Možnosti optimalizace bytového větrání

Regulované bytové větrání bytů je v energeticky úsporných domech nezbytné. Hlavní požadavkem je přitom optimální kvalita vnitřního vzduchu.

Odborníci se shodují v názoru, že v nízkoenergetických domech se bez nuceného větrání bytů neobejdeme. O tom, jestli má být volena soustava centrální nebo decentrální, však kolují protichůdné argumenty. Proto před rozhodnutím, jaké soustavě je tedy třeba dát v určitém objektu přednost, by měla nejprve proběhnout analýza: „Jakým způsobem je možné vytvořit optimální vnitřní klima?“

Při navrhování otopných soustav je samozřejmé, že základním požadavkem je nutnost pokrýt tepelné ztráty a potřebu teplé vody. Teprve potom se řeší, jakými technickými prostředky lze zadaného cíle dosáhnout s dobrou energetickou účinností a hospodárně a jaké požadavky ještě kromě toho klade stavebník na pohodu prostředí.

Obdobně by se mělo postupovat i při navrhování soustav bytového větrání. O pohodě a pocitu spokojenosti uživatele zde nerozhoduje pouze výměna vzduchu, ale také zdravé klima vnitřního prostoru. Kvalita vnitřního vzduchu (Indoor Air Quality, IAQ) přitom v podstatě závisí na:

• regulaci výměny vzduchu v závislosti na zatížení místnosti oxidem uhličitým (CO₂),
• udržování relativní vlhkosti vzduchu v rozmezí 40 % až 60 %,
• filtraci přiváděného venkovního vzduchu, aby nepřinášel žádné částečky pylu ani bakterie, jemný prach a jiné dráždivé látky,
• odsávání vnitřního opotřebovaného vzduchu, zvláště když obsahuje polétavé látky působící jako alergeny, jako např. výtrusy plísní,
• na rovnoměrném udržování teploty přiváděného vzduchu.

Výměna vzduchu, regulovaná podle zadaných parametrů

Základním údajem pro návrh bytového větrání je množství vzduchu, které je třeba v místnosti vyměnit za jednu hodinu. Je to údaj srovnatelný s tepelnými ztrátami při návrhu otopné soustavy. Jeho maximální hodnota přitom vychází z objemu místnosti a běžného režimu využívání místnosti, např. z množství CO₂, vydechovaného přítomným počtem osob.

Požadovaný objemový průtok vzduchu se u centrálních soustav bytového větrání nastavuje na ventilu výústky. U decentrálních řešení je třeba, v závislosti na objemu místnosti a potřebném průtočném množství větracího vzduchu, zabudovat do obvodové stěny odpovídající počet větracích jednotek.

Obecně platí: čím větší je průtočné množství dopravovaného vzduchu, tím je větší také požadovaný výkon ventilátoru. Při decentrálním větrání, tj. samostatně v jednotlivých místnostech, tak může vzniknout určité omezení pro ventilátory, zabudované ve venkovní obvodové konstrukci. Příliš vysoké otáčky ventilátorů pak současně působí uživatelům i příliš vysokou hlukovou zátěž.

Ventilátor centrální soustavy bytového větrání lze na rozdíl od decentrálního řešení dimenzovat pro celý objekt velmi jednoduše, aniž by vznikalo nebezpečí zvýšených hlukových emisí. Zařízení pro centrální soustavy je dostupné v různých velikostech, jejich montáž zohledňuje útlum hlučnosti a také jsou obvykle instalovány mimo přímý obytný prostor. Přiřazení objemových průtoků vzduchu jednotlivým místnostem je zde řešeno soustavou vzduchovodů, s použitím regulovatelných vzduchových ventilů.

Jestliže vlhkost vzduchu nebo koncentrace CO₂ stoupnou nad stanovenou mezní hodnotu a je proto nutné výměnu vzduchu zvětšit, u centrální soustavy uživatelé zvýšení výkonu ventilátoru přesto sotva zaslechnou. Při navrhování decentrálních soustav je však třeba doporučit, aby se braly v úvahu také údaje výrobců o emisích hluku, v závislosti na dopravovaném objemovém průtoku vzduchu. Hlučnost většího množství ventilátorů, umístěných přímo v jednotlivých místnostech, totiž u zvýšených průtoků mnohdy překračuje i přípustnou mezní hodnotu 30 dB(A).

Pro reverzibilní (tzv. Push/Pull) ventilátory je však jednou z největších výzev také dynamický tlak větru, který působí na kteroukoliv stranu budovy, a to zcela náhodně. Funkce reverzibilních ventilátorů je jím totiž bezprostředně ovlivňována. Nuceně a neřiditelně se mění dopravované průtočné množství vzduchu oběma směry. Za projektované hodnoty objemových průtoků vzduchu je zde pak možné již sotva ručit.

Při požadované výměně vzduchu zohledňuje regulace „Save Control“ koncentraci CO₂ a relativní vlhkost vzduchu.

Regulaci větrání v závislosti na okamžité potřebě, v závislosti na parametrech vyjadřujících kvalitu vzduchu, nelze u mnoha decentrálních větracích jednotek z hlediska technického vybavení zajistit. Pouze málo typů je přizpůsobeno k připojení externích snímačů kvality prostředí.

U decentrálních větracích jednotek je kromě toho třeba, aby byly pro účinnou regulaci bytového větrání vybaveny společným ovládáním všech ventilátorů, v závislosti na místní okamžité potřebě. Tuto možnost však nabízí jen málo výrobců. Naproti tomu u centrálních soustav je naopak celková regulace větrání běžným, soustavou podmíněným standardem.

Zpětné využívání vlhkosti

Kromě regulace průtočného množství vzduchu je dalším důležitým aspektem potřeba zpětného využívání vlhkosti. Nejrozšířenější je tzv. entalpický postup, používaný u mnoha centrálních větracích soustav s deskovými výměníky tepla. U alternativních decentrálních jednotek pro jednotlivé místnosti patří zpětné využívání vlhkosti rovněž ke standardnímu vybavení, vždy ale v závislosti na dané konstrukci.

V obou případech se ovšem přenos vlhkosti nedá regulovat. Následkem je, že v zimních dnech s vysokou vlhkostí venkovního vzduchu a/nebo s trvale vysokou vlhkostí v odváděném vzduchu vzniká nebezpečí, že vlhkost vzduchu v místnosti se příliš zvětší.

Regulace zpětného využívání vlhkosti vzduchu je naproti tomu možná u rotačních výměníků tepla (tzv. regeneračních), které mohou být instalovány v centrálních větracích soustavách. Stupeň zpětného využití vlhkosti je dán počtem otáček rotoru. Tímto způsobem lze zabránit jak nadměrnému zvýšení vlhkosti vzduchu v místnostech v létě, tak jeho vysušení v zimě.

Roste význam filtrace jemného prachu

Dalším aspektem jakosti vzduchu v místnostech je filtrace přiváděného venkovního vzduchu. Centrální a decentrální větrací soustavy ovšem i zde vykazují v některých detailech důležité rozdíly.

O zátěži vzduchu jemným prachem, způsobené silničním provozem v okolí, se v současné době hovoří všude. I v otevřené krajině však často panuje vysoká koncentrace jemného prachu, vznikající nezřídka v důsledku poměrně rozšířeného spalování dřeva v krbech. Při hodnocení kvality vnitřního vzduchu je proto filtrace jemného prachu důležitým kritériem.

Vysoce účinné filtry, hodnocené podle nové normy EN ISO 16890, jsou dostupné stejnou měrou pro stále rostoucí počet centrálních i decentrálních soustav. Jsou schopné zachycovat i ty nejmenší částice prachu o velikosti menší než 1 mm, jako jsou např. bakterie, viry a jiné zdraví škodlivé nanočástice.

Z praxe ovšem vyplývá poznatek, že omezené rozměry a výkony decentrálních ventilátorů bytových jednotek jsou limitujícími veličinami i pro filtrační techniku. Filtry s vysokou účinností při zachycování jemných částic se rychle zanášejí a případně se pak stávají překážkou dostatečné výměny vzduchu. Musí být často vyměňovány, jinak se dopravní výkon ventilátorů drasticky snižuje. Z tohoto důvodu se pro decentrální větrací jednotky přednostně nabízejí spíše filtry hrubší.

U centrálních soustav bytového větrání naopak existují větší rezervy ve výkonu ventilátorů i co do velikosti montážního prostoru, takže větší filtry jsou tu schopné zachytit i více poletavých částic. Je zde dokonce možné použít filtry ISOePM1, které zachytí více než 80 % frakce o velikosti částic od 0,3 mm do 1 mm. Patří sem viry, bakterie, nanočástice a jemný prach, vznikající při spalování fosilních paliv.

Tepelná pohoda prostředí

Kromě kritérií hodnocení IAQ je nutné při volbě soustavy bytového větrání brát v úvahu také hlediska, týkající se tepelné pohody prostředí. Podstatný vliv má zpětné využívání tepla, které je zde povinné již s ohledem na energetickou účinnost. Například požadavky Zákona o úsporách tepla (v SRN: EnEV – pozn. překl.) by již bez využívání přenosu tepla z odváděného vzduchu do vzduchu přiváděného nebylo možné splnit. Jak centrální tak i decentrální soustavy větrání zde vykazují srovnatelné stupně zpětného využití tepla. Pokud se týká tepelné pohody prostředí, tak centrální bytové větrání má ovšem jasné výhody, protože přiváděný vzduch je zde průběžně ohříván. Decentrální bytové jednotky naopak pracují v režimu „Push/Pull“. To znamená, že se vždy tak po 70 sekundách u ventilátoru střídá směr dopravovaného vzduchu, tj. vzduchu odváděného a přiváděného. V keramickém jádru se přitom akumuluje teplo ze vzduchu odváděného, následně potom zase předávané do vzduchu přiváděného. Mnozí vlastníci bytu si ale v zimě stěžují na pocit průvanu způsobeného chladným přiváděným vzduchem v případě, že se keramické jádro vybije ještě před přepojením na odvod vzduchu.

Investiční a provozní náklady

Dalším důležitým aspektem při volbě centrálních a decentrálních systémů je jejich hospodárnost. S ohledem na investiční náklady jsou prý řešení s decentrálními bytovými jednotkami cenově výhodnější, než centrální soustavy bytového větrání. I zde se ovšem vyplatí diferencovaný přístup.

Moderní filtrační technika výrazně snižuje u centrálních soustav bytového větrání výskyt jemného poletavého prachu a zvláště virů ve vzduchu v místnostech.

Jestliže je bytové větrání zaváděno až dodatečně, např. v rámci energetické sanace, tak jsou z hlediska nákladů obvykle výhodnější decentrální soustavy. Vzduchovody, požadované u centrální soustavy, lze totiž v současné zástavbě instalovat pouze ve vysokých místnostech. Musí se tam též ale vybudovat i mezistrop a tím se všechno opět prodraží.

V nové výstavbě jsou ovšem investiční náklady u obou druhů soustav na stejné úrovni. Předností centrální soustavy je, že u ní postačí instalace jediné jednotky, místo mnoha decentrálních. Náklady na více jednotek, umístěných v obvodových konstrukcích, a na el. přípojky každé z nich, jsou s vybudováním centrální sítě vzduchovodů přinejmenším srovnatelné.

Jak vyplývá z nabytých zkušeností, tak se domnělé rozdíly nákladů u novostaveb odvozují často ze skutečnosti, že se tam nenavrhuje dostatečný počet decentrálních jednotek. Protože větrací jednotky s režimem Push/Pull mají obousměrný provoz, musí se u nich navíc počítat i s tím, že lze k výměně vzduchu využít jen polovinu udávaného dopravního objemového průtoku ventilátoru. Pro jednu místnost je proto třeba navrhovat nejméně dvě větrací jednotky.

Výhody obou soustav již nelze tak jednoznačně posoudit, pokud se jedná o provozní náklady. Náklady na energii jsou srovnatelné, proměnlivé jsou ale náklady na výměnu filtračních vložek. Jak často k ní má docházet, závisí ovšem na místních podmínkách. U decentrálních soustav je nutné vyměňovat větší množství filtračních vložek, což je v celkovém součtu dražší, než u soustav centrálních. U centrálních soustav bytového větrání je navíc třeba připočítat i náklady na čištění sítě vzduchovodů. Jsou-li však filtrační vložky vyměňovány pravidelně, bývá znečištění uvnitř vzduchovodů malé. Podle potřeby pak po kontrolní prohlídce obvykle stačí, aby byly odsáty hrubé nečistoty z odsávacích potrubí v místnostech. K jejich usazování dochází obvykle tak do vzdálenosti 0,5 m za ventilem a mohou je odstranit i samotní uživatelé.

Závěr

Rotační výměník tepla v jednotce pro bytové větrání „Save VSR 150/B“ využívá v zimě teplo z odváděného vzduchu a v létě může být používán k přirozenému chlazení (využitím nižší teploty venkovního vzduchu – pozn. překl.

Definice požadavků na regulované bytové větrání se občas mění. V roce 2009, kdy byla vydána přepracovaná „vzduchotechnická“ norma DIN 1946-6, stačilo pouze zajištění minimální přípustné výměny vzduchu (z hygienického hlediska), na rozdíl od dnešní situace, kdy se požaduje i zajištění vysoké (komfortní) kvality vnitřního vzduchu. K tomu patří také regulace vlhkosti vzduchu a koncentrace CO₂ v místnosti, jako i filtrace a ohřívání přiváděného venkovního vzduchu pro zachování vysoké tepelné pohody prostředí. Takové bytové větrání, regulované v závislosti na vybraných parametrech je nejlépe možné technicky i hospodárně zajistit u centrálních větracích soustav.

Jestliže však současný stav neumožňuje instalaci vzduchovodů, je možné pokrýt hlavní funkce větrání v místnostech i pomocí decentrálních jednotek. V „zateplených“, tj. utěsněných budovách však neexistuje možnost, jak se nucenému větrání bytů vyhnout.

Převzato z SBZ 04.2019 – Lang, Klaus: „Der Weg zur optimalen Lüftung“