Je Vám zima na nohy?

Stížnosti a zase stížnosti
Tak a podobně slovně doprovázela proces vyregulování otopných soustav nejedna technická síla správních firem, které se starají o městský bytový fond. I opáčil jsem: "Copak, copak?". Odpověď zněla: "Lidi mají v bytě přes dvacet stupňů a je jim zima přesto, že jsme zdokonalili topení. Mají tam ventily s hlavicemi, regulaci v domě a teď si stěžují! A nejen na nohy, ale také maminky, že si děti nemohou hrát na hrozně studené podlaze, aby se nenachladily."

Myslím, že další dialogy nejsou zajímavé a přejdu k tomu, že jsme se vypravili na některá místa, kde byly zaznamenány stížnosti. Nutno podotknout, že se jednalo vesměs o byty nad nevytápěnými prostory a vchody do domů.

Výtah ze zápisu z místního šetření
Šetření se konalo po 16. hodině, kdy byla naměřena před vstupem do bytu venkovní teplota t_e = +2,5 °C. Před jednáním byly diskutovány problémy vytápění a změřeny teploty vzduchu v místnostech 0,7 m nad podlahou s tímto výsledkem:

• kuchyně (22,8 - 23,2 °C)
• pokoj u vchodu vlevo (22,7)
• pracovna (oproti projektu přidány články, asi 4ks) - 25,2
• po výměně garážových vrat došlo podle stěžovatelů k takovému zhoršení tepelné pohody, které nemá obdoby (z dopisu stěžovatelů)
• otopná tělesa jsou studená a hřejí pouze v horní části anebo jen část článků blíže k TRV+TH

V průběhu diskuse byla dále měřena teplota vzduchu v kuchyni při uzavřeném okně a za 30 minut byla 1 cm nad podlahou a 30 cm od okna teplota 23,3°C a uprostřed kuchyně ve výšce 1 m nad podlahou byla teplota 25,3 °C. Při prohlídce vrat byly zjištěny u země malé otvory mezi rámem a plechem vrat, které jsou dány tím, že je stěna vrat tvořena trapézovými plechy a tento profil má montážní vůli vůči rámu. Tato netěsnost není vytmelena. Jinak lze konstatovat, že se jedná o zcela obvyklou konstrukci vrat.

Vnímání teplotních změn
Předmětné garáže jsou umístěny pouze pod menší částí domu. Stížnost však podepsali i ti, kteří nebydlí nad garážemi, ale nad bývalou "boilerovou" stanicí, či nedotčenými sklípky. Je logické, že když bylo původně pod podlahou bytu ve stanici 25 - 35 °C a nyní je +3 až +6 °C, že se něco změní.

V jiném bytě, který má pokoj nad vchodem do domu a ve kterém pobývá a převážně na podlaze si hraje malé dítě, byla naměřena teplota vzduchu ve výšce cca 1 m mezi 19,6 a 20,1 °C. Podle sdělení nájemnice, nelze docílit vyšší teploty.

Pokud se budeme striktně držet čs. norem, potom je asi vše v pořádku, neboť jsou dodrženy teploty 20 °C a více.

Stavební dokumentace a projekt vytápění
Abychom se dobrali nějakého objektivního pohledu, byla zkoumána projektová stavební dokumentace konstrukce podlahy a strojní část projektu vytápění domu.

V projektu ústředního vytápění je konstatováno, že byly tepelné ztráty bytů nad suterénem vypočítány pro normovanou teplotu v suterénu podle ČSN 06 0210, která je + 3°C.

Z výkresu konstrukce podlahy nad suterénem (garážemi) vyplývá, že byla již v projektu a při stavbě konstruována jako zateplená vrstvou Lignoporu 25 mm. Nad ním je vrstva potěru cca 27 mm a položena krytina PVC tl.3 mm.

Posouzení konstrukce z tepelně-technického hlediska
Abychom mohli s větší objektivitou posoudit a hodnotit tepelně-technické vlastnosti stavby a systému vytápění provedeme posouzení konstrukce podlahy ze dvou hledisek:
a) tepelná jímavost podlahy a zařazení do příslušné kategorie
b) povrchová teplota podlahy na straně bytu

Ad a)
Připomeňme si zkušenost každého z nás, že svými senzory v pokožce těla pociťujeme zda je předmět teplejší nebo chladnější. Vzhledem k potřebě chladit náš lidský stroj musíme mít nižší okolní teplotu než je naše tělo. Tedy i předměty okolo nás (nemám na mysli kamna, žehličky apod. v provozu) jsou v zimě chladnější. Při dotyku s ocelovým předmětem a potom například s dřevěným poznáme, že se ocelový předmět jeví jako chladnější a dřevěný jako teplejší.

Kvalita podlahy se z hlediska ochlazování nohou (chodidel) posuzuje tak, že se vypočítá pokles teploty chodidla (jako kdyby byl člověk bosý) po dobu styku nohy s podlahovou krytinou v délce trvání 10 minut. Pokud je tento pokles menší než 3,8 °C jedná se o podlahu kategorie I - velmi teplou, která se konstruuje pro školky, jesle, nemocné, ložnice apod. Horní hranice této kategorie je v grafech označena jako Ihh.

Pokles mezi 3,8 až 5,5 °C řadí podlahu do kategorie II - teplé podlahy. Horní hranice této kategorie je v grafech označena IIhh.

Pokles od 5,5 do 6,9 řadí podlahu do kategorie III - méně teplé a nad tuto teplotu jsou to podlahy studené.
Při teplotě vzduchu v místnosti nad 26 °C, což se již blíží teplotě chodidla, se již ani neprovádí kontrolní výpočet a zařazování podlah do kategorií. Povrchová teplota je již tak vysoká, že je i pocit ochlazování nohy velmi malý. Výpočet poklesu dotykové teploty je znázorněn na přiloženém grafu, který dokumentuje zařazení podlahy do kategorie II, tj. teplá podlaha. Při nízkých teplotách se podlaha již blíží kategorii III - méně teplá.

Podle tohoto kritéria jsou podlahy v kuchyni, obývacím pokoji, pracovně, předsíni a jiných místnostech v pořádku. Jinou kapitolou je ložnice, kde by měla být podlaha poněkud lépe řešena, aby se vešla do kategorie teplých podlah. V tomto směru má stavební fyzika poněkud dluh, neboť jsou prakticky všechny podlahy v jednom bytě a i v celých sídlištích konstruovány prakticky stejně a v našem případě tedy není místo, kde by se v bytě dalo říci, že je tam velmi teplá podlaha I kategorie.

Ad b)
Znalost povrchové teploty podlahy je důležitá, neboť z ní vycházíme při výpočtu poklesu teploty pro hodnocení a zařazení podlahy do příslušné kategorie.

Sledovaná podlaha je uložena na dutých spirol panelech tloušťky 190 mm. Výpočty povrchové teploty byly provedeny pro teplotu za konstrukcí t_e = +12 °C, t_e = +3 °C a t_e = -12 °C. Výsledky jsou zobrazeny na přiloženém grafu, kde je vidět průběh teploty konstrukcí. Teploty t_p1 = 18,7 °C, t_p2 = 17,2 °C a t_p3 = 14,8 °C jsou teploty na povrchu podlahy při teplotě vnitřního vzduchu t_i = + 20 °C (tato teplota vnitřního vzduchu byla zvolena proto, že odpovídá teplotě zjištěné v bytě stěžovatelky s dítětem a také se blíží normové výpočtové teplotě).

Graf 1

Jak vyplývá z výpočtu a grafu č.1, není možné při teplotě vnitřního vzduchu přes 22 °C, kterou jsme při místním šetření v 1. bytě naměřili, aby byla povrchová teplota podlahy nižší než 17,2 °C, pokud byla venkovní teplota v době měření t_e = + 2,5 °C.
Jak je dále vidět, může teplota podlahy klesnout na 14 °C jen tehdy, bude-li celodenní průměrná teplota v garáží méně než t_e = - 12 °C. A taková teplota by tam mohla být pouze tehdy, kdyby byla trvale otevřena vrata garáží, což je v rozporu s řádným používáním vybavení domu.

Vyhodnocení tepelně-technických vlastností zkoumané konstrukce
Konstrukce vyhovuje kategorii II - teplé podlahy. Jelikož má i ložnice stejnou konstrukci podlahy, nemůže splňovat požadavky kategorie I - velmi teplé podlahy. Tudíž taková podlaha není vhodná k tomu, aby si na ni volně hrály děti.

Vliv dodatečného zateplení
Není lehké udělat dodatečně velmi teplou podlahu v bytech, ve kterých nebyla provedena při stavbě. Jedním z problémů jsou výškové úrovně vrstev. Zejména tam, kde by se přidávala nějaká další vrstva jenom do ložnice, či dětského pokoje. Rovněž nelze jednoduše přidat další vrstvu na podlahu bytu, neboť to nese problémy s osazením stávajících dveří a zejména jde o návaznost na společné chodby. Tedy z tohoto pohledu lze s nějakým úspěchem realizovat pouze takovou vrstvou, která zhruba odpovídá pokládce koberců.

Další málo úspěšnou možností z hlediska jímavosti podlahy je zvýšit vrstvy tepelné izolace na spodní straně konstrukce (v daném případě v garážích nebo sklepích). Kromě jiného je také třeba pečlivě zvážit jaký materiál se použije z hlediska požární ochrany objektu (garáže, sklípky) a také se musí zvážit konstrukční a světlá výška místnosti.

Pro názornost byl posouzen přiklad zateplení podlahy například 30 mm polystyrenu, umístěného pod stropem garáže. To by přineslo zvýšení povrchové teploty o cca 1,23 °C při projektové teplotě v suterénu +3°C.

Z hlediska snížení tepelných ztrát by se snížil koeficient prostupu tepla podlahou z 0,97 W.m^-2K^-1 na 0,56 W.m^-2K^-1, to je při Δt = 17 K úspora asi 7 W.m^-2 (J.s^-1.m^-2), což je kolem 0,066 GJ za rok. Přínos by byl asi 20,- Kč/m² za rok při ceně 300,- Kč/GJ.

Záleží na nákladech na zateplení za jak dlouho by se vrátily investice do zateplení. Druhá dodatečná izolace je návratná za více jak dvojnásobek doby než je u prvního dodatečného zateplení. Kromě úhrady nákladů na zateplení by se muselo uvažovat se změnou způsobu rozúčtování tepla (nové koeficienty). A jak se projeví zateplení z hlediska poklesu dotykové teploty?

Graf 2

Jak je vidět z grafu č.2, leží průběh teploty bez polystyrenu (modrá čára) a s polystyrenem 30 mm (vínová čára) v pásmu kategorie podlah II, tedy teplá podlaha. Jak je patrné, dodatečnou izolací, kterou se sice ušetří cca 42 % tepla prostupem podlahou do garáží, se však nepodaří zlepšit vnímání podlahy tak, aby se stala velmi teplou.

Graf 3

Zcela jiné zjištění vyplývá z grafu č.3, kde je jednoznačně vidět, že když položíme na podlahu jakýsi koberec z pěnové pryže tloušťky 3 mm, změní se okamžitě teplá podlaha na velmi teplou, a to velmi výrazně. Jestliže byly poklesy dotykové teploty bez pryže nad 4 °C při teplotě za konstrukcí nad +5 °C, potom jsou tyto poklesy s pryží (při stejné teplotě za konstrukcí) pod 1,3 °C. Zcela jasně je patrné i to, že zateplení 30 mm polystyrenem nemá praktický význam z hlediska vnímání teploty podlahy a poklesu dotykové teploty.

Pokud přidáme pěnovou pryž na podlahu, která není opatřena polystyrenem, změní se koeficient prostupu tepla z 0,97 W.m^-2K^-1na 0,92 W.m^-2K^-1oproti, tedy rozdíl činí asi 5%.

Pokud přidáme pěnovou pryž na podlahu, která je opatřena polystyrenem, změní se koeficient prostupu tepla z 0,56 W.m^-2K^-1 na 0,55 W.m^-2K^-1, tedy rozdíl činí méně než 2%).

Z tohoto porovnání jasně vyplývá, že položením vhodné krytiny na podlahu lze rychle vyřešit problém "studících" podlah. Úspory ze zateplení jsou pak hlavně problémem ekonomickým a vůbec nemusí vyřešit problém "studících" podlah.

Jiné faktory ovlivňující nepříjemné ochlazování nohou
Podle vlastních zkušeností z řady měření v bytech a se získaných informací, nejvíce působí zcela jiný faktor, než konstrukce a zateplení podlahy. Je to infiltrace okny, kdy studený proud vzduchu od okna, či balkónových dveří klesá ku podlaze a zaplavuje přízemní vrstvu nad podlahou (podle vzdálenosti od okna či balkónových dveří) ve výšce od několika centimetrů až do výšky okna a tak může být povrchová teplota podlahy nižší než je stanoveno výpočtem. To má za následek zvýšené ochlazování nohou až do výše kotníků a lýtek. Ochlazovací účinek lze eliminovat pouze obutím s teplou podrážkou (například z lehčené pěnové hmoty). Pokud je noha naboso, nepomáhá ani obutí, neboť je noha chladným proudem nadměrně ochlazována.

Horší situace je u bytů umístěných nad nevytápěnými místnostmi, kde se kumulují vlivy nižší povrchové teploty podlahy s ochlazovacím účinkem způsobeným prouděním chladného vzduchu infiltrací oken a dveří.
Skutečný negativní účinek je tedy horší než vyplývá z výpočtů povrchové a dotykové teploty podlahy.

Obecný závěr
Výše popsaná problematika se více začala projevovat s "příchodem" nového sortimentu výrobků k regulaci otopných soustav, kterými se postupně omezují teploty ve vytápěných prostorách.

Dřívější způsoby vytápění, kdy se regulovala teplota v místnosti okny, nebyly výjimky, že byly vnitřní, tzv. trenýrkové teploty až 28 °C. Běžně se pohybovaly mezi 24 °C až 26 °C. To mělo tu výhodu, že se nemohl projevovat ochlazovací účinek podlah vlivem vysokého poklesu dotykových teplot.

V dnešní době, kdy se požaduje teplota v místnostech jenom 20 °C, se začnou projevovat vlastnosti materiálů podlah a zejména generace odchované při trenýrkových teplotách mají problém s adaptací na nové podmínky. Prostě tato změna silně hýbe stavem jejich myslí, neboť si s pojmem tepelná pohoda představují předchozí stav.

Je velmi obtížné vysvětlit, že tepelná pohoda není jen teplota 20 °C, ale také k tomu adekvátní oblečení a obutí. Tím adekvátním oblečením a obutím, bohužel, nejsou trenýrky a bosá noha, ale je jím oděv, ke kterému patří ponožky, boty nebo pantofle, kalhoty a košile ještě s nějakou blůzou navrch apod., potom máte na sobě 1 clo (jeden normalizovaný oděv). A také musíte vykonávat činnost 1 met (metabolizmus při uvolněném sezení). Pokud ležíte, musíte nabrat více clo, pyžamo nebo teplou deku či peřinu. Pokud chcete nějaký ten díl cla sundat, musíte přidat met, například se jít milovat.

Závěr
Jak vyplývá z výše provedeného šetření a rozboru situace, musí se při řešení problémů chladných zón nad podlahami postupovat více opatřeními, které zajistí lepší pohodu. Jsou to opatření zaměřená na provozování, údržbu a na opravy a rekonstrukce.

1. O lepší utěsnění zastaralých a seschlých oken a dveří, které často nemají již ani nátěr. Jde zejména o zamezení trvalého průvanu u bytů nad nevytápěnými prostory. U ostatních místností tento vliv není tak výrazný (teplota podlahy je prakticky rovna teplotě místnosti). Úplné utěsnění oken může při nedostatečném větrání bytů naopak způsobit zvyšování vlhkosti v bytě až dojde k tvorbě plísní. Na tomto místě je třeba na tento fakt upozornit, aby byli ti, co se rozhodnou utěsňovat, seznámeni i s druhou stranou téže mince. Máme-li dobře utěsněná okna, musíme využívat vzduchotechniku a tam kde není, musí být občas otevřena okna, aby vyvětrala vlhkost z bytu ven. V opačném případě může dojít k ohrožování zdraví a poškozování vlastního nebo cizího a event. společného majetku .
2. Položit další podlahové vrstvy. Zejména jsou velmi účinné tenké desky z lisovaného korku, příp. jiné "teplé" podlahové vrstvy třeba s pěnové pryže apod. (samotné PVC bez teplých podložek nemá výrazný efekt). Položení koberců efekt také zlepšuje.
3. Zateplit podlahy z ochlazované strany. Zpravidla je dostačující vrstva 30 až 50 mm tepelné izolace s tepelnými vlastnostmi polystyrenu.

Provedení izolace se doporučuje nejdříve posoudit z hlediska návratnosti investice a musí být z hlediska požární bezpečnosti v pořádku, tedy měly by se použít méně hořlavé materiály jako skelná vlna, sádrokartonové desky uchycené na kovové, nikoliv dřevěné konstrukci.

Doporučuje se vždy vypracovat projekt a nechat posoudit požární rizika, to platí například u stropů garáží, které jsou pod podlahou bytů.