Stropní vytápění a chlazení

Vodou naplněná sálavá plocha ve stropě, která místnost vytápí teplou vodou a chladí studenou vodou, hlavně sáláním.

Co je stropní vytápění a chlazení?

Stropní vytápění a chlazení je vodou plněná sálavá plocha v podhledu nebo ve stropě. Místnost vytápí teplou vodou a chladí studenou vodou. Teplo se přenáší převážně sáláním mezi stropní plochou a lidmi, stěnami a nábytkem v místnosti. Na Slovensku se pro tuto technologii používá označení stropné vykurovanie a chladenie (stropní vytápění a chlazení). Jeden vodní okruh slouží oběma obdobími, takže stejná plocha funguje v zimě i v létě.

Existují dva hlavní způsoby provedení. Prvním je kapilární rohož, tedy síť tenkých trubic těsně pod povrchem stropu. Druhým je předem vyrobený panel zavěšený pod konstrukci stropu. Oba typy podléhají různým normám, které vysvětluje kapitola o normách níže.

Jak stropní plocha vytápí a chladí místnost?

Clina, německý výrobce stropů s kapilárními rohožemi, popisuje princip na své produktové stránce. Teplá nebo studená voda protéká velmi tenkými kapilárními trubičkami o vnějším průměru 3,4 nebo 4,3 mm. Trubičky jsou uloženy pod povrchem ohraničujících ploch místnosti a přenos tepla je převážně sálavý s malou konvekční složkou.

V režimu vytápění teplý strop vyzařuje teplo na vše, co se pod ním nachází. V režimu chlazení je povrch chladnější než vzduch v místnosti, a proto pohlcuje teplo ze stěn, nábytku i od lidí. Místnost k tomu nepotřebuje ventilátor, takže provoz je tichý a bez průvanu. Tyto údaje pocházejí ze stejné stránky výrobce, proto je třeba je brát jako popis výrobce, nikoli jako nezávislé zkušební výsledky.

Jakých teplot vody a povrchu systém využívá?

Stejná stránka Clina uvádí typické hodnoty pro její stropy s kapilárními rohožemi. Ukazují, že systém pracuje v obou režimech při mírných teplotách.

RežimTeplota vodyPovrch stropuVýkon uváděný výrobcem
Vytápění28 až 35 °CPřibližně 27 až 30 °CAž přibližně 60 až 70 W/m², podle symetrie sálání
ChlazeníTypický přívod 16 °C, s rozdílem 2 až 3 K mezi přívodem a vratemPřibližně 19 °CAž 100 W/m² při teplotním rozdílu 10 K, u uzavřených chladicích stropů

Jde o údaje výrobce pro jednu produktovou řadu. Výkon jiného systému závisí na jeho konstrukci, proto si u dodavatele vyžádejte zkušební data konkrétního výrobku.

Jak zabránit kondenzaci při ochlazování stropu?

Ochlazovaný povrch nese riziko kondenzace, protože se na povrchu, který je chladnější než rosný bod vzduchu v místnosti, tvoří voda. Clina považuje toto riziko za zvládnutelné a popisuje dvě opatření. Každá regulační zóna je vybavena čidly rosného bodu. Pokud se riziko objeví, regulační ventil se uzavře a zastaví průtok vody rohožemi. Stránka dále uvádí, že větrání udržuje relativní vlhkost přibližně na 50 %.

To znamená, že regulace a větrání jsou součástí chladicího systému, nikoli volitelným příslušenstvím. Strop, který chladí bez regulace vlhkosti, se může orosit. Čidla a logika ventilů by proto měly být od začátku zahrnuty do projektu.

Které normy platí, EN 14037 nebo EN 1264?

Obě řady norem se vztahují na různé konstrukce. Rozsah normy STN EN 1264-1:2021 tento rozdíl vymezuje. Slovenský úřad pro normalizaci vydal toto vydání v srpnu 2021. Řada EN 1264 se týká vodních systémů pro vytápění a chlazení zabudovaných do ohraničujících ploch místnosti. Tyto systémy jsou spojeny s nosným podkladem plochy. Týž rozsah vylučuje stropní systémy v podhledu, kde projektovaná otevřená vzduchová mezera odděluje systém od stavební konstrukce. Pro ně udávají tepelný výkon řada EN 14037 a norma EN 14240.

Slovenský katalog norem uvádí dvě platné části řady EN 14037:

  • STN EN 14037-1, platná od 1. ledna 2017: předem vyrobené stropní sálavé panely pro vytápění vnitřních prostor.
  • STN EN 14037-4, platná od 1. ledna 2017: předem vyrobené stropní sálavé panely, zkušební metoda pro chladicí výkon.

Kapilární rohož zabudovaná ve stropě patří mezi zabudované systémy podle EN 1264. Volně zavěšený panel patří do EN 14037. Při porovnávání nabídek se zeptejte, ke které řadě se uvedený výkon vztahuje.

Jak si strop stojí oproti stěnovým a podlahovým emitorům?

Clina na své stránce uvádí typický výkon pro každou plochu. Hodnota pro podlahu je tam uvedena podle DIN, ostatní hodnoty žádnou normu neuvádějí. Níže uvedená čísla pocházejí od výrobce a slouží pouze k představě o řádu velikosti. Viz také sálavé podlahové vytápění, stěnové vytápění a obecnější princip v části sálavé chlazení.

PlochaVýkon uváděný společností Clina
Strop, vytápěníPřibližně 60 až 70 W/m²
Strop, chlazeníAž 100 W/m² při rozdílu 10 K
Podlaha100 W/m²
Stěna130 W/m²

Chlazený strop je název pro totéž, když se plocha používá pouze k chlazení.

Proč se stropní systém hodí do domu s tepelným čerpadlem?

Britská Passivhaus Trust v příručce How to build a Passivhaus vysvětluje, že u tepelného čerpadla je pro výkon zásadní teplota topného systému. Spotřeba energie je přibližně úměrná rozdílu mezi venkovní teplotou a teplotou topného systému, proto jsou výhodnější nízkoteplotní systémy. Strop, který se vytápí vodou o teplotě 28 až 35 °C, jak uvádí Clina, je v tomto smyslu nízkoteplotním emitorem. Stejný okruh pak může v létě dodávat studenou vodu.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi stropním systémem a kapilární rohoží?
Kapilární rohož je jeden ze způsobů, jak stropní systém vytvořit. Jde o rohož z tenkých trubek pod povrchem stropu. Druhým způsobem je prefabrikovaný panel zavěšený pod stropem. Zabudovaný typ spadá pod řadu norem EN 1264 a volně zavěšený panel pod řadu EN 14037.
Dokáže stropní systém místnost v létě ochlazovat?
Ano. Výrobce Clina uvádí chladicí výkon až 100 W/m² při teplotním rozdílu 10 K u uzavřených chladicích stropů. Typická teplota přívodu je 16 °C a povrch stropu se pak pohybuje kolem 19 °C.
Je u stropního chlazení riziko kondenzace?
Ano, protože na povrchu, který je chladnější než rosný bod vzduchu v místnosti, se tvoří voda. Clina v každé regulační zóně používá čidla rosného bodu a při hrozícím riziku uzavře regulační ventil. Uvádí také, že větrání udržuje vlhkost přibližně na 50 %.
Která norma popisuje stropní topný panel?
U prefabrikovaných stropních panelů uvádí slovenský katalog pro vytápění prostoru normu STN EN 14037-1. Pro zkoušku chladicího výkonu uvádí STN EN 14037-4. Systémy zabudované do povrchu stropu se řídí řadou norem EN 1264.
Potřebuje stropní systém tepelné čerpadlo?
Ne. Systém potřebuje pouze zdroj vody s vhodnou teplotou. Tepelné čerpadlo se k němu hodí velmi dobře, protože Passivhaus Trust uvádí, že nízké teploty otopné soustavy zlepšují výkon tepelného čerpadla.

Zdroje

  1. STN EN 1264-1: Water based surface embedded heating and cooling systems, Part 1: Definitions and symbols (STN edition August 2021, contains EN 1264-1:2021, supersedes EN 1264-1:2011) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Clause 1 Scope
  2. Free hanging heating and cooling surfaces for water with a temperature below 120C - Part 1: Pre-fabricated ceiling mounted radiant panels for space heating - Technical specifications and requirements (STN EN 14037-1, release 01.01.2017) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Standard record: number, English title, release date and validity status
  3. Free hanging heating and cooling surfaces for water with a temperature below 120C - Part 4: Pre-fabricated ceiling mounted radiant panels - Test method for cooling capacity (STN EN 14037-4, release 01.01.2017) · UNMS SR (Ústav pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR), normy.normoff.gov.sk · Standard record: number, English title, release date and validity status
  4. Heating and cooling systems (capillary tube mats) · Clina Heiz- und Kühlelemente GmbH, manufacturer page
  5. How to build a Passivhaus, Chapter 8: Building services · UK Passivhaus Trust · Heating section, heat pump paragraph