahy a vytvořit si prostor pro izolaci a novou podlahu, nebo podlahu o těchto 10cm zvednout. A to je často technicky nemožné. Přesto zde existuje technicky i cenově dostupné řešení – instalace doplňkové izolace F_Board (odkaz otevřít v novém okně) přímo pod topnou rohož Ecofloor. Izolace zvýší tepelný odpor konstrukce pod topnou rohoží a zajistí, že teplo je směrováno především do dlažby a nikoliv do podkladní konstrukce. Izolace je prodávána v tloušťkách 6 a 10 mm. Při použití F-Board 6 mm je tloušťka celé nové konstrukce jen 2,5 cm a to včetně topné rohože a nové dlažby.

Význam této izolace je demonstrován na třech konkrétních aplikacích, u kterých byly provedeny měření náběhu teploty podlahy. Ve všech třech případech jde o instalaci topné rohože o výkonu 160W/m² přímo v lepícím tmelu pod dlažbou.

Koupelna v bytovém domě

Byt s koupelnou je umístěn ve 2.NP bytového domu v Jeseníku. Objekt byl postaven v roce 1908, jedná se o masivní stavbu, vyzděnou z plných pálených cihel, s obvodovými konstrukcemi tl.80cm. Podobně jako obvodové zdivo jsou masivní i stropní a podlahové konstrukce. Na trámovém stropu je záklop z desek, na deskách je cihelná podlaha tl. 4cm, v koupelně doplněná betonovou podlahou tl.4cm. Dům se vyznačuje velmi dobrými tepelně akumulačními vlastnostmi a ideálním vlhkostním mikroklimatem. Vytápění bytu je zajištěno teplovodním systémem, v koupelně byla do lepícího tmelu pod dlažbu instalována topná rohož, která měla plnit funkci komfortního vyhřívání podlahy. Mezi topnou rohoží a konstrukcí podlahy není žádná dodatečná izolace. Pod koupelnou je vytápěný byt jiného nájemce

Jak je vidět ve znázorněném grafu, podlaha se z 20°C na 28°C nahřívala 3,5 hodiny, na 29°C už celých 5 hodin. Po 5 hodinách provozu byla topná rohož vypnuta a následovalo velmi pozvolné ochlazování podlahy. Systém se jednoznačně chová jako akumulační - je to způsobeno 8cm vrstvy konstrukce (4cm beton+4cm cihelný záklop) pod topnou rohoží.

Vzhledem k tomu, že se mělo jednat pouze o doplňkové komfortní vyhřívání, bohužel lze celý systém v zásadě označit jako nefunkční. Tomuto problému se dalo velmi snadno předejít instalací doplňkové izolace, jak bude vidět u následující aplikace.

Koupelna v rodinném domě

Při rekonstrukci koupelny v RD vznesl uživatel požadavek na instalaci elektrické topné rohože. I zde plní funkci pouze doplňkového komfortního ohřevu, vytápění koupelny je zajištěno teplovodním radiátorem. Koupelna je umístěna v přízemí, pod koupelnou je chladný nevytápěný sklep. Protože se jedná o starší objekt, není v podlaze žádná (!) tepelná izolace. Podlaha je tvořena 8cm silnou betonovou deskou (2x 4cm) s hydroizolací. Na připravenou podlahu byla položena tepelná izolace CLIMAPOR-POLYPLAN 2mm, topná rohož a nová dlažba.

Ze znázorněného grafu je patrné, že přestože v konstrukci podlahy není kromě POLYPLANu 2 mm žádná tepelná izolace a pod koupelnou je nevytápěná místnost s průměrnou teplotou 5-8°C, systém funguje velmi dobře a podlaha se nahřála za pouhých 26 minut. Cyklování teplot v horní části grafu (28-29°C) je způsobeno termostatem, který po dosažení požadované teploty podlahy topnou rohož střídavě vypínal a zapínal. Také chladnutí podlahy je podstatně rychlejší než v prvním případě, protože izolace CLIMAPOR-POLYPLAN zabránila zbytečnému akumulování tepla do betonové podlahy.

Zkušební vzorek s izolací F-Board

Protože společnost Fenix od dubna 2007 uvádí na trh jako novinku podlahovou izolaci F-Board, byly mimo jiné provedeny také testy teplotního náběhu podlahy. Ve zkušební místnosti byl vytvořen zkušební vzorek podlahy, který konstrukčně odpovídá rekonstrukci, kdy je nová podlaha položena na původní dlažbu. Na stávající keramickou dlažbu (položená na betonovém podkladu bez tepelné izolace, beton je uložen na rostlé zemině) byla lepícím tmelem fixována izolace F-Board 6mm, topná rohož 160W/m² a dlažba. V následujícím grafu stojí za povšimnutí skutečnost, že teplota ve zkušební místnosti byla proti koupelnám ve dvou výše uvedených případech pouze ~20°C.

Pokud budeme graf náběhu teplot ve zkušební místnosti porovnávat s podlahou v koupelně rodinného domu, kde byla instalována izolace CLIMAPOR-POLYPLAN, došlo k nárůstu teploty podlahy z 22°C na 28°C za 24minut, tedy "jen" o dvě minuty dříve. K tomuto oteplení však došlo při výrazně nižší teplotě prostoru, která má významný vliv na ochlazování podlahy a tedy na rychlosti jejího zahřívání. Díky větší tloušťce izolace F-Board je tak dosaženo lepší dynamiky systému.

Tato izolace má proti izolaci CLIMAPOR-POLYPLAN ještě další výhody – izolace je vyráběna v deskách a pokládka je velmi snadná. CLIMAPOR-POLYPLAN je v rolích a při pokládce se projevuje tzv. tvarová paměť materiálu - POLYPLAN má tendenci dělat na podlaze "mosty". F-Board je navíc oboustranně opatřen vrstvou tmelu zpevněnou skelnou tkaninou. Je tak zaručeno výborné přilnavosti jednotlivých vrstev a současně větší mechanické únosnosti podlahy. Při použití doporučených tmelů a dodržení technologického postupu izolace F-Board funguje také jako hydroizolace, což je obrovskou výhodou např. u rekonstrukcí nebo u dřevostaveb.

Závěr

Pro snadnější srovnání byly všechny tři aplikace sloučeny do jednoho grafu, aby bylo možno porovnat rychlost náběhu přímo, v časovém rozpětí 2 hodin. Křivky jednotlivých aplikací jsou stejnou barvou, křivky teploty podlah jsou tučně, křivky teplot prostoru tence.

Na závěr lze uvést, že u doplňková izolace u systémů, které plní funkci občasného komfortního vyhřívání dlažby, svůj význam rozhodně má a tato počáteční investice se pak mnohonásobně vrátí v podobě flexibilního a také úsporného provozu.