Grafenové topné nátěry jsou revolucí ve vytápění. Používají se ve Velké Británii a jsou výrazně levnější než tepelné čerpadlo

Pokud uvažujete o stavbě nebo rekonstrukci a automaticky počítáte s tepelným čerpadlem za stovky tisíc, zastavte se. Následující řádky vám detailně ukážou alternativu, která dává z ekonomického i fyzikálního hlediska obrovský smysl.

Obyčejná barva, která se promění v radiátor

Základem této technologie je grafen. Jde o supermateriál tvořený jedinou vrstvou atomů uhlíku uspořádaných do šestiúhelníkové mřížky. Vyniká extrémní pevností, ale především naprosto bezkonkurenční elektrickou a tepelnou vodivostí. V praxi vytápění se grafen (nebo jeho deriváty) přimíchává do speciální uhlíkové pasty či inkoustu. Tento inkoust se následně nanáší ve formě velmi tenké fólie, která připomíná tapetu. Po jejím okraji vedou dva tenké měděné pásky tvořící napájecí sběrnice. Jakmile do systému pustíte elektrický proud, grafenová vrstva klade mírný elektrický odpor a plocha se začne rovnoměrně a bezpečně zahřívat. Vzniká takzvané Jouleovo teplo.

Inovativní způsob předávání tepla

Zásadní rozdíl oproti běžným přímotopům nebo radiátorům spočívá ve způsobu předávání tohoto tepla. Grafen primárně neohřívá okolní vzduch. Vyzařuje dlouhovlnné infračervené záření (tzv. Far Infrared), které funguje na naprosto stejném fyzikálním principu jako sluneční paprsky. Tyto neviditelné paprsky procházejí vzduchem bez tepelných ztrát a dopadají přímo na zdi, podlahu, nábytek a především na lidské tělo v místnosti. Teprve po dopadu na tyto pevné objekty se záření mění v pocitové teplo. Zdi a podlahy se díky tomu stávají obřím tepelným akumulátorem, který následně sálá získané teplo plynule zpět do prostoru.

Absolutní konec plísní a vlhkosti zdiva

Grafenové topné systémy nejsou jen drobným vylepšením stávajících technologií. Přinášejí komplexní změnu paradigmatu s celou řadou zásadních benefitů. Tím prvním je absolutní eliminace plísní a vlhkosti zdiva. Protože infračervené záření ohřívá primárně pevné materiály, samotné stěny jsou vždy o něco teplejší než okolní vzduch v místnosti. Vlhkost tak na nich nemá šanci kondenzovat. Během několika dnů po instalaci systém doslova vysuší povrchové zdivo, čímž okamžitě a trvale zlikviduje spory plísní.

Rychlý náběh tepla a možnost zónového vytápění

Běžnému teplovodnímu podlahovému topení zalitému v anhydritu trvá hodiny, než se prohřeje a začne reálně topit. Grafenová tapeta na stropě začne hřát do 1 až 3 minut od sepnutí termostatu. Díky tomu můžete systém programovat na přísně zónové vytápění. Topíte jen v té místnosti, kde se reálně někdo nachází, a přesně ve chvíli, kdy je to skutečně potřeba. Tím se drasticky eliminuje plýtvání. Z toho plyne také zdravější prostředí pro alergiky. Běžné konvekční radiátory ohřívají vzduch, který následně stoupá ke stropu, ochlazuje se a klesá podél stěn zpět k zemi. Tento neustálý průvan víří v místnosti prach, roztoče a neustále vysušuje sliznice. Sálavé teplo z grafenu vzduch nevíří, zachovává optimální vlhkost a pro lidský organismus představuje nejpřirozenější formu tepla.

Bezúdržbové řešení a bez hyzdících radiátorů

Není potřeba plánovat technickou místnost, kotelnu, komín, revizní šachty ani složité trubky v podlaze. Systém se instaluje pod běžnou výmalbu, omítku nebo sádrokarton a zapojuje se přes transformátor na bezpečné nízké napětí (typicky 24 V nebo 36 V). Nemá absolutně žádné pohyblivé části, vodu pod tlakem ani kompresory, takže nevyžaduje každoroční placené revize ani servisní zásahy odborníků. O spolehlivosti technologie nejlépe svědčí reálné a měřitelné projekty, které již delší dobu úspěšně fungují, zejména ve Velké Británii.

Tamní bytový fond často bojuje s extrémní vlhkostí a složitou izolací historických budov, kde se grafen ukázal jako ideální zbraň. Příkladem je projekt sociálního bydlení ve Skotsku a Walesu. Britská inženýrská společnost vybavila svými grafenovými tapetami desítky bytů patřících pod správu sociálního bydlení (např. organizace West of Scotland Housing Association). Cílem vládního testování bylo najít zbraň proti plísním a snížit ohroženým nájemníkům účty za energie. Nezávislé měření ukázalo, že nebezpečné plísně trvale zmizely a obyvatelé si pochvalovali zásadně nižší spotřebu právě díky možnosti bleskového zónového vytápění.

Další příklady úspěšného využití v praxi

Nottingham Trent University ve spolupráci s městem Nottingham a místním bytovým družstvem aplikovala grafenové vytápění do desítek řadových domů, které nebylo technologicky ani finančně možné kompletně zateplit tradiční cestou. Vědecký výzkum z této instalace potvrdil, že vysušené zdi fungují jako dokonalá termální baterie, což dramaticky snižuje počet hodin, po které musí systém během dne aktivně odebírat elektřinu ze sítě. Dalším příkladem je rekonstrukce Blueprint Housing v Lancashire. Jednalo se o přestavbu domů pro osoby se speciálními potřebami a tato technologie se zde využila výslovně jako prevence proti respiračním chorobám. Systém nainstalovaný ve stropech zajistil nejen splnění přísných energetických norem (EPC hodnocení třídy B), ale zajistil bezpečné prostředí bez kondenzace vody.

Na kolik to vyjde ve srovnání s tepelným čerpadlem?

Jedním z nejčastějších a nejvíce zakořeněných mýtů ve stavebnictví je přesvědčení, že tepelné čerpadlo představuje jediné správné, a hlavně ekonomické řešení pro vytápění. Pojďme se podívat na tvrdá data týkající se počáteční investiční zátěže (tzv. CAPEX). Pořízení spolehlivého tepelného čerpadla typu vzduch-voda, a to včetně nezbytné akumulační nádrže, expanzních nádob, oběhových čerpadel a pokládky kompletního podlahového teplovodního rozvodu, se u standardního rodinného domu v Česku aktuálně pohybuje v širokém rozmezí 250 000 až 350 000 Kč.

Oproti tomu instalace grafenového systému je diametrálně jednodušší. Zásadní je, že tapety nevyžadují pokrytí celé podlahové či stropní plochy místnosti (zpravidla zcela stačí osadit topnými pruhy pouhých 30–50 % plochy stropu). Cena materiálu a práce, zahrnující samotné grafenové nátěry, elektroinstalaci, transformátory napětí a sadu chytrých programovatelných termostatů, se pohybuje zhruba na úrovni 1 500 až 3 000 Kč za čtvereční metr aktivní topné plochy. Kompletní realizace na klíč do totožného domu tak vyjde průměrně na pouhých 60 000 až 100 000 Kč. Rozdíl v primární počáteční investici tedy činí obrovských 200 000 Kč jasně ve prospěch grafenových nátěrů.

Náklady na vytápění grafenovým nátěrem

Abychom poskytli maximálně objektivní a kompletní obrázek, je nutné rozebrat a porovnat také každoroční provozní náklady. Představme si běžný, standardně zateplený český rodinný dům o podlahové ploše 100 m? s běžnou tepelnou ztrátou, který pro udržení tepelné pohody během zimy potřebuje dodat celkem 8 000 kWh tepelné energie za rok. Počítejme s aktuální průměrnou distribuční cenou elektřiny v příslušném tarifu (např. D57d) ve výši přibližně 5,50 Kč za 1 kWh. Grafen funguje jako přímotop, kde se elektrická energie mění na teplo s účinností téměř 100 % (1 kWh ze sítě rovná se 1 kWh tepla do místnosti). Zde ale vstupuje do hry již zmíněné kouzlo sálavého tepla a chytrého zónování.

Infračervené vytápění prokazatelně vytváří pocit dokonalého tepelného komfortu při reálné teplotě okolního vzduchu o 2–3 °C nižší, než je nutné u konvenčních radiátorů (např. 19 °C místo 22 °C). Spolu s extrémně rychlým náběhem a možností zcela vypínat topení v prázdných místnostech klesá celková roční potřeba dodané energie průměrně o 15 až 20 %. Skutečná spotřeba tepla tak bude reálně klesat na hodnotu kolem 6 400 kWh. Kompletní roční náklady na elektřinu se pohybují přibližně kolem 6 400 kWh × 5,50 Kč = 35 200 Kč. Pokud navíc střechu svého domu osadíte moderními fotovoltaickými panely v kombinaci s domácí baterií, dokážete i provozní náklady grafenového vytápění radikálně minimalizovat a dosáhnout téměř naprosté energetické nezávislosti.