Energetická účinnost pomocí nových směrnic pro projektování na základě normy EN 13779 pro větrací a klimatizační zařízení

Všeobecně formulované články [1] v EPDB vedou k velkému počtu technických důsledků pro konstrukci budov, vybavení budov a zásobování budov energií. Mají vliv na všechny instalace spotřebovávající energii, jako je vytápění, větrání, teplá voda a také na elektrické spotřebiče, jako je osvětlení a ventilátory. Zejména větrací zařízení se svou vysokou spotřebou energie se musí přizpůsobit novým předpisům. S normou EN 13779 [2] byl proto vytvořen nový standard, který představuje odpověď na články 4 a 5 EPBD a slibuje "rychlý" účinek na spotřebu energie.

Norma EN 13779, nový standard pro dimenzování větracích zařízení

Pomocí větracích a klimatizačních zařízení lze při zohlednění dalších vlivů (jako je velikost uzavřeného prostoru, osvětlení nebo vybavení) ovlivnit

• klima v uzavřeném prostoru,
• kvalitu vzduchu v uzavřeném prostoru,
• vlhkost vzduchu v uzavřeném prostoru a
• akustiku v uzavřeném prostoru.

Norma EN 13779 obsahuje podrobná ustanovení pro operativní teplotu, riziko průvanu, relativní vlhkost vzduchu v uzavřeném prostoru a hladinu akustického tlaku vyhodnocenou s filtrem A. Tato nová norma se zmiňuje o faktorech jako je množství vzduchu, ztráta tlaku, požadované hodnoty teploty, kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru a flexibilní regulace všech parametrů. Norma EN 13779 popisuje stav techniky a v součinnosti s předpisem o uspořádání pracovišť tím má centrální význam při plánování větracích a klimatizačních zařízení pro nebytové budovy.

Zajímavou novinkou v normě je skutečnost, že poprvé je předepsaná spolupráce mezi projektantem a investorem stavby. Tato spolupráce má zaručit optimální energetickou účinnost plánovaných klimatizačních a větracích zařízení, protože všechny podstatné parametry musí být mezi účastníky již předem pevně stanoveny: Projektant s investorem stavby by měli provozní parametry pro větrací a klimatizační zařízení stanovit společně. Tím se zdůrazní odpovědnost projektanta za dodržení okrajových podmínek. Stanovení těchto okrajových podmínek, jako je požadovaná hodnota denní teploty, kvalita vzduchu, množství vzduchu, elektrická přípojná vedení a rozměry kanálu, je garantem pro maximálně přizpůsobenou provozní podmínku, která má za následek také energeticky úsporné využití. Kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru a tepelná pohoda při tom zůstanou hlavními funkcemi zařízení. Norma EN 13779 definuje různé třídy pro kvalitu vzduchu v uzavřeném prostoru. V závislosti na rozhodujících zdrojích znečistění vzduchu v uzavřeném prostoru a při dodržování využití prostoru a uživatelských požadavků, se všeobecné třídy potom nechají kvantifikovat zejména podle

• koncentrace oxidu uhličitého (v ppm),
• vnímané kvality vzduchu,
• objemových proudů vzduchu vztažených na osoby,
• objemových proudů vzduchu vztažených na plochu podlahy nebo
• koncentrace určitých znečistění.

Pomoc k postupu při plánování a odsouhlasení se nachází v dodatku normy.

Specifický výkon ventilátoru SFP

Pro spotřebu elektrické energie k přepravě vzduchu definuje norma EN 13779 tzv. specifický výkon ventilátoru SFP (tab. 1). Označuje "kombinované množství spotřebovaného elektrického výkonu všech ventilátorů v systému distribuce vzduchu, vydělené celkovým objemovým proudem vzduchu budovou při projektovaných zátěžích v Wm^-3s". Je při tom závislý na současnosti dějů a skutečné spotřebě. To znamená, spínací podmínky a také plynulá regulace vstupují přímo do specifické spotřeby a rozšiřují nezanedbatelným způsobem konstrukci zařízení s jejími malými rychlostmi vzduchu a minimálními ztrátami tlaku. Také zde platí zásada: Uživatel a projektant předem stanoví specifický výkon ventilátoru zařízení, aby se obdržela definovatelná veličina pro spotřebu energie.

Kategorie	PFSP (Wm-3s)
SFP 1	< 500
SFP 2	500 - 750
SFP 3	750 - 1250
SFP 4	1250 - 2000
SFP 5	2000 - 3000
SFP 6	3000 - 4500
SFP 7	> 4500

Tab. 1. Klasifikace specifického výkonu ventilátoru
(Zdroj: Tab. 9 normy EN 13779)

První instituce, jako např. město Frankfurt nad Mohanem, již postupují podle údajů nové normy. Ve svých plánovacích údajích pro veřejné budovy předepisují mimo jiné kvalitu vzduchu v uzavřeném prostoru jakož i variabilně poháněné ventilátory dle normy 13779.

Kvalita vzduchu

Pochopitelně také zde platí, že se musí zamezit zbytečné přepravě vzduchu a zbytečné topné a chladicí energii. Je proto nezbytně nutné "organizovat" a minimalizovat proudy velkých množství vzduchu podle potřeby. Také zde norma EN 13779 stanoví, že se uživatel a projektant shodnou na stupni kvality vzduchu (dle požadavků na prostory), kterou potom musí větrací zařízení s vhodnou regulací poskytovat. Zde jsou třídy, které jsou uvedené v tabulce 10, dodatku A normy a společně stanovený způsob regulace podle tabulky 6 (tab. 2, tab. 3).

Kategorie	Popis
IDA 1	vysoká kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru
IDA 2	střední kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru
IDA 3	nevalná kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru
IDA 4	nízká kvalita vzduchu v uzavřeném prostoru

Tab. 2. Všeobecná klasifikace kvality vzduchu v uzavřeném prostoru (IDA)
Zdroj: Tab. 5 normy EN 13779

Kategorie	Obsah CO2 větší než jeho obsah ve venkovním vzduchu v ppm
	Běžný rozsah	Standardní hodnota
IDA 1	< 400	350
IDA 2	400 - 600	500
IDA 3	600 - 1000	800
IDA 4	> 1000	1200

Tab. 3. Obsah CO₂ v uzavřených prostorech
Zdroj: Tab. A.10 normy EN 13779

Teploty vzduchu

Topná a chladicí energie se použije maximálně efektivně tehdy, je-li teplotní rozdíl uvnitř a venku pokud možno malý. To znamená, že požadované hodnoty by se neměly zadat pevně, nýbrž pohyblivě dle venkovní teploty. Také zde při tom platí, že nejdříve se má zajistit komfort a potom hledat nejúspornější řešení. Norma DIN 15251 proto navrhuje následující teploty dle tab. 4.

Podmínky	Běžný rozsah	Projektovaná standardní hodnota
Zimní provoz s vytápěním	19 až 24 °C	21 °C(1)
Letní provoz s chlazením	23 až 26 °C	26 °C(2)
(1) při projektovaných podmínkách v zimě, nejnižší teplota ve dne (2) při projektovaných podmínkách v létě, nejvyšší teplota ve dne

Tab. 4. Projektované hodnoty pro operativní teplotu v kancelářských budovách
Zdroj: Tab. 3 normy EN 15251 (3)

Regulace

Neměl by se podceňovat vliv inteligentních regulačních strategií na spotřebu energie - zejména zde uvedené techniky větrání prováděného podle potřeby se svými potenciály regulace kvality vzduchu a regulaci množství vzduchu prováděnou podle potřeby pomocí variabilních proudů vzduchu. Zde jsou k dispozici úsporné potenciály, které lze aplikovat nejenom na nově zřizovaná větrací zařízení, ale také na stávající budovy (tab. 5).

Kategorie	Popis
IDA - C1	Zařízení běží konstantně.
IDA - C2	Manuální regulace (řízení). Zařízení podléhá manuálnímu ovládání.
IDA - C3	Časově závislá regulace (řízení). Zařízení se provozuje podle předvoleného časového plánu.
IDA - C4	Regulace v závislosti na obsazení (řízení). Zařízení se provozuje v závislosti na přítomnosti osob (světelné spínače, infračervená čidla atd.).
IDA - C5	Regulace v závislosti na potřebě (počet osob). Zařízení se provozuje v závislosti na počtu osob přítomných v uzavřeném prostoru.
IDA - C6	Regulace v závislosti na potřebě (plynová čidla). Zařízení se reguluje pomocí čidel, která měří parametry vzduchu v uzavřeném prostoru nebo přizpůsobených kritérií (např. CO2, čidla směsného plynu nebo čidla VOC). Použité parametry musí být přizpůsobené druhu činnosti prováděné v uzavřeném prostoru.

Tab. 5. Možné způsoby regulace kvality vzduchu v uzavřeném prostoru (IDA-C)
Zdroj: Tab. 6 normy EN 13779

Moderní plánovací software jako Coach od CentraLine (obr. 1), dává k dispozici výše vysvětlené regulační strategie pro topná, větrací a klimatizační zařízení. Jsou při tom podporovány také obnovitelné energie jako jsou dřevěné pelety nebo solární panely. Dokumentace zařízení dostupná stisknutím tlačítka podrobně popisuje, co se děje v pozadí.

Obr. 1. Aplikační grafika v plánovacím software Coach

Shrnutí

Důsledné použití a kalkulace amortizace nových a stávajících větracích a klimatizačních zařízení pomáhá v dosažení ctižádostivých cílů k šetření konečných zdrojů a zajišťuje komfort s pokud možno nejmenší spotřebou energie. Projektant je tím odpovědný za funkčnost a úsporný provoz. S normou EN 13779 dostal do rukou nástroj, který mu umožňuje společně s uživatelem předem stanovit kritické parametry a tohoto uživatele aktivně zapojit do rozhodování a funkce. Projektanti najdou podporu u partnerů CentraLine. Jsou to specialisté na regulaci, absolvují obsáhlá školení v rozsahu nových ustanovení a mají široké detailní znalosti.

Literatura

[1] "Energy performance of buildings directive" ze dne 16. 12. 2002.
[2] DIN EN 13779: Větrání nebytových budov - všeobecné základy a požadavky na větrací a klimatizační zařízení, 2005, DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (Německý ústav pro normování).
[3] DIN EN 15251 Vyhodnocovací kritéria pro interiér včetně teploty, kvality vzduchu v uzavřeném prostoru, osvětlení a hluku, DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (Německý ústav pro normování).