Vzduchotechnika zanesená podhled: návrh, provoz a výhody podtlakového i rovnotlakého větrání v obytných domech

Při vysokých nárocích na neprůvzdušnost výplní stavebních otvorů, které jsou předpokladem pro splnění kritérií na energetickou náročnost budov, nelze větrání spárami oken použít.

Přívod venkovního vzduchu u podtlakového větrání je nutné zajistit přívodními větracími otvory integrovanými do výplní stavebních otvorů (oken) nebo zabudovanými v obvodových stěnách. Přívodní otvory se zpravidla umisťují pod okna za/nad otopná tělesa, případně pod strop nad okna. Do každé obytné místnosti lze vzduch přivádět přes větrací otvor, který může být osazen i kvalitním filtrem případně tlumičem hluku.

Větrací otvory mohou být různého tvaru, např. kruhové, obdélníkové nebo úzké štěrbiny, a lze je opatřit regulací průtoku vzduchu. Výhodou podtlakového větrání je jednoduchost zařízení a relativně nízké pořizovací náklady (v porovnání s nuceným rovnotlakým větráním). Pro dopravu odváděného vzduchu slouží centrální ventilátor napojený na příslušné stoupací potrubí, který je umístěn zpravidla v nejvyšším místě budovy - v podkroví nebo na střeše (Obr. 1a).

Ventilátor hradí tlakové ztráty vzduchovodu a systému distribuce vzduchu včetně tlumičů hluku a přívodních a odvodních prvků. Výhodou je poměrně vysoká účinnost centrálních ventilátorů (v porovnání s ventilátory decentralizovaného větrání). Jelikož je ventilátor zdrojem hluku, je nutné při návrhu centrálního podtlakového větrání přijmout příslušná protihluková opatření. Zejména je nutné zabránit šíření hluku směrem do stoupacího potrubí tak, aby nedocházelo k obtěžování obyvatel bytových jednotek. Rovněž je nutné posoudit šíření hluku do venkovního prostředí.

V současnosti jsou na trhu centrální podtlakové systémy, které umožňují trvalé větrání řízené podle potřeby (DCV - Demand control ventilation). Ventilátory mají možnost regulace otáček (EC motory) a měnit tak vzduchový výkon na základě aktuálních požadavků (potřeby). Systém je vybaven čidly CO2 popř. vlhkosti v každém bytě. Na základě odezvy čidla dochází k automatickému otevírání a zavírání (samočinně, nebo elektricky) odvodního prvku, čímž dochází ke změně statického tlaku v odvodním potrubí.

Pro větrání slouží lokální radiální ventilátory napojené na stoupací potrubí, kterým je vzduch vyfukován zpravidla nad střechu (Obr. 1b). Odvodní ventilátor je umístěn buď přímo v dané místnosti odkud je vzduch odsáván (WC, koupelna), nebo může být opatřen dvěma až třemi hrdly pro společný odvod vzduchu z několika místností jednoho bytu současně. V takovém případě je možné ventilátor umístit do podhledu, nebo přímo do svislé stoupací šachty. Nevýhodou malých radiálních ventilátorů je především jejich nízká účinnost a hlučnost, která je emitována přímo do obytného prostoru.

Lokální podtlakové větrání je většinou použito i pro nárazové větrání kuchyní. V takovém případě je nutné zajistit, aby nedocházelo k přenosu pachů mezi jednotlivými bytovými jednotkami. Odsávací zákryty většinou obsahují kromě ventilátoru a příslušného filtru zpětnou klapku. Tato klapka by měla být těsná a po určité době provozu zařízení by měla být vyčištěna. Použití cirkulačních odsávacích zákrytů v kuchyních, kde není instalován nucený odvod vzduchu, se nedoporučuje.

Typickým příkladem použití jsou pasivní obytné domy, u kterých jsou kladeny vysoké nároky na neprůvzdušnost obálky budovy a použití podtlakového větrání je nevhodné. Obr. Nucené rovnotlaké větrání představuje vyšší kvalitu větrání než nucené podtlakové větrání, resp. hybridní větrání. Použije se však i tam, kde není z hygienických důvodů možné zajistit přívod vzduchu podtlakem z obvodové stěny, např. při požadavku na přívod méně znečištěného vzduchu než je venkovní ovzduší. Rovnotlaké větrací systémy zajišťují nucený přívod čerstvého vzduchu a současně odvod vzduchu znehodnoceného.

Výhodou nuceného rovnotlakého systému větrání je možnost využití zpětného získávání tepla z odváděného vzduchu, čímž se výrazně snižuje spotřeba tepla na ohřev venkovního vzduchu. Pro dopravu vzduchu slouží většinou dvojice ventilátorů umístěných v kompaktní vzduchotechnické jednotce, která obsahuje zpravidla filtraci atmosférického vzduchu, výměník ZZT, případně ohřívač. Jednotka bývá zpravidla vybavena výměníkem ZZT. Pro vzájemnou polohu sání a výfuku vzduchu je nutné dodržet minimální vzdálenosti. Přívod a odvod vzduchu je realizován dvojicí vzduchovodů, kterými je vzduch distribuován k jednotlivým bytovým jednotkám a odkud je vzduch rozváděn do příslušných místností.

V případě nuceného rovnotlakého větrání, realizovaného centrální větrací jednotkou pro více bytů, musí zařízení automaticky vyrovnávat tlakové poměry v přívodních i odváděcích vzduchovodech při zásahu jednotlivých uživatelů. Nevýhodou centrálního rovnotlakého systému větrání jsou zejména zvýšené nároky na prostor pro umístění VZT jednotky a vzduchovodů. Ventilátory musí být opatřeny tlumiči hluku tak, aby nedocházelo k obtěžování obyvatel bytových jednotek nebo k šíření hluku do venkovního prostředí. Může rovněž docházet k nežádoucímu přeslechům mezi bytovými jednotkami. Vzduchovody je možné opatřit přeslechovými tlumiči, nebo se koncové elementy napojují přes ohebné hadice s útlumem hluku. Lokální rovnotlaké větrací systémy slouží pro individuální větrání bytových jednotek. Pro větrání slouží „malá“ větrací jednotka, která je vybavena filtrací vzduchu, ventilátory a zpravidla výměníkem ZZT. Sání vzduchu může být realizováno společným potrubím, nebo samostatně z fasády každé bytové jednotky (Obr. 2b).

Nevýhodou lokálního systému je zejména poměrně nízká účinnost ventilátorů (vč. pohonu), zvýšené nároky na prostor pro umístění VZT jednotky a vzduchovodů uvnitř obytného prostoru a hlučnost větrací jednotky umístěné přímo v obytném prostoru. Výhodou je zejména zajištění trvalé kvality vnitřního vzduchu s minimální spotřebou tepelné energie pro ohřev větracího vzduchu. Uživatel má absolutní kontrolu nad systémem větrání včetně nákladů spojených s provozem a údržbou zařízení, které jsou plně v režii dané bytové jednotky. Systém teplovzdušného vytápění a větrání se používá zejména pro rodinné domy a zajišťuje současně vytápění a větrání objektu.

Pro předehřev venkovního vzduchu se používá výměník zpětného získávání tepla, díky němuž dochází k úspoře energie. Charakteristické je pak využití cirkulačního vzduchu, který je odváděn z obytných místností, nebo chodeb. Výhodou systému je spojení vytápění a větrání do jednoho zařízení. Otopná soustava slouží mj. pro přípravu otopné vody pro dohřev vzduchu. Díky přenosu tepla z vody do vzduchu však většinou nepracuje v nízkoteplotním režimu. Nevýhodou je obtížná regulace teploty v jednotlivých místnostech, teplotní gradient v místnosti a zejména vyšší spotřeba elektrické energie pro pohon ventilátorů.

Hybridní větrání zahrnuje aktivní prvky přirozeného i nuceného větrání, tzn. kombinuje účinky přirozených (vztlakových) sil se silou mechanickou. Koncepce hybridního větrání spočívající v kombinaci a střídání obou režimů umožňuje udržet kvalitu vnitřního vzduchu bez vysokých nároků na spotřebu elektrické energie. Nezbytnou součástí systému je řídicí systém, který na základě aktuálních požadavků (koncentrace CO2) nastavuje provozní režim budovy. Pro přívod vzduchu slouží např. samoregulační vyústky se servopohonem, které bývají umístěny nad okny, nebo nade dveřmi obytných místností. Vyústky zajišťují konstantní průtok vzduchu i při změně tlakových poměry uvnitř a vně budovy. Přiváděcí vyústky je možné dálkově ovládat. Uživatel tak má možnost v každé chvíli zasáhnout do činnosti systému a např. vstupní vyústku uzavřít, pokud by byl obtěžován průvanem.

Před použitím řízeného větrání je nutné, aby byla budova vysoce vzduchotěsná (N50 < 3 h-1 při rozdílu tlaků 50 Pa). Na volbu systému větrání garáží bytových domů má vliv jejich hloubka a dispozice. U relativně málo hlubokých garáží cca 6 m s jednou řadou stání automobilů je většinou použito přirozené větrání pomocí mřížek u stropu a podlahy. Umístění přívodních a odvodních otvorů by mělo umožňovat příčné provětrávání, případně lokální provětrávání nutných koutů je možno řešit malými proudovými ventilátory. Provoz garáží může mít špičkový charakter, zvláště v ranní špičce.

V případě provedení přívodu vzduchu podtlakem s přisáváním přímo z venkovního prostředí je nutno dbát na to, aby nasávání nebylo provedeno v prostoru, kde by mohly zamrznout. Například dalším problémem může být „obrácený chod“ větrání, pokud odsávací ventilátor není v provozu. V takovém případě navrženými otvory pro přívod vzduchu proudí vzduch z garáží ven a může se dostat do bytů otevřenými okny. Z hlediska úspor energie se doporučuje, aby chod odsávacích systémů byl vázán na reálnou koncentraci výfukových plynů v ploše garáží.

V zásadě je nutno zajistit minimální větrání těchto prostor, které většinou nemají možnost přirozeného větrání okny. Větrání může být jak přetlakové, tak i podtlakové. Při návrhu je nutné vzít v úvahu, že sklepy jsou většinou samostatným požárním úsekem, takže musí být i z hlediska větrání protipožárně zabezpečena. Kolárny a kočárkárny mají přibližně stejný charakter užívání jako sklepy. Lze uvažovat, že v těchto prostorách bude větší vnesený objem vlhkosti, takže doporučená intenzita větrání by měla být 1 až 2 h-1. Nicméně oproti sklepům je zde častější frekvence vstupu.

Domovní prádelny a sušárny se v moderních bytových objektech téměř nevyskytují, protože pračku se sušičkou má každý uživatel bytu instaluovanou v domácnosti. Pokud jsou tyto prostory v objektech umístěny, je vhodné doplnit je účinným větráním, které může být řešeno přirozeně, otevíratelnými okny s předimenzovaným systémem vytápění, nebo teplovzdušným větráním s ohřevem vzduchu či rekuperací (pozor na namrzání odvodní strany a zvýšenou kondenzaci). Jiný případ nastává, pokud je schodiště či chodba chráněnou únikovou cestou. Nadzemní část únikové cesty je většinou možno větrat přirozeně buď otevřením min. 2 m2 větracích ploch do fasády na každém podlaží, nebo zajistit otevření min. 2 m2 plochy v nejvyšším a nejnižším bodě únikové cesty.

Jako zdroje tepla pro bytové objekty lze uvažovat výměníkové stanice napojené na centrální zdroj tepla v dané lokalitě nebo domovní plynové či elektrické kotelny. V případě výměníkových stanic nebo kotelen s elektrickým kotlem je většinou nutno zajistit takovou výměnu vzduchu (přetlakem či podtlakem), která zajistí odvod tepelných zisků z daného prostoru. Pokud jsou plynové a uhelné kotelny, je nutno splnit legislativu na spolehlivý a bezpečný chod technologií. Z uvedených důvodů je nutné vědět, jaký typ technologie spalování je použit, a stanovit dostatečné množství přívodu spalovacího vzduchu a podmínky, za kterých má daná technologie fungovat.

Průřez typy větrání a jejich aplikace

Pro vzduchotechniku platí, že rozvody by měly být navrženy jako ověřené a pro větrání určené komponenty; VZT rozvod by měl poskytovat dostatečnou nabídku připojovacích tvarovek, boxů a potrubí, aby vyhověl požadavkům současných staveb. Těsnost VZT rozvodů je klíčová, protože netěsnosti mohou znehodnotit systém a zvýšit spotřebu energie. Abychom využili maximální účinnosti zpětného zisku tepla (rekuperace), musíme vést odsávaný a přiváděný vzduch do VZT jednotky beze ztrát tepla.

Lokální rovnotlaké systémy slouží pro individuální větrání bytových jednotek a představují výhodu v kontrole kvality vzduchu a spotřeby. Uživatel má nad systémem plnou kontrolu, zařízení bývá kompaktní a často zahrnuje výměník ZZT a filtraci. Nevýhodou je nižší účinnost a prostorové nároky v interiéru, ale hlavní výhodou je trvalá kvalita vnitřního vzduchu s minimální spotřebou tepelné energie pro ohřev vzduchu.

Hybridní větrání kombinuje přirozené vztlakové síly s nuceným větráním a vyžaduje řídicí systém, který na základě CO2 nastavuje provozní režim. Přívod vzduchu bývá realizován pomocí samoregulačních vyústek se servopohonem umístěných nad okny, které zajišťují konstantní průtok vzduchu i při změně tlakových poměrů. Přiváděcí vyústky lze dálkově ovládat, což umožňuje uživateli zasáhnout do činnosti systému a uzavřít vstupní vyústku při průvanu.

V garážích bytových domů se často používá přirozené větrání s mřížkami, ale při vysoké hloubce a specifické dispozici může být vhodné i kombinované řešení s malými proudovými ventilátory. Větrání sklepů a podobných prostor vyžaduje posouzení protipožárních i vlhkostních požadavků; škody na vlhkosti mohou být významné, a proto je nutné zajistit minimální větrání i v těchto prostorách.

Praktické tipy pro návrh a instalaci

Pro dosažení co nejvyšší těsnosti VZT rozvodů by měl systém obsahovat co nejméně spojů a veškeré spoje musí být vybaveny těsněním. Ověřování těsnosti na stavbě pomocí přístroje P.A.N.D.A. Airflow ukazuje, že dosažení vysokých tříd těsnosti vyžaduje kvalitní systémové rozvody a profesionální instalaci.

Aby bylo dosaženo maximálního zpětného zisku tepla, je vhodné vést vzduch beze ztrát tepla do VZT jednotky; proto je rozvody vhodné instalovat uvnitř tepelné a parotěsně izolované obálky domu. Například hliníková hadice ø 125 s minerální izolací 25 mm v neizolovaném půdním prostoru má značnou tepelnou ztrátu, a proto by měly vést izolované trasy.

Pro optimální nastavení průtoků do jednotlivých místností slouží regulační prvky, které je vhodné do rozvodu osadit a které lze upravovat podle změn v domě. Čištění VZT rozvodu se provádí pomocí nástrojů jako rotační kartáče, tlakový vzduch a mopy; mechanické namáhání potrubí by mělo být minimalizováno a spoje by neměly být prováděny jen páskami. Odborná firma by měla používat ověřený materiál a postupy a měla by disponovat měřicími přístroji pro ověřování těsnosti a provozu.

V závěru by měl projekt zahrnovat kompaktní rozvody, vhodné filtry a tlumiče hluku, a průhledný návrh pro údržbu a čištění. Pro majitele domů a bytových jednotek je důležité, že vzduchotechnika s rekuperací tepla zvyšuje komfort a snižuje energetickou náročnost, zatímco správně dimenzované a těsné rozvody snižují provozní náklady a hlučnost.

Praktické příklady a doporučení pro instalaci v praxi

Pro úsporu místa a snížení hluku se doporučuje používat ploché ventilační kanály, které lze instalovat do podhledů a stropů bez nutnosti snižování výšky místností. Plochý systém 110x55 mm je ideální pro šířku nad tenkými podhledy, systém 220x55 mm nabízí větší průtok při stejné výšce a systém 220x90 mm je vhodný pro náročné digestoře. Při navrhování je důležité správně vybrat plochý rozměr podle průměru ventilátoru a požadovaného průtoku.

Instalace by měla být provázána s projektovou dokumentací a měla by umožňovat revizi a údržbu. Při stavbě je důležité myslet na to, že VZT rozvody musí být co nejvíce těsné a že spoje by měly být pevné a neprovádět se jen páskováním. Správná izolace minimalizuje tepelné ztráty a zvyšuje efektivitu rekuperace.

tags: #vzduchotechnika #zanena #podhled