Systémy velkoplošného vytápění použité v nové multifunkční TIPSPORT aréně v Liberci 

Vedoucí evropský výrobce systémů velkoplošného vytápění a chlazení GIACOMINI, zastoupený na českém trhu společností GIACOMINI CZECH, s.r.o., má dlouholeté zkušenosti s jejich uplatněním v prostorech pro bydlení, průmysl, sport, kulturu aj. Nově jsou plastové trubky GIACOTHERM použity v multifunkčním objektu Tipsport areny v Liberci.

Ze základního zaměření na lední hokej vyplynula nutnost temperovat spodní betonovou desku na zemním podloží. Důvody k instalaci tohoto zdánlivě paradoxního opatření podrobně vysvětlil doc. ing. Karel Kabele. Technicky i ekonomicky zajímavých výsledků v energetickém managementu areny by nebylo možné dosáhnout bez využití nízkoteplotní otopné soustavy. Část tepelné energie se totiž po areně přemísťuje a tepelnými čerpadly je zvyšována její teplotna na potřebnou úroveň.

Temperování pod ledovou plochou

Temperovaná betonová deska zabraňující pronikání chladu z vrchní chladicí betonové desky s ledovou vrstvou do zemního podloží byla technicky rozdělena kanálem pro přívod chladicí látky na dvě stejné části. Každá z nich má rozměr přibližně 30 × 30 metrů. Na podkladní beton byla nejprve položena separační fólie. V potřebných místech, podle kladečského plánu, byly upevněny instalační lišty GIACOMINI K389. Do nich pak byly uloženy trubky GIACOTHERM R996 s kyslíkovou bariérou o průměru 20 mm. Na každé polovině plochy je 16 okruhů. Celkem bylo položeno 10,5 km potrubí. Dále následovalo položení klasické betonářské kari sítě na distanční podložky. Po napojení jednotlivých okruhů na dva samostatné rozdělovače následovalo natlakování okruhů a betonáž. Požadavek projektu, aby byl každý okruh celistvý bez spojek, byl splněn použitím návinů trubek o délce 100 metrů. Požadované životnostní parametry zaručují trubky GIACOTHERM PEX a dodržení technologie jejich montáže, například tedy volba vhodných poloměrů ohybů a použití chrániček v místech možných dilatací betonu.

Podlahová vytápění

Tipsport arena není určena jen pro hokej. Podlahovým vytápěním GIACOMINI je vybaveno několik tělocvičen, sálů a dalších prostorů s nejrůznějšími možnostmi využití. Připojené obrázky dokumentují montáž systému podlahového vytápění GIACOMINI pro dřevěnou pružnou podlahu, instalaci trubek do lišt na tepelné izolaci a vzhled dokončené podlahy v jedné z tělocvičen. V některých prostorech byla při montáži využita systémová deska.

Proč topit pod ledem?

Arena Liberec: Ledovou plochu je nutné nejen chladit, ale zespoda i vytápět!
V energetickém konceptu víceúčelového sportovního a kulturního areálu Arena Liberec s novou ledovou plochu pro liberecký hokejový tým Bílí tygři, je počítáno s ohřevem podloží ledové plochy. Požádali jsme doc. ing. Karla Kabeleho, CSc., který je autorem výpočtu a projektantem tohoto systému, aby paradox vytápění podloží pod chlazenou ledovou plochou vysvětlil.

redakce: Mohl byste popsat typické složení stavebních konstrukcí, na kterých se vytváří ledová plocha krytých zimních stadiónů?
Kabele: Základní skladba podlahy pro ledovou plochu je v principu podobná skladbě podlahy pro teplovodní podlahové vytápění. I zde se tedy nachází na podkladové nosné betonové desce tepelná izolace, na ní jsou uloženy chladicí hady zalité v betonové mazanině s plastifikátory a namísto podlahové krytiny si představme 30 až 50 mm vrstvu ledu. Z teplotního hlediska se pohybujeme v oblasti teplot hluboko pod bodem mrazu, kdy teplota teplonosné látky se pohybuje kolem -15 °C a teplota ledu v závislosti na požadavcích provozovatele kolem -6 °C. Podobně jako u podlahového vytápění se snažíme minimalizovat tepelnou ztrátu prostupem tepla směrem dolů, tak u chlazení ledových ploch se snažíme maximum chladu odvést směrem nahoru, využít je pro tvorbu ledu a minimalizovat tepelný tok mezi teplonosnou látkou v chladicích hadech a podložím směrem dolů. I přes masivní tepelnou izolaci dochází vždy k tomuto tepelnému toku. Jeho velikost je závislá především na tloušťce a kvalitě tepelné izolace pod vrstvou chladicích hadů a rozdílu mezi teplotami teplonosné látky a podloží.Tento tepelný tok ve smyslu 2.termodynamického zákona odvádí teplo z podloží do teplonosné látky a snaží se dosáhnout vyrovnání teploty podloží a teplonosné látky. V závislosti na tepelné vodivosti podloží pak dojde k ustálení na takové teplotě podloží, při které je tepelný tok z podloží do teplonosné látky v rovnováze s tepelným tokem procházejícím podložím ze Země.

redakce: Vlastnosti konstrukce pod ledovou plochou vyplynou z projektu. Jak je to s podložím?
Kabele: Při navrhování tloušťky a kvality tepelné izolace pod chlazenou deskou tak musíme odhadnout tepelnou vodivost zeminy podloží. Při těchto výpočtech se ve výsledku teplota zeminy podloží a podkladního betonu mnohdy pohybuje blízko nad bodem mrazu a drobná nepřesnost v odhadu tepelné vodivosti může vést k poklesu teploty podkladního betonu a podloží pod bod mrazu. Důsledkem jsou objemové změny, které se mohou projevit na povrchu ledové plochy, vedoucí k jejímu zborcení do havarijního stavu. Tepelná vodivost zeminy podloží navíc často není podle některých autorů konstantní nejen v průběhu roku ale i v průběhu životnosti stavby. Velký vliv může mít například kolísající hladina podzemní vody. Navíc chlazení ledové plochy probíhá nepřetržitě a k ustálení stavu může dojít až v období několika let, během kterých podloží pozvolna promrzá. Deformace konstrukce ledové plochy takto vzniklé bývají v řádech až desítek centimetrů, což v porovnání s požadovanou milimetrovou přesností rovinnosti ledové plochy je nepřípustné. V souvislosti s tímto je nutno si uvědomit rozsah chlazených ploch a eventuální náklady na opravu, náklady na teplonosnou látku, případné ekologické havárie způsobené únikem nemrznoucí teplonosné látky do podloží při porušení potrubí. Sanace takto zničené ledové plochy je otázkou nákladů přesahujících miliony Kč.

redakce: Moderní konstrukce ledových ploch se tedy bez vytápění neobejdou.
Kabele:  Popsané negativní jevy byly v minulosti příčinou několika havárií ledových ploch a tak současný přístup k řešení tohoto problému je založen na aktivní regulaci teploty podkladního betonu a podloží. Systém, který toto zajišťuje, je řešen jako plošný vytápěcí systém vložený do vrstvy podkladního betonu pod tepelnou izolací chlazení. Tento systém je navržen tak, že potřebná teplota podkladního betonu je udržována prostupem tepla mezi teplonosnou látkou doplňkového vytápění a teplonosnou látkou chlazení ledové plochy. U takto řešené ledové plochy pak nedochází k žádnému tepelnému toku mezi podkladním betonem a podložím a tím je odbouráno nebezpečí deformace podloží v důsledku teplotních změn. 

redakce: Vysvětlili jsme si příčiny instalace vytápění pod ledovou plochu. Jak se však dá skloubit vytápění a chlazení, jaké jsou hlavní zásady návrhu vytápění a jaké materiály lze použít?
Kabele: Z energetického hlediska je tento systém poměrně nevýhodný, neboť část energie vložené do výroby chladu se odvádí do systémem temperování podkladního betonu ledové plochy. Na druhou stranu je možno konstatovat, že pro temperování podkladního betonu lze použít nízkopotenciálního tepla na úrovni teploty zeminy v nezámrzné hloubce, tj. v rozmezí +9 ° až +15 °C s teplotním spádem 2 až 5 K. Ze systému temperování se tak stává zdroj chladu, což umožňuje v některých případech integraci tohoto systému do zdroje chladu pro klimatizaci, resp. chlazení přidružených technologických provozů. Pro systém temperování podkladního betonu ledové plochy je vhodné použít plastových trub, které odolávající působení teplonosné látky při výše uvedených teplotách. Součástí řešení musí být i regulace, kde regulovanou veličinou je teplota podkladové betonové desky snímaná v několika místech zabudovanými čidly.

Redakce: Děkujeme Vám za odpověď.
Kabele: Děkuji za rozhovor 

Zdroj: Topenářství
Košík (0) Import objednávky Kontakty Change country
GIACOMINI CZECH, s.r.o.
Erbenova 15
466 02 Jablonec nad Nisou

All Rights Reserved
© 2014 GIACOMINI CZECH, s.r.o.

Telefon: (+420) 483 736 060 - 62
Fax: (+420) 483 736 070
E-mail: info@giacomini.cz
Web: www.giacomini.cz