Provozní náklady a těsnost vzduchotechnických rozvodů
Vzduchotechnické rozvody jsou často opomíjenou, avšak kritickou součástí systémů větrání se zpětným ziskem tepla. Zatímco pozornost se obvykle soustředí na větrací jednotky, kvalita VZT rozvodů může významně ovlivnit celkovou funkčnost a ekonomickou efektivitu systému. Tato prezentace se zaměřuje na důležitost těsnosti VZT rozvodů a ekonomické dopady netěsností.
- Proč je důležitá těsnost vzduchotechnických rozvodů?
- VZT rozvody v praxi a jak náročné je dosáhnout nejvyšší těsnosti D/ATC2?
- Jaké jsou finanční dopady nízké těsnosti VZT rozvodů?
Proč je těsnost vzduchotechnického rozvodu tak důležitá?
Těsnost VZT potrubí nám zásadně ovlivňuje spotřebu a hlučnost větrací jednotky. V případě netěsného rozvodu musí větrací jednotka zvýšit otáčky ventilátoru, aby kompenzovala ztrátu vzduchu ve vzduchotechnickém rozvodu. To vede k několikanásobnému zvýšení spotřeby a hlučnosti větrání.
Jak si představit těsnost VZT rozvodu a jak se hodnotí?
ČSN EN 17192 pro nekovová potrubní pracuje s třídou těsnosti ATC (Air tightness class) a ČSN EN 12237 pracuje s třídou těsnosti D – A. Oba způsoby značení těsnosti lze z pohledu úniku srovnávat.
| EN 12237 | Těsnost dle ČSN EN 16798-3 | Maximální limit úniku vzduchu (fmax) m3*s−1*m−2 | Hodnocení |
|---|---|---|---|
| 2,5*A | ATC6 | 0,0675 * pt0,65 * 10−3 | 67,5× větší únik vzduchu oproti D/ATC2 Nehospodárný VZT rozvod |
| A | ATC5 | 0,027 * pt0,65 * 10−3 | 27× větší únik vzduchu oproti D/ATC2 |
| B | ATC4 | 0,009 * pt0,65 * 10−3 | 9× větší únik vzduchu oproti D/ATC2 Dobrý VZT rozvod |
| C | ATC3 | 0,003 * pt0,65 * 10−3 | 3× větší únik vzduchu oproti D/ATC2 Velmi dobrý VZT rozvod dosažitelný pouze s kvalitním systémem a montáží. |
| D | ATC2 | 0,001 * pt0,65 * 10−3 | Ideální VZT rozvod. V praxi obtížně dosažitelný, pouze s velmi kvalitním systémovým rozvodem a montáží |
| ATC1 | 0,00033 * pt0,65 * 10 3 | V praxi nedosažitelné, pouze s rozvodem blížící se svařovanému VZT |
Každým zhoršením třídy těsnosti se nám únik vzduchu ztrojnásobí. Pro představu: Máme-li menší VZT rozvod v rodinném domě pracující při 100 Pa s třídou těsnosti C/ATC3, pak pro zhoršení rozvodu o jednu třídu stačí vyvrtat do potrubí dva otvory o průměru 6 mm. To už odpovídá chybějícímu těsnění či několika špatně provedeným spojům.
Vizualizace netěsnosti pomocí detekční kapaliny v průběhu testu měření těsnosti.
Systémový přístup k VZT rozvodům:
Současný trh nabízí širokou škálu VZT komponentů, od propracovaných systémových řešení až po nekompatibilní součásti. Pro dosažení vysoké těsnosti je klíčové již od fáze návrhu využít ucelený systémový rozvod. Systémový rozvod lze definovat jako soubor vzájemně kompatibilních komponentů, specificky navržených a vyráběných, který tvoří jeden funkční celek. Důraz na kompatibilitu a přesnost výroby jednotlivých dílů je zásadní. Využití komponentů od různých výrobců zvyšuje riziko nedokonalých spojů a následných netěsností. Tolerance rozměrů a tvarů, běžně používaná ve strojírenství, by měla být aplikována i v oblasti VZT rozvodů.
Kvalita těsnění pomocí samosmršťovací a lepicí pásky je zcela závislá na schopnostech, trpělivosti montéra či teplotních a pracovních podmínkách na stavbě.
Realita na stavbách
Montážníci jsou jen lidé a na stavbě pracují v náročných podmínkách pod časovým tlakem. Zvyšuje se tak pravděpodobnost chyby. Provedení (systémovost) VZT rozvodu by tedy mělo svou konstrukcí předcházet těmto možným chybám a „lidové“ tvořivosti. Měření a studie napříč Evropským trhem ukazují, že velká část instalací nesplňuje ani minimální požadavek na třídu těsnosti A/ATC5, přičemž Česká republika není výjimkou.
Achillovou patou je množství spojů, jejich provedení a těsnění. Typickými příklady jsou:
Nesourodé řešení a chybějící víčka boxů vyřešil montér dostatečným množstvím lepicí pásky.
- Spoje potrubí a hrdel jsou vybaveny nevhodným či žádným těsněním.
- Boxy a tvarovky obsahují zvýšené množství spojů které nejsou dotěsněny.
- Při mechanickém namáhání spoje (ke kterému běžně na stavbě dochází) spoje netěsní.
- VZT rozvod neobsahuje důležité součásti (např. víčka hrdel boxů) a přichází na řadu montérova tvořivost.
Obecně platí, že čím více spojů VZT rozvod obsahuje, tím vyšší je riziko netěsností. Rozvody spoléhající na těsnění lepicí páskou jsou zcela závislé na lidském faktoru, vykazují nižší úroveň profesionality a zvýšené riziko problémů.
Podle hesla co nejde dohromady, to spojí lepicí páska
Jaká je produktivita a kvalita práce, když montér na štaflích v prachu stavby a pod časovým tlakem oblepuje spoje lepicí páskou?
Jaká je pravděpodobnost chyby? Kolik takovýchto rozvodů a s jakým výsledkem bylo testováno?
Jaká je znalost montéra, technologický postup a trvanlivost spoje?
Nejde o to, že by se páska nemohla v omezených případech používat, ale nemůže být na ní závislý každý spoj!
Podmínky dosažení vyšší třídy těsnosti
Pro dosažení vysoké těsnosti a tedy i nízkých provozních nákladů VZT rozvodu jsou podstatné dvě věci. Především je to vhodný a kvalitní materiál pro realizaci VZT rozvodu. Následně je to odborná a pečlivá montáž. Sebeodbornější a sebepečlivější pracovník není schopen v realitě náročné stavby a pod časovým tlakem vytvořit „z náhodně složených dílů“ kvalitní těsný rozvod. Základní podmínkou je tedy vhodný vzduchotechnický systém, kde je už z výroby vyřešen problém těsnění a spojování.
Výsledná těsnost VZT rozvodu v praxi
Chceme-li dosáhnout na stavbě vyšší třídy těsnosti, měli bychom pro realizaci použít o třídu lepší a testovaný systém. To znamená pro dosažení těsností C/ATC3 až B/ATC4 bychom měli používat systém testovaný pro D/ATC2. Praxe ukazuje, že při použití nesourodých a nesystémových řešení jsou výsledkem instalace s velmi nízkou těsností přesahující násobky A/ATC5. Projektant či investor by měl od dodavatele požadovat informaci a doložení jaké těsnosti lze s daným systémem dosáhnout, ideálně v podobě nezávislého certifikátu. Je-li investor s výslednou realizací na pochybách, může si nechat VZT rozvod přeměřit například přístrojem Airflow P.A.N.D.A. či Wöhler DP700.
Problém použitých těsnění
Těsnění musí být vyrobeno pro kontrétní tvarovku a trubku. Není žádoucí kombinovat to, co je v dané chvíli po ruce, či kdo dodá levněji.
Rozdíl v kvalitě a funkčnosti těsnění mnohdy patrný již na první pohled.
Ekonomické dopady netěsnosti
Převedeme-li třídy těsnosti do konkrétních čísel v podobě zmařené energie a zvýšených nákladů, dostáváme se někdy až k zarážejícím číslům. V tabulce je příklad rodinného domu. Z tabulky je patrné, o kolik více platíme oproti ideálnímu stavu a jak velké jsou rozdíl mezi dobrými rozvody (zeleně) a nekvalitními rozvody (červeně). V případě že použijeme větrací jednotku vybavenou horšími ventilátory či pracujeme s vyšším tlakem, náklady se nám dále násobí.
Tento příklad vychází z běžného rodinného domu. Představíme-li si, že takovýchto domů kolem nás vznikají tisíce, pak cena v podobě zvýšené spotřeby energie šplhá do desítek miliónů. Tuto cenu pak platí uživatelé v podobě zvýšených provozních nákladů na vzduchotechniku.
Tabulka navýšení provozních nákladů
| Třída těsnosti | Zvýšená spotřeba ventilátoru | Zvýšené náklady | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Nárůst spotřeby ventilátoru (kWh) | Nárůst spotřeby ventilátoru | 1 rok | 10 let | 30 let | |
| 3*A / - | 710 | 135 % | 5.687,-Kč | 56.874,-Kč | 170.621,-Kč |
| 2,5*A / ATC 6 | 563 | 107 % | 4.504,-Kč | 45.041,-Kč | 135.122,-Kč |
| 1,5*A / - | 304 | 57,9 % | 2.434,-Kč | 24.335,-Kč | 73.006,-Kč |
| A / ATC 5 | 192 | 36,6 % | 1.537,-Kč | 15.373,-Kč | 46.118,-Kč |
| B / ATC 4 | 59,5 | 11,3 % | 476,-Kč | 4.762,-Kč | 14.285,-Kč |
| C / ATC 3 | 19,4 | 3,7 % | 155,-Kč | 1.548,-Kč | 4.645,-Kč |
| D / ATC 2 | 6,4 | 1,2 % | 51,-Kč | 512,-Kč | 1.535,-Kč |
| - / ATC 1 | 2,1 | 0,4 % | 17,-Kč | 170,-Kč | 510,-Kč |
Hodnoty pro rodinný dům s VZT rozvodem 40 m2, větrací jednotka průtok 225 m3/h a 100 Pa, ventilátory SEL 0,32 Wh/m3, cena el. energie 8 Kč/kWh
Zdroj výpočtu: modul Ubbink
Cena vzduchotechnického rozvodu
Zohledníme-li výše uvedené informace, pak cena VZT rozvodu se neskládá pouze z ceny materiálu, ale musíme započíst veškeré náklady:
- Cena (čas) za návrh a výpočet VZT rozvodu. Zde bychom si měli klást otázku, jsou-li k veškerým součástem potřebné technické údaje? Existují zde výpočtové nástroje pro stanovení průtoků a odporů?
- Cena samotného materiálu je pouze jednou z částí výsledné ceny.
- Cena (čas) za montáž VZT rozvodu, kdy systémové rozvody mají prokazatelně více než poloviční časovou náročnost pro montáž a dosažení funkčního celku.
- Provozní náklady VZT rozvodu v podobě zvýšeného odporu v důsledku netěsnosti či špatného návrhu a nastavení.
- Na závěr bychom ještě měli zohlednit možnost čištění VZT rozvodu, který také ovlivňuje funkčnost, životnost a hygienu.
Výše uvedené body hodnocení nám zásadně mění ekonomickou úvahu o ceně vzduchotechnického rozvodu. Potrubí, které se na začátku podle ceníku nebo nabídky jevilo jako nejlevnější pak v důsledku může být nejdražší.
Závěr:
Vzduchotechnický rozvod a větrací jednotka tvoří neoddělitelný celek, jehož účinnost je přímo závislá na kvalitě VZT rozvodu. Při hodnocení celkových nákladů je nutné zohlednit nejen pořizovací cenu a náklady na montáž, ale i dlouhodobé provozní náklady ovlivněné těsností systému.
O kvalitě VZT rozvodu si můžeme udělat obrázek již sami.
- Jaké množství spojů VZT rozvod obsahuje, jak jsou provedeny a zatěsněny?
- Jak vypadají samotná těsnění či přetmelení spojů?
- Drží dostatečně tvarovky a potrubí ve spojích? VZT rozvody jsou na stavbě mechanicky namáhány a ohýbány. Dobrý vzduchotechnický rozvod by měl být maximálně odolný a přizpůsobený takovýmto podmínkám.
Vzhledem k rostoucímu počtu instalací VZT systémů představují potenciální úspory energie v důsledku zlepšení těsnosti rozvodů významný faktor v celkovém energetickém hospodářství. Investice do kvalitních systémových rozvodů se tak z dlouhodobého hlediska jednoznačně vyplatí, a to jak z ekonomického, tak environmentálního pohledu.
Dokládání a měření těsnosti VZT rozvodu není bohužel povinné. Bohužel řada investorů a stavebních dozorů neví co má od VZT rozvodu očekávat a jak má vypadat. „Slepence“ pomocí lepicí pásky jsou tak vydávány za profesionální řešení.
Projektanti a investoři by měli od dodavatelů vzduchotechnických rozvodů požadovat informace o těsnosti, jaké lze v běžných podmínkách na stavbě dosáhnout. Neměli by pouze spoléhat na vyjádření typu „my to máme odladěné, takto děláme řadu let, toto je dostačující“ apod. Měli by požadovat konkrétní informace a důkazy.
Zdroje:
- Vliv netěsnosti potrubí na spotřebu energie ventilátorů v centrálním řízeném větrání se zpětným ziskem tepla v rodinných domech; Report PLEIAQ n°2019-01; Valerie Leprince
- Finanční dopad netěsného potrubí v budovách - výpočetní nástroj pro zvýšení informovanosti – konference AIVC Kodaň 2023; Marcus Lightfoot – Ubbink, Valérie Leprince – CEREMA, Nolwenn Hurel – PLEIAQ
- Výpočtový program těsnosti potrubí Air Excellent Ubbink
- Praktická měření prováděná firmami ŠTORC TZB, Airflow a Ubbink
- Použité fotky pochází z našich návštěv staveb a měření, kam dodáváme větrací jednotky Brink.
Firma Štorc TZB - autorizované zastoupení a importér Raychem a Brink a Ubbink pro ČR. Nabízíme komplexní systém větrání se zpětným získáváním tepla Brink a Ubbink, podlahové vytápění Raychem, regulace, ochrana potrubí, okapů a ploch před ledem a sněhem, ...