Přínos termoaktivní stěrkyAERO-THERM pro tepelnou pohodu
Velké plochy stropů, stěn a podlah, obklopující interiér, mají značný vliv na tepelnou pohodu. Ten tkví v jejich schopnosti teplo přijímat a vydávat. Povrchovou úpravou těchto ploch termoaktivní stěrkou AERO-THERM lze jejich vlastnosti změnit. Tepelné pohody lze potom dosáhnout rychleji a pro její udržení stačí méně energie.
Tepelnou pohodou lze zjednodušeně označit stav, kdy se člověk nepotí ani nepociťuje zimu. Každý člověk má jiné vnímání tepla, závisí to i na aktuální činnosti a oblečení člověka. Není to jen záležitost teploty vzduchu, ale i teploty předmětů, které se kolem člověka nachází. Se vzrůstající teplotou předmětů se zvyšuje i vzdálenost, na jakou dokáží ovlivnit tepelnou pohodu. Uvnitř místnosti tepelnou pohodu ovlivňují nejvíce rozměrné plochy stěn, stropu a podlahy. Potom okna, topná tělesa a vybavení interiéru.
Vnitřní prostředí
Povrchová teplota konstrukcí se v průběhu času mění v závislosti na okolních podmínkách, se kterými se snaží dosáhnout rovnovážného stavu. Rychlost těchto změn závisí na intenzitě proměnlivosti okolních podmínek a na vlastnostech samotné konstrukce. Její tepelné jímavosti, tepelné kapacitě a emisivitě povrchu. Odděluje-li konstrukce odlišná prostředí, vstupuje do hry další parametr, součinitel tepelné vodivosti.
Součinitel tepelné vodivosti není konstantní, závisí na teplotě a vlhkosti. Je třeba tedy brát v potaz i další materiálové vlastnosti, jako jsou nasákavost, paropropustnost a další, které charakterizují pohyb vody i vodní páry. Vlastnosti stěn a ostatních konstrukcí, které oddělují interiér od vnějšího prostředí, jsou sice proměnné, ale společně se systémy vytápění, větrání, případně chlazení vytváří stabilní vnitřní prostředí. Stabilita vnitřního prostředí tedy závisí na vlastnostech obvodových konstrukcí, včetně otvorových výplní, na vlastnostech materiálů vnitřních konstrukcí a zařízení interiéru a na schopnosti regulovat jednotlivá technická zařízení. Snahou je dosáhnout komfortního vnitřního prostředí při odpovídající úrovni spotřeby energií.
Okamžitá změna povrchové teploty
Termoaktivní stěrka AERO-THERM vytváří tenkou povrchovou vrstvu, která vyniká schopností prakticky okamžité odezvy na změny vnitřního prostředí. Tepelná jímavost AERO-THERMu je totiž mnohem menší než tepelná jímavost běžně používaných materiálů. Povrchová teplota této vrstvy se blíží teplotě okolních předmětů. V praxi se to projevuje velmi krátkou dobou zátopu.
Rychlý ohřev
Na začátku vytápění mají povrchy stěn i předmětů stejnou teplotu jako vzduch. V okamžiku, kdy se topná tělesa nebo topné plochy (podlaha, strop) začnou zahřívat a vydávat teplo do prostoru, začíná se zahřívat vrstva AERO-THERMu. Z povrchové vrstvy je teplo odnímáno podkladní konstrukcí, která jej začíná akumulovat. Zde se uplatňuje přenos tepla vedením. Současně je teplo povrchové vrstvy sdíleno s vnitřním prostředím, především sáláním, které probíhá rychlostí světla, tedy neporovnatelně rychleji než sdílení tepla vedením. Plochy, které jsou upraveny termoaktivní stěrkou AERO-THERM, spolupracují s topným systémem a zvyšují jeho účinnost. Určitá tepelná pohoda nastává již během zátopu, jehož doba závisí především na tepelné kapacitě vnitřních konstrukcí a vybavení interiéru. Mimochodem, i nevytápěné prostory po úpravě povrchů termoaktivní stěrkou AERO-THERM získávají „nový rozměr”.
Nižší teplota vytápění
Jakmile pojmou vnitřní konstrukce a vybavení odpovídající množství tepla, nastává komfortní tepelná pohoda. Pokud je termoaktivní stěrkou AERO-THERM ošetřena významná část ploch obklopujících interiér (strop, obvodové stěny), pak jsou teploty radiační a teplota vzduchu prakticky shodné. Při konvekčním vytápění postačí teplota 21 °C, při sálavém vytápění dokonce 19 °C. Trendem jsou nízkoteplotní topné soustavy (podlahové, stěnové i stropní), které v kombinaci s plochami ošetřenými termoaktivní stěrkou AERO-THERM umožňují dosáhnout nízkých provozních nákladů. Nejen u nově postavených budov, ale i u stávajících, navíc poměrně snadno.
Stabilita vnitřního prostředí
Výhodou stěrky AERO-THERM je, že kromě snížení teploty vytápění umožňuje snížit i teplotu temperování po dobu, kdy není prostor využíván. Dosažení potřebné tepelné pohody je otázkou několika minut. Prázdný byt tedy není nutné vytápět přes den. Kanceláře, školní budovy apod. není třeba vytápět přes noc ani přes víkend. Rekreační objekty, které jsou o víkendech pravidelně užívány, si také udrží větší množství naakumulovaného tepla.
Změnou topného režimu ke snížení spotřeby energie
Termoaktivní stěrka AERO-THERM nemůže být chápána jako izolace. Princip jejího využití je jiný, klíčem ke snížení spotřeby energie na vytápění je optimalizace topného režimu. Je to vlastně jiná cesta ke stejnému cíli.
Termoaktivní stěrka AERO-THERM přináší velmi zajímavé možnosti, jak změnit vlastnosti interiéru, zkvalitnit vnitřní prostředí a vytvořit předpoklady úsporného provozu budov. Pro bližší pochopení potenciálu termoaktivní stěrky uvádím několik příkladů.
Rekreační chata s lehkou obvodovou konstrukcí
Lépe řečeno s velmi lehkou dřevěnou konstrukcí o celkové tloušťce necelých 100 mm, z vnější strany obklad palubkou, z vnitřní sololit, výplň papírová izolace. Půdorys 5 × 5 metrů, zateplené podkroví. Před aplikací termoaktivní stěrky se vnitřní teplota při příjezdu víceméně shodovala s teplotou vnější. K vytápění sloužila kamna na tuhá paliva o výkonu 4 kW a k dosažení tepelné pohody bylo nutné topit i deset hodin. Po aplikaci termoaktivní stěrky na tři obvodové stěny a podkroví (šikminy a štíty) postačuje topit naplno přibližně jednu hodinu a dále topit zvolna, aby se naakumulovalo i zařízení chaty. Překvapující bylo, že při pravidelném víkendovém užívání neklesla během týdne vnitřní teplota pod bod mrazu, i když venku nepřetržitě mrzlo. Velkým bonusem byla změna vnitřního prostředí v podkroví, které nešlo v zimě vytopit a v létě uchladit.
Temperovaný sklad v historické budově
Původní maštal o půdorysu 10 × 10 metrů s masivními stěnami ze smíšeného zdiva a cihelným klenutým stropem (čtyři pole, sloup uprostřed) je vytápěn elektrickými přímotopy. Termoaktivní stěrka byla po dohodě s Památkovým ústavem aplikována na dvě pole. Před aplikací dokázaly čtyři přímotopy o příkonu 2 kW udržovat teplotu 10–12 °C, nyní jsou používány pouze tři přímotopy a teplota se v zimních měsících pohybovala okolo 14 °C. Vzhledem k tomu, že milimetrová vrstva termoaktivní stěrky stěží dokáže podstatně změnit tepelný odpor klenby, je to zajímavá zkušenost. Termoaktivní stěrka o ploše 50 m2 vlastně nahradila 2 kW topného výkonu. Investičně je to sice asi desetinásobně dražší než přímotop, ale snížení provozních nákladů to vrátí již druhou topnou sezónu.
Poznámka: Již dříve si majitel vyzkoušel akustické vlastnosti klenuté místnosti. Zvuk se šíří stejně jako teplo vlněním, zajímalo ho tedy, jak se prostor změní. Klenutý strop potvrdil, že termoaktivní stěrka vyzařuje teplo, v ohnisku klenby člověk opravdu pocítil rozdíl. U zbylých dvou kleneb, které zůstaly v původním stavu, bylo jedno, kam se člověk postavil.
Laboratorní zkoušky
Kromě zkušeností z realizací termoaktivní stěrky AERO-THERM, jsou k dispozici i výstupy laboratorních měření. Z hlediska spolupráce s topným systémem je zajímavé například měření, které sledovalo vliv AERO-THERMu ve skladbě vytápěné podlahy. Termoaktivní stěrka byla aplikována pod topnou fólii a byly měřeny teploty těsně nad topnou folií a pod izolační vrstvou. Pro srovnání bylo stejné měření současně prováděno se systémovou izolační podložkou.
První měření bylo pro výrobce termoaktivní stěrky zklamáním. Teplota nad topnou fólií byla nižší takřka o 7 °C a pod vrstvou termoaktivní stěrky naopak o 5 °C vyšší. Závěr by mohl být, že termoaktivní stěrka AERO-THERM zklamala a do skladby vytápěné podlahy nepatří. A to by byl závěr mylný. Měření ale probíhalo ve spolupráci s odborníkem, který se v oblasti výzkumu a vývoje pohybuje celý život. Na jeho popud se provedla banální úprava souvrství vytápěné podlahy a obě měřené sestavy se ponechaly zchladnout pro další měření. Druhé měření bylo opět překvapením, tentokrát příjemným. Teplota nad topnou fólií byla vyšší o více než 6 °C. Teplota pod vrstvou termoaktivní stěrky byla stále vyšší, ale již jen o 2 °C. Zjednodušeně lze tvrdit, že díky milimetrové vrstvě termoaktivní stěrky AERO-THERM došlo ke zvýšení výkonu topné fólie při zachování jejího příkonu. Respektive, že došlo ke zkrácení času potřebného k ohřátí podlahy. V praxi to přinese nejen zkrácení doby zátopu, které je u přímotopného vytápění zásadní, ale i snížení spotřeby elektrické energie, protože je nutné snížit příkon, aby se předešlo přehřátí podlahy.
Zhodnocení a závěr
Závěry tohoto laboratorního měření lze definovat takto. Při aplikaci termoaktivní stěrky AERO-THERM je třeba dodržovat doporučení výrobce, která zohledňují jak zkušenosti z praktických aplikací, tak z řady laboratorních zkoušek. Stane-li se tedy, že AERO-THERM nemá předpokládaný přínos, je zapotřebí nejprve konkrétní situaci analyzovat. Odhalit příčinu a optimalizovat pracovní postupy tak, aby se stejnému problému dalo předejít. Je to přirozený postup, vždyť například tepelně-izo lační materiály používáme ve větší míře desítky let a stále se v jejich používání zdokonalujeme.
Měření především ukázalo velký potenciál použití termoaktivní stěrky AERO-THERM v úzké součinnosti s jednotlivými prvky topných soustav. Další rozvoj tohoto potenciálu je možný ve spolupráci s výrobci či dovozci technických zařízení budov, kteří mohou využít vlastností termoaktivní stěrky AERO-THERM ve svůj prospěch. Nové poznatky rádi zveřejníme na stránkách dalších vydání časopisu Stavebnictví a interiér.
