Větrání a vytápění nízkoenergetických a pasivních obytných staveb (IV. část)
Čtvrtá část seriálu o vytápění a větrání nízkoenergetických a pasivních domů se věnuje cirkulačnímu systému teplovzdušného vytápění a projekčním zásadám pro návrh větrání nízkoenergetických a pasivních domů.
CIRKULAČNÍ SYSTÉM TEPLOVZDUŠNÉHO VYTÁPĚNÍ S ŘÍZENÝM PODÍLEM VĚTRACÍHO VZDUCHU A REKUPERACÍ TEPLA
Teplovzdušné cirkulační vytápění s řízeným větráním s rekuperací tepla se stává již standardním řešením u moderních nízkoenergetických a pasivních rodinných domů v ČR.
Dvouzónový systém zajišťuje v primárním okruhu teplovzdušné vytápění s cirkulací vzduchu a kontinuální filtrací, zároveň s řízeným podílem čerstvého vzduchu buď ručně, nebo automaticky (čidly vlhkosti, CO2, TVOC).
Sekundární okruh zajišťuje zcela oddělené odvětrání sociálních zařízení a kuchyní s rekuperací tepla s vysokou účinností. Podle nastavení regulátoru pak lze celý systém provozovat v pěti režimech od rovnotlakého větrání, přes směšovací vytápění a větrání, čistě teplovzdušné vytápění až po cirkulační letní chlazení v kombinaci s cirkulačním zemním výměníkem tepla ZVT.
Koncepční řešení cirkulačního vzduchotechnického systému s řízeným větráním
- Cirkulační a čerstvý vzduch do obytných místností se společně rozvádí z centrální rozdělovací komory jednotlivými plochými vzduchovody z pozinkovaného plechu rozměru 200 x 50 mm, uloženými v tepelněizolační vrstvě podlahy pod nášlapnou vrstvou. Vyústění rozvodů přes podlahové vyústky s regulací do místnosti se doporučuje vhodně pod okny pro eliminaci chladu a proti případnému zastavění nábytkem. Tímto centrálním systémem se vylučují akustické přeslechy mezi obytnými místnostmi. Při maximálním výkonu přivádí standardní podlahová vyústka 250 x 100 mm až 90 m3/h vzduchu, tj. při spádu 45/20°C topný výkon až 700 W.
- Cirkulační odpadní vzduch z jednotlivých místností se odvádí pod dveřmi bez prahů do předsíně či chodby, odkud se odsává stěnovou mřížkou pod stropem a odvádí zpět k jednotce.
- V jednotce se cirkulační a čerstvý vzduch filtruje na filtru G4 (F7) s účinností až 97 %, ohřívá na teplovodním registru, případně chladí na výparníku reverzního tepelného čerpadla a radiálním pomaloběžným ventilátorem se rozvádí přes rozdělovací komoru s tlumičem hluku zpět do obytných místností.
- V jednotce se do cirkulujícího vzduchu současně přimíchává v nastavitelném poměru čerstvý vzduch, který se přivádí z fasády nebo zemního registru přes předfiltr a předehřívá v rekuperačním protiproudém výměníku.
- Odpadní vzduch ze sociálních zařízení a vodní pára z kuchyní se trvale, případně s nárazovým zvýšením, odvádí odsávacími ventily s regulací a potrubními kruhovými rozvody průměru 100 až 125 mm přivádí k jednotce. Tyto rozvody se osazují do stropů nebo podstropních zákrytů. V rekuperačním výměníku se předává teplo čerstvému vzduchu a po ochlazení se odpadní vzduch odvádí menším větracím ventilátorem přes fasádní žaluzie do atmosféry.
- Odsávací digestoře nad sporáky se navrhují jako cirkulační s uhlíkovými filtry pro zachycení pachů, s nastavitelným výkonem 150 až 550 m3/h.
- Regulaci vzduchových výkonů, a tím i teplot v jednotlivých místnostech zajišťují ručně ovládané klapky v podlahových výústkách rozměru 250 x 100 mm.
- Zvýšení teploty v koupelnách se řeší instalací topných žebříků s teplovodním nebo elektrickým ohřevem, případně instalací podlahového vytápění (např. topné fólie).
- Při maximálním výkonu přivádí standardní podlahová vyústka 250 x 100 mm až 90 m3/h vzduchu, tj. při spádu 45/20°
Charakteristika teplovzdušného systému s řízeným větráním
- Společným systémem podlahových plochých potrubí se v domě rozvádí teplonosné (případně chladicí) médium (cirkulační vzduch) zároveň se vzduchem větracím (případně i s chlazením);
- zvýšení nárazového množství odsávaného vzduchu ze sociálních zařízení a kuchyní externími signály pro jejich využití (až na dvojnásobky průměrných množství) pro intenzivní odtah pachů, s možností ručního spínání nebo pohybovými čidly, s řízením doběhu podle čidel relativní vlhkosti nebo CO2;
- sloučení funkcí cirkulačního vytápění a nezávisle řízeného větrání s rekuperací tepla do jediného agregátu;
- úspora nákladů na rozvody a tělesa dalšího zdroje tepla;
- záruka hygienicky nutných trvalých výměn vzduchu v domě s možností řízeného nárazového zvýšení;
- úspora až 90 % nákladů na větrání;
- rychlý zátop s pružnou regulací teploty;
- dokonalá filtrace cirkulačního a větracího vzduchu a tím i celkové snížení prašnosti v domě;
- možnost instalace elektropolarizačního filtru;
- možnost chlazení, vlhčení a odorizace cirkulačního vzduchu;
- zajištění optimálních hodnot CO2 a relativní vlhkosti (bez negativního vysoušení vnitřního klimatu) buď v ustáleném provozním režimu nebo pomocí čidel CO2; r.h; TVOC
- účinné letní noční "předchlazení" interiéru;
- využití všech energetických zisků v domě z provozu domácnosti pro předehřev větracího vzduchu rekuperací;
- využití solárních zisků z osluněných oken, případně zisků od krbových kamen s okamžitým přenosem tepla do ostatních neosluněných místností;
- instalací cirkulačního zemního potrubního registru se přiváděný větrací vzduch v zimě účinně předehřívá a v létě ochlazuje;
- dokonalou cirkulací se využívá objemu vzduchu v celém domě (zvlášť u minimálně obsazených nebo trvale nevyužívaných domů a bytů s částečnou neodstranitelnou infiltrací vzduchu netěsností stavebních konstrukcí).
 |
 |
obr 7.3 Kanadský systém teplovzdušného vytápění doplněný větrací jednotkou (sociální zařízení odvětrána samostatně)
obr. 7.4 Kanadský systém teplovzdušného vytápění s větrací jednotkou pro odvětrání sociálních zařízení
PROJEKČNÍ ZÁSADY PRO NÁVRH VĚTRÁNÍ NED A EPD
Z projekční praxe návrhu a realizace několika tisíc realizací větracích a vytápěcích systémů firmyy Atrea v různých typech staveb v ČR i zahraničí lze shrnout následující zásady:
- Ekonomické a racionální dimenzování výkonů větrání s ohledem na konkrétní podmínky a velikost prostorů (např. návrhová n = 0,6 /h-1/ je optimální pro byt V0 = 200 m3 (Vv = 120 m3/h), ale pro velký rodinný dům V0 = 500 až 800 m3 s volnými dispozicemi pak vychází výkon větrání Vv = 300 až 480 m3/h, což je již naprostý nesmysl při běžném obsazení domu 4 osobami.)
- Jako optimální kvalitu mikroklimatu uvažovat hodnotu 1200 až 1500 ppm (tj. 10 - 15% nespokojených), tj. max 19 m3/h osobu čerstvého vzduchu při základním větrání. Tato hodnota se dnes jeví jako obecně plně dostačující pro subjektivní vnímání kvalitního prostředí a přináší výrazné snížení provozních nákladů zároveň s omezením rizik neúnosného vysoušení interiérů.
- Zásadně dodržet příčný obraz proudění místnosti, při vyloučení proudových zkratů a nevětraných prostor. Potom je dosaženo i vysoké účinnosti provětrání v prostoru, buď návrhem podlahových výústek pod okny nebo tryskovým přívodem větracího vzduchu nad vnitřními dveřmi s dostatečným dosahem proudu pod stropem místností až k oknům.
- Celková koncepce distribuce a pohybu vzduchu musí vždy respektovat zásadu tzv. "gradace koncentrací škodlivin" v bytě, od míst s maximálním požadavkem na kvalitu vzduchu tj. obytných prostor až k WC, koupelnám a kuchyni. Zároveň se tím vytváří přirozená bariera proti šíření odérů do obytných prostor.
- V řadě případů se osvědčila časově řešená distribuce vzduchu pro denní a noční zóny bytů, kdy automaticky řízená přepínací klapka preferuje přívod čerstvého vzduchu do skutečně obsazených prostor.
- Větrací jednotky instalovat vždy s maximálním odstupem od obytných místností, zvlášť pak od ložnic proti možnému přenosu hluku potrubím (i pod 25 dB(A)), nebo i přenosu chvění přes stavební konstrukce.
- Při dimenzování větrací jednotky se doporučuje uvažovat s určitou rezervou výkonu pro zajištění nárazového zvýšeného větrání sociálních prostor a letního chlazení (zvlášť při reálném trvalém zvýšení letních teplotních maxim z 32 °C až na 35 °C).
- Při instalaci plynových sporáků v kuchyních je pro odvod CO2 a produkované vlhkosti nutný větrací výkon až 350 m3/h (v maximu). Tyto výkony však běžně instalovaný větrací systém již nemůže zvládnout. Proto se doporučuje přechod na elektrické sporáky s úspornými technologiemi ohřevu.
- Výkony cirkulačních digestoří s filtry aktivního uhlí je nutno dimenzovat minimálně na 6násobnou intenzitu výměny vzduchu v přilehlém prostoru, tj. v běžných podmínkách 350 až 500 m3/h.
- Sací výústky koupelen je vhodné umístit přímo nad lokální zdroje par, tj. nad sprchový kout a vany (zvlášť pak vířivé), s ohledem na zvýšení účinnosti odsávání, a s vestavěnými filtry se snadným čištěním.
- Všechny potrubní rozvody přívodu větracího vzduchu musí být řešeny s ohledem na snadnou údržbu.
- Pro domy ve standardu EPD se doporučuje dodržet kriterium tzv. elektrické efektivnosti, tj. poměr elektrického příkonu celé jednotky k množství přiváděného vzduchu max. 0,45 W/m3/h, pro ostatní domy NED pak do 0,6 W/m3/h.
V DALŠÍM DÍLE UKÁŽEME ENERGETICKÉ ZDROJE TEPLA PRO NÍZKOENERGETICKÉ A PASIVNÍ DOMY, OTOPNÉ SOUSTAVY A AKTIVNÍ SOLÁRNÍ SYSTÉMY
Low energy (LEB) and passive buildings (PB) are becoming standard for new constructions in EU countries. They aren't experiments anymore, but absolutely ordinary mass production of sophisticated residential buildings. Only in Germany, Austria and Switzerland there are already thousands of buildings that meet the passive standard and their number doubles every year. The cost of passive buildings is only 5-7 % higher than those of conventional ones, and yet, their consumption of energy and heating is up to 90 % lower! Part 4 about circulation system air heating system with a controlled proportion of ventilation air and heat recovery, and some design principles for design and ventilation NED EPD.