Stropy aktywowane termicznie (BKT) stanowią energooszczędne rozwiązanie grzewcze dla budynków wielkokubaturowych. W Polsce BKT zainstalowano po raz pierwszy w 2002 r. w siedzibie PLL LOT w Warszawie.
Zgodnie z art. 9 pkt 1a Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków: Państwa członkowskie zapewniają, aby: do dnia 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii.
Osiągnięcie niskiego zużycia energii w budynkach biurowych wielkokubaturowych jest znacznie trudniejsze niż w jednorodzinnych. Nowoczesne systemy chłodzenia i ogrzewania powinny sprostać uwarunkowaniom klimatycznym, być energooszczędne i spełniać normy emisji CO2, a także zapewnić komfort użytkowania. Energooszczędność wiąże się z wykorzystaniem rozwiązań (np. pomp ciepła), których zasadność zastosowania występuje tylko z systemami pracującymi przy niskich parametrach zasilania (dla zasilania rzędu 27–29°C, a dla chłodzenia – 16–19°C). Do takich systemów należą różne rodzaje ogrzewań płaszczyznowych (podłogowe, sufitowe i ścienne), w tym system stropów aktywowanych termicznie, zwany w skrócie BKT (niem. Betonkerntemperierung). Aby system grzewczy/chłodniczy mógł być zasilany przez urządzenia do odzysku energii ze źródeł odnawialnych, niezbędne jest projektowanie zintegrowane, uwzględniające nie tylko bryłę budynku, ale również nadawaną jej funkcję i związaną z tym eksploatację, zyski ciepła od osób czy sprzętu, izolacyjność budynku itp. Istotnym aspektem projektowania zintegrowanego jest osiągnięcie komfortu klimatycznego w budynku przy minimalnym oddziaływaniu na środowisko i akceptowalnych kosztach.
Rys. Rozkład temperatur w stropie. Tryb chłodzenia. Rury o średnicy 17 x 2,0 mm ułożone w środku stropu z rozstawem 200 mm. Temperatura zasilania – 18ºC, temperatura odczuwalna w pomieszczeniu – poniżej 26ºC
Zasada działania systemu stropów aktywowanych termicznie:
BKT od tradycyjnych ogrzewań płaszczyznowych odróżnia fakt, że wykorzystują akumulacyjność masywnych elementów konstrukcji żelbetowej do odbierania ciepła z pomieszczeń latem lub oddawania ciepła zimą. Umożliwiają to zamontowane na wysokości zbrojenia rury z wodą chłodzącą lub grzewczą, wykonane z polietylenu sieciowanego metodą Engela PE-Xa. Rury te (o średnicach 17 x 2,0 mm lub 20 x 2,0 mm, z warstwą antydyfuzyjną, nieprzepuszczającą tlenu) gwarantują dużą elastyczność przy układaniu nawet w stropach o nietypowym kształcie oraz charakteryzują się wysoką udarnością.
Połączenia uszczelniają tuleje zaciskowe. Innymi elementami przejścia przez stropy są tzw. skrzynki szalunkowe do rur zasilających, zabezpieczające rury w miejscach, gdzie występują największe naprężenia mogące wpłynąć na trwałość instalacji.
W fazie projektowej niezbędna jest koordynacja między inżynierem budownictwa, architektem oraz projektantem instalacji, aby określić jednoznacznie powierzchnie, które mają zostać pokryte systemem BKT. Należy zwrócić uwagę na strefy tabu, np. słupy, przejścia przez strop, miejsca montażu rozdzielaczy i trasy przyłączy. Obiekty, w których zastosowano BKT, potwierdzają niezawodność systemu i brak negatywnego wpływu na wytrzymałość konstrukcji.
W zależności od typu budynku, jego bryły i uzgodnień z konstruktorem, można zastosować jeden z trzech wariantów systemu. Pierwszym jest układanie rur bezpośrednio na budowie, co daje możliwość łatwego dostosowania do kształtu każdego budynku. Kolejnym – dostarczenie na budowę gotowych modułów składających się z rur ułożonych na siatce montażowej w postaci pojedynczej lub podwójnej wężownicy meandrowej. Wężownica podwójna w odróżnieniu od pojedynczej daje bardziej równomierne rozłożenie temperatury wewnątrz elementu konstrukcji i na powierzchni elementów. Trzeci proponowany wariant systemu to gotowe prefabrykaty, których układanie przebiega bardzo szybko.
Moduły BKT łączone są na budowie w układ typu Tichelmanna, który charakteryzuje się równomierną stratą ciśnienia w całym systemie. Rozdzielacz prowadzony jest w ciągach komunikacyjnych, zasilając wszystkie pola grzewcze w ogrzewanych lub chłodzonych pomieszczeniach.
Wydajność systemu stropów aktywowanych termicznie zależy od konstrukcji stropu, zagłębienia rur w stropie oraz rozstawu i średnicy rur grzewczych. Temperatury zasilania i powrotu dla chłodzenia to 18/21°C, a w przypadku trybu grzewczego: 28/25°C. Dla porównania, dla układu grzejnikowego temperatury zasilania wynoszą ok. 70°C.
System stropów aktywowanych termicznie można zastosować przy współpracy z instalacją geotermalną pomp ciepła lub innym odnawialnym źródłem energii. Wspólne wykorzystanie tych technologii zapewnia oszczędne użytkowanie systemów ogrzewania i istotne w bilansie całego zapotrzebowania na energię chłodzenia.
Michał Zając
