Požadovaná výmena vzduchu v budovách - ako sa vyznať v platnej legislatíve?
Tvorba vnitřního prostředí centrální úpravou vzduchu vyžaduje objemné rozvody a je energeticky náročná, proto se v drtivé většině navrhuje na hygienické minimum, tj. množství čerstvého vzduchu podle osob. Normy a vyhlášky pro návrh obsahují mnoho okrajových podmínek ke stejnému problému, které se ale mnohdy značně rozcházejí.
K rozhodnutiu napísať tento článok ma priviedlo pomerne veľa nejasností a otázok, na ktoré si vo svojej profesii neviem odpovedať, alebo na ktoré nachádzam rôzne odpovede bez toho, že by som vedel, ktorá z nich je správna. Verím, že sa mi týmto článkom podarí rozprúdiť diskusiu o projektovaní množstva čerstvého vzduchu pre kvalitné vetranie priestorov a o jeho posudzovaní pri certifikácii. Rovnako verím, že v tejto súvislosti nám niekto kompetentný povie, kde my projektanti robíme chyby, alebo podľa čoho sa máme pri výpočte orientovať.
Vzhľadom na to, že tvorba vnútorného prostredia centrálne upraveným vzduchom si vyžaduje veľké vzduchotechnické rozvody a pomerne vysoké energetické nároky, v drvivej väčšine prípadov je zvykom projektovať hygienické minimum, čo znamená zabezpečiť dostatok čerstvého vzduchu pre ľudí. Pri štúdiu noriem a vyhlášok však nachádzame stále nové a nové vstupné okrajové podmienky k tej istej téme. To by nebolo také zlé, keby sa zhodovali, ony sa však niekedy značne rozchádzajú.
Objemový prietok čerstvého vzduchu
Na zjednodušenie celej veci sa budem snažiť zamerať na to, s čím sa vo svojej projekčnej a certifikačnej praxi stretávam najčastejšie - čiže na obchody a bunkové kancelárie. Na zjednotenie jednotlivých pohľadov využijem tieto vstupné okrajové podmienky:
- kategória priestorov II. - podľa STN EN 15251 znamená očakávané percento nespokojných osôb 20 %, čo si asi nie každý investor uvedomuje; alebo tiež IDA 2, čo je stredná kvalita vnútorného vzduchu (klasifikácia vnútorného vzduchu podľa STN EN 13779),
- úroveň emisií z budovy - vychádza sa z úrovne pre "málo znečistenú budovu" podľa STN EN 15251,
- predpokladaná svetlá výška miestností - h = 3 m,
- plocha priestorov - uvažuje sa jednotková plocha, čiže A = 1 m2.
Norma STN EN 15251
V tejto norme sa k človeku pristupuje z dvoch uhlov pohľadu - a to ako k zdroju bioemisií (bioeffluents) či zdroju CO2.
Pri pohľade na úroveň CO2 sa norma odvoláva na normu STN EN 13779, takže o tom neskôr. Pri pohľade na úroveň bioemisií sa k človeku pristupuje ako k zdroju rovnakých škodlivín, ako sa emitujú z budovy (prchavé organické látky, formaldehyd, amoniak, karcinogénne látky a podobne). Dospel som k tomu na základe toho, že dávka vzduchu na človeka sa jednoducho spočíta s dávkou vzduchu na emisie od budovy. Dávka vzduchu na osobu je uvedená v tab. B.1 a má byť qp,1 = 7 l/(s . os) a dávka vzduchu na emisie z budovy je uvedená v tab. B.3 a má byť qB,1 = 0,7 l/(s . m2). Predpokladaná obsadenosť v kanceláriách je Ap, kanc,1 = 10 m2/os a v obchodoch Ap, obch, 1 = 7 m2/os.
Vzorec na výpočet výmeny vzduchu na jednotkovej ploche možno upraviť ako
kde koeficient 3,6 vznikol prepočtom z litrov na m3 a zo sekúnd na hodiny podľa vzorca
V kanceláriách je potom prepočet na výmenu vzduchu v miestnosti takýto
V obchodoch je tento prepočet takýto
Súčasťou normy je však aj tabuľka B.2 (v slovenskom preklade z júna 2008 nesprávne označená ako B.1), ktorá by mala prehľadným spôsobom zhrnúť jednotlivé dávky vzduchu pre rozličné typy priestorov. Do tejto tabuľky sú však - pre mňa z neznámych dôvodov - zapracované rôzne prirážky.
Tak napríklad dávka vzduchu na osobu qp sa v obchodoch zvyšuje o 50 % (namiesto 
= 1,0 l/(s .m2) sa tam uvádza 1,5 l/(s . m2), čo predstavuje 10,5 l/(s . os) a dávka vzduchu na emisie z budovy qB sa zvyšuje dokonca o 100 % (namiesto qB, 1 = 0,7 l/(s . m2) sa tam uvádza qB, 2 = 1,4 l/(s . m2)).
Podľa tejto tabuľky vyzerá teda ten istý prepočet v obchodoch takto
To znamená, že rozdiel v rámci jednej normy je (3,48/2,04 - 1) . 100 = 70,59 %.
Norma STN EN 13779
V tejto norme sa pristupuje k človeku ako ku zdroju CO2. Štandardná dávka vzduchu na osobu je uvedená v tab. A.11 a má byť qp, 2 = 12,5 l/(s . os). Predpokladaná obsadenosť (tab. 12 - v slovenskom preklade z novembra 2007 nesprávne označená ako 22) v kanceláriách je Ap, kanc,2 = 10 m2/os (čiže rovnako ako v STN EN 15251), ale v obchodoch je to už Ap, obch, 2 = 4 m2/os.
V kanceláriách je potom takýto prepočet na výmenu vzduchu v miestnosti
V obchodoch je tento prepočet takýto
Vyhláška MZ SR č. 259/2008 Z. z.
V vyhláške sú pre tento problém zaujímavé odseky:
- § 3 ods. 2, podľa ktorého sa "vetranie určuje podľa počtu osôb, vykonávanej činnosti, tepelnej záťaže a miery znečistenia ovzdušia tak, aby boli splnené požiadavky na množstvo vzduchu na dýchanie a čistotu vnútorného ovzdušia a aby nedošlo k obťažovaniu ľudí pachovými látkami",
- § 3 ods. 9, podľa ktorého sa "potrebné množstvo vzduchu na výmenu určuje v závislosti od faktorov uvedených v odseku 2; v miestnostiach bez zdrojov škodlivín a so zákazom fajčenia, v ktorých je dlhodobý pobyt viacerých osôb s aktivitou v triedach činnosti 0 až 1a, sa potrebná výmena vzduchu určuje z grafu na obr. 2 v prílohe č. 2".
Dovolím si tvrdiť, že bežnému človeku by pri predstave klasickej kancelárie a klasického obchodu nenapadlo, že by sa mal privádzať čerstvý vzduch aj pre iný subjekt, než je človek - čiže laicky povedané, že by sa mal privádzať čerstvý vzduch pre počítač, stôl, koberec či laminátovú podlahu. O tomto sa totiž v danej vyhláške nehovorí. Takže pokiaľ zohľadňujeme len túto vyhlášku, množstvo čerstvého vzduchu sa stanoví podľa obr. 2 v prílohe č. 2.
Činnosť v obchodoch (nakupovanie a práca predavačov) je zatriedená do triedy 1b, takže daný graf je pre obchodné domy nepoužiteľný a pre obchodné priestory by sa táto vyhláška nemala používať. Administratívne práce sú však zatriedené do triedy 1a.
Predpokladaná plošná obsadenosť nie je v tejto vyhláške stanovená, pre naše potreby sa však ani nevyžaduje. Od obstavaného priestoru s hodnotou 13,5 m3/os a viac je požiadavka na množstvo vymieňaného vzduchu konštantná a qp, 3 = 4 l/(s . os). To znamená, že od plošnej obsadenosti 13,5 m3/os/3 m = 4,5 m2/os sa dávka vzduchu na osobu nemení. Predpokladajme plošnú obsadenosť zhodnú s normami STN EN 15251 a STN EN 13779, čo je v kanceláriách Ap, kanc, 3 = Ap, kanc, 2 = Ap, kanc, 1 = 10 m2/os. V týchto priestoroch je potom prepočet na výmenu vzduchu v miestnosti
Vyhláška MVRR SR č. 311/2009 Z. z.
V tejto vyhláške sa stanovujú podrobnosti na výpočet energetickej hospodárnosti budov.
Jedným zo zatiaľ najčastejšie spracovávaných hodnotení je normalizované hodnotenie. Podľa definície platí, že "normalizovaným hodnotením je určovanie potreby energie v budove vyrátaním s použitím normalizovaných vstupných údajov o vonkajšom a vnútornom prostredí budovy a o skutočnom vyhotovení stavebných konštrukcií a technického a energetického vybavenia budovy podľa § 2 ods. 5 až 7 zákona" (zákon č. 555/2005 Z. z.).
To znamená, že zoberieme skutočnú budovu so skutočnými stenami a oknami, so skutočným technickým vybavením, posadíme ju do fiktívnej krajiny, obsadíme ju normalizovaným počtom osôb, ktorým zabezpečíme normalizovanú teplotu a vlhkosť vzduchu a normalizované množstvo vzduchu. Potom treba vypočítať, koľko a akej energie sa na to spotrebuje za rok. Nakoniec sa prepočíta, koľko CO2 sa na to uvoľní do atmosféry.
Teraz však k tomu, čo je to vlastne normalizované množstvo vzduchu. Podľa prílohy č. 3 vyhlášky a poznámky s) "vstupné údaje na výpočet prietoku vzduchu a tepelných strát vetraním a infiltráciou určuje technická norma (STN EN 15241 pre nebytové a STN EN 13465 pre bytové budovy) alebo sa údaje o teplote vnútorného vzduchu uvažujú podľa prílohy č. 1 tabuliek č. 2 a 3."
Takže si môžeme vybrať vstupné údaje z vyhlášky alebo z normy. Nás teraz zaujímajú nebytové budovy. Norma STN EN 15241 je však iba taká "úvodná" norma. V podstate sa snaží zadefinovať, čo sa má podľa ktorej normy vypočítať. Potrebné objemové prietoky privádzaného vzduchu sa majú vypočítať podľa STN EN 15251 alebo podľa STN EN 13779. Podľa oboch noriem sú už vykonané výpočty vyššie. Preto sa vráťme k vyhláške. Ak by sme ju mali brať doslova, vstupné údaje na prietok vzduchu by sme z nej nemali brať, pretože text daného odseku znie takto: "...alebo sa údaje o teplote vnútorného vzduchu uvažujú podľa prílohy č. 1 tabuliek č. 2 a 3.". To znamená, že z daných tabuliek sa môže prebrať len teplota. Dovolím si však slová "o teplote vnútorného vzduchu" považovať za preklep a pokúsim sa potrebné údaje z danej tabuľky prebrať.
Podľa prílohy č. 1 tab. 3. (prebratá z STN EN ISO 13790 tab. G.12) je teda predpokladaná plošná obsadenosť v kanceláriách Ap, kanc, 4 = 20 m2/os a v obchodoch Ap, obch, 3 = 10 m2/os a množstvo čerstvého vzduchu na osobu v kanceláriách je qp, kanc, 2 = 14 m3/(h . os) = 3,89 l/(s . os) a v obchodoch qp, obch, 2 = 7 m3/(h . os) = 1,94 l/(s . os). Plošná obsadenosť sa vcelku zhoduje s normou STN EN 15251, pretože vo vyhláške sa uvažuje plocha vypočítana pre celú budovu (administratívu alebo obchody) a z vonkajších rozmerov. Pri vcelku reálnom predpoklade, že v administratívnej budove tvorí plocha kancelárií 50 % a v obchodoch tvorí plocha obchodov a pasáží 70 %, sa počet osôb podľa oboch predpisov zhoduje.
V administratívnej budove je potom prepočet na celkovú výmenu vzduchu
Ak predpokladáme, že v kancelárskej budove sa vzduch privádza iba do kancelárií a z ostatných priestorov sa odvádza, pričom plocha kancelárií tvorí 50 % z celkovej plochy, je výmena v samotných kanceláriách administratívnej budovy takáto
V obchodoch a pasážach budovy obchodu je tento prepočet takýto
Pri predpoklade, že v obchodnej budove sa vzduch privádza iba do obchodov a pasáží a z ostatných priestorov sa odvádza, pričom plocha obchodov a pasáží tvorí 70 % z celkovej plochy, je výmena v samotných obchodoch a pasážach obchodnej budovy takáto
Ak by sme teda mali pri energetickej certifikácii pre vetranie uvažovať vstupné údaje podľa vyhlášky, v tomto momente by sme skončili, pretože minimálnu výmenu 0,5 h-1 pre celú budovu má už vo svojich výpočtoch zahrnutú profesia vykurovania a pre profesiu vetrania už "nič nezostalo".
Zhodnotenie a záver
Pre lepšiu prehľadnosť sú vstupné predpoklady a výsledky výpočtov množstva čerstvého vzduchu spracované do tabuliek (tab. 1 a 2) a grafov na obr. 1 a 2.
Z uvedených výpočtov vyplývajú tieto závery:
- množstvo čerstvého vzduchu v kanceláriách sa pohybuje v danej vzorovej miestnosti od výmeny 0,47 h-1 do 1,68 h-1, čo predstavuje nárast o 260 %,
- množstvo čerstvého vzduchu v obchodoch sa pohybuje v danej vzorovej miestnosti od výmeny 0,33 h-1 do 3,75 h-1, čo predstavuje nárast o 1 036 %.
Bolo by teda rozhodne namieste očakávať od niekoho kompetentného, že nám projektantom povie, kde robíme chyby, alebo podľa čoho sa máme pri výpočte orientovať. Ja osobne sa vo svojej certifikačnej praxi opieram najviac o hodnoty z tab. B.2 v STN EN 15251, pretože pri tomto predpise mám pocit najkomplexnejšieho spracovania.
| Kancelárie | jednotky | STN EN 15251 | STN EN 13779 | Vyhláška č. 259/2008 Z. z. | Vyhláška č. 311/2009 Z. z. |
|---|---|---|---|---|---|
| Dávka vzduchu na osobu | l/(s . os) | 7 | 12,5 | 4 | 3,89 |
| Predpokladaná plošná obsadenosť | m2/os | 10 | 10 | 10 | 20 |
| Dávka vzduchu na emisie z budovy | l/(s . m2) | 0,7 | 0 | 0 | 0 |
| Svetlá výška miestnosti | m | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Plocha "nosných" miestností | % | 100 | 100 | 100 | 50 |
| Výmena vzduchu v "nosných" miestnostiach | h-1 | 1,68 | 1,50 | 0,48 | 0,47 |
Tab. 1 Výpočty pre kancelárie
Obr. 1 Grafické zobrazenie výpočtov pre kancelárie
| Obchody | jednotky | STN EN 15251 | STN EN 15251 tab. | STN EN 13779 | Vyhláška č. 311/2009 Z. z. |
|---|---|---|---|---|---|
| Dávka vzduchu na osobu | l/(s . os) | 7 | 10,5 | 12,5 | 1,94 |
| Predpokladaná plošná obsadenosť | m2/os | 7 | 7 | 4 | 10 |
| Dávka vzduchu na emisie z budovy | l/(s . m2) | 0,7 | 1,4 | 0 | 0 |
| Svetlá výška miestnosti | m | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Plocha "nosných" miestností | % | 100 | 100 | 100 | 70 |
| Výmena vzduchu v "nosných" miestnostiach | h-1 | 2,04 | 3,48 | 3,75 | 0,33 |
Tab. 2 Výpočty pre obchody
Obr. 2 Grafické zobrazenie výpočtov pre obchody
Literatúra
1. STN EN 15251 Vstupné údaje o vnútornom prostredí budov na navrhovanie a hodnotenie energetickej hospodárnosti budov - kvalita vzduchu, tepelný stav prostredia, osvetlenie a akustika, jún 2008.
2. STN EN 13779 Vetranie nebytových budov. Všeobecné požiadavky na vetracie a klimatizačné zariadenia, november 2007.
3. STN EN ISO 13790 Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie, máj 2009.
4. Vyhláška MZ SR č. 259/2008 o podrobnostiach o požiadavkách na vnútorné prostredie budov a o minimálnych požiadavkách na byty nižšieho štandardu a na ubytovacie zariadenia.
5. Vyhláška MVRR SR č. 311/2009, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o výpočte energetickej hospodárnosti budov a obsah energetického certifikátu.
Central air treatment requires a large distribution and is energy intensive, and therefore the vast majority of proposed sanitary minimum. Standards and regulations for the design include a number of boundary conditions on the same issue, although often differ considerably.