Človek trávi väčšinu času v interiéri budov, a preto má kvalita vnútorného prostredia zásadný vplyv na jeho zdravie. Na zaistenie zdravotne bezproblémového prostredia je nevyhnutné dostatočné vetranie priestorov, v ktorých sa ľudia zdržiavajú. V súčasnosti však nie je možné zabezpečiť dostatočné vetranie prirodzenou cestou. Riešením je vzduchotechnika s prívodom a odvodom vzduchu.
Princípy vzduchotechniky s prívodom a odvodom vzduchu
Vzduchotechnika s prívodom a odvodom vzduchu funguje na jednoduchom princípe. Čerstvý vzduch sa privádza do miestností, kde je po ňom väčší dopyt, ako napríklad do obývacích izieb a spální. Na druhej strane, znečistený a vydýchaný vzduch sa odvádza z miestností, z ktorých nechceme, aby sa pachy šírili do celého domu, ako sú kúpeľne, toalety a kuchyne. Týmto spôsobom sa zabezpečí prevetranie celého objektu a dosiahne sa maximálny komfort.
Pri návrhu počtu výustiek do jednotlivých miestností sa zvyčajne uvažuje s objemom 20 až 30 m³/h na osobu v miestnosti. Napríklad, pre detskú izbu pre jedno dieťa sa uvažuje s prívodom čerstvého vzduchu okolo 20 m³/h, zatiaľ čo pre spálňu rodičov je potrebné priviesť aspoň 40 m³/h vzduchu.
Riadené vetranie a jeho význam
Za riadené vetranie nemožno považovať otváranie okien, pretože to nie je vždy možné z dôvodu vonkajších klimatických podmienok. Okná sa otvárajú prevažne vtedy, keď je cítiť zápach, teda iba v prípade silného subjektívneho pocitu vydýchaného vzduchu. Subjektívny pocit človeka však nestačí. Vetranie je nevyhnutné nielen kvôli čerstvému vzduchu, ale hlavne kvôli zdravotným dôsledkom spôsobených škodlivými látkami, ako sú CO₂, voľné organické zlúčeniny a podobne. Tieto škodliviny necítime a ich prítomnosť zistíme v interiéri až potom, ako vzniknú zdravotné ťažkosti: malátnosť, ospalosť, únava, pálenie očí, nekvalitný spánok, nesústredenosť a podobne. Účinne znížiť tieto koncentrácie škodlivých látok pod ich dovolené expozičné limity možno iba dostatočným vetraním. Ak chceme potom znížiť energetickú náročnosť vetrania, musíme použiť riadené vetranie so spätným získavaním tepla z odpadového vzduchu.
Systémy núteného vetrania
V súčasnosti existuje celý rad systémov núteného vetrania. Ich voľba je ovplyvnená miestna platnou legislatívou, normovými požiadavkami a miestnymi klimatickými podmienkami. Systémy núteného vetrania sa navrhujú pre minimálne nutné zabezpečenie prívodu kyslíka (minimálnu intenzitu výmeny vzduchu v priestore - tzv. trvalé vetranie) a pre intenzívnejší odvod pri nebezpečných koncentráciách škodlivín (nárazové, časovo obmedzené vetranie). Normové hodnoty sú zamerané na minimálne požiadavky vetrania pre odvod škodlivín (oderu, vlhkosti) a zabezpečenie kyslíka prívodom vonkajšieho vzduchu (minimálne 25 m³/hod. na osobu).
Prečítajte si tiež: Použitie a typy redukcií 150/100
Najjednoduchšie nútené vetracie systémy kombinujú podtlakové vetranie a prívod vzduchu vetracími štrbinami. Na odvod vzduchu slúži odťahový ventilátor. Princíp je naozaj jednoduchý. Z miestností so zdrojmi vlhkosti (kúpeľňa, kuchyňa, hygienické zázemie) je odvádzaný vzduch pomocou jednotlivých potrubí k ventilátoru a vyháňaný do vonkajšieho ovzdušia. Na počiatku systému je odsávací ventil s možnosťou regulácie množstva odsávaného vzduchu. Vlastné odťahové ventilátory pre rodinné domy majú dnes veľmi nízku spotrebu energie (cca 6 - 25W) a výkon od 20 - 160 m³/h. Ventilátory sa montujú buď v technických miestnostiach, v podkroví či v malých nástenných skrinkách priamo v miestnostiach domu.
Rekuperácia a jej princíp
Rekuperácia (spätné získavanie tepla) je doplnená medzi oba ventilátory a tým zefektívňuje celý koncept i po stránke finančnej. Rekuperácia v dome sa riadi veľmi jednoduchými princípmi.
Rekuperácia je spätné získavanie tepla, čo znamená, že teplom, ktoré by sme inak vypustili oknom nenávratne preč, dokážeme ohriať čerstvý privádzaný vzduch. Dokonca až s 90 % účinnosťou. To znamená, že ak máme vo vnútri 22 °C a vonkajšia teplota je -10 °C, dokážeme ohriať prívodný vzduch až na 19 °C. A to bez nutnosti elektrického ohrevu vzduchu s nákladmi len na chod ventilátorov. Tieto náklady sú v porovnaní s ušetrenou energiou zanedbateľné.
Rekuperačná jednotka začne vetrať automaticky alebo podľa týždenného nastavenia a začne privádzať vzduch dovnútra a odsávať von. Dôvody vetrania môžu byť rôzne - odvod odérov z kuchyne pri varení, odsávanie z kúpeľne pre odvod vlhkosti alebo prívod čerstvého vzduchu do ložníc počas noci.
Čerstvý venkovní vzduch přejde přes rekuperátor a proti němu vede proud s odvodním znehodnoceným vzduchem z bytu. Každý vzduch má svoji samostatnou trasu, proto se tyto vzduchy nikdy fyzicky nepotkají (nemísí se), pouze si předají teplo. Předání probíhá přes stěnu rekuperátoru, tvořenou tenkými vrstvami plastových desek.
Prečítajte si tiež: Charakteristika vírivých výustiek
Každá větrací jednotka má v základu filtraci, díky které zbavujeme vzduch prachových a jiných jemných částic, které venkovní vzduch obsahuje. Vzduchovody jsou vedeny nejčastěji v podhledech. Od jednotky vede hlavní rozvod středem domu a do místností se napojují buď přívody, nebo odsávání. Přívodní čerstvý vzduch se napojuje do pobytových místností (obývací pokoje, ložnice, pracovny) a odsávání probíhá z odpadních místností (koupelny, WC, kuchyně).
Dbá se na to, aby vzduchotechnika nezpůsobovala hluk a nešířila ho po domě. Díky vhodnému připojení a útlumovým prvkům v potrubí nevznikají ani přeslechy, ani vysoká hlučnost od ventilátorů. Dodatečné instalace se běžně provádějí bez výraznějších omezení, pouze možnosti trasovaní rozvodů jsou omezenější s ohledem na již hotovou stavbu.
Lokálna rekuperácia
Lokálna rekuperácia, niekedy nazývaná aj decentralizovaná rekuperácia, je systém vetrania, ktorý zabezpečuje výmenu vzduchu v jednotlivých miestnostiach alebo menších zónach budovy prostredníctvom samostatných rekuperačných jednotiek. Na rozdiel od centrálnych rekuperačných systémov, ktoré vyžadujú rozsiahlu sieť vzduchovodov pre distribúciu čerstvého a odvod znehodnoteného vzduchu, lokálne jednotky pracujú nezávisle v každej vetranej miestnosti.
Princíp fungovania lokálnej rekuperácie
- Znečistený vnútorný vzduch je odvádzaný ventilátorom von cez keramický alebo hliníkový rekuperačný výmenník.
- V rovnakom čase alebo s malým oneskorením je čerstvý vonkajší vzduch nasávaný dovnútra a predhrievaný odpadovým teplom.
- Čerstvý a prefiltrovaný vzduch, ktorý prešiel predhriatím je následne privádzaný do miestnosti.
- Teplota v miestnosti sa udržuje bez tepelných strát a zároveň je zabezpečené kvalitné vetranie.
Typy lokálnych rekuperačných jednotiek
- Nástenné rekuperačné jednotky: Najbežnejší typ, inštaluje sa na stenu a zvyčajne obsahuje dva otvory pre prívod a odvod vzduchu.
- Okenné rekuperačné jednotky: Integrujú sa do okenného rámu alebo sa inštalujú namiesto časti okenného skla. Vhodné pre dodatočnú inštaláciu bez rozsiahlych stavebných prác.
- Podomietkové rekuperačné jednotky: Inštalujú sa do steny, pričom viditeľné sú len mriežky pre prívod a odvod vzduchu. Esteticky nenápadné riešenie, ale vyžaduje stavebné úpravy.
- Jednotky s akumuláciou tepla (s keramickým výmenníkom): Pracujú na princípe striedavého vetrania. Jeden ventilátor vháňa vzduch do keramického výmenníka, ktorý sa ohreje. Následne ten istý ventilátor prepne smer a vháňa čerstvý vzduch cez ohriaty keramický výmenník, ktorý mu odovzdá teplo. Vyžadujú pravidelné prepínanie smeru prúdenia vzduchu.
Inštalácia lokálnej rekuperácie
Inštalácia lokálnej rekuperačnej jednotky je vo všeobecnosti menej komplikovaná ako inštalácia centrálneho systému. Technicky zručný človek dokáže väčšinu nástenných a okenných jednotiek nainštalovať svojpomocne, odporúčame však dodržiavať návod výrobcu. Pri podomietkových jednotkách je nevyhnutná odborná inštalácia.
Základné kroky inštalácie nástenných jednotiek:
- Výber vhodného miesta: Jednotka by mala byť umiestnená tak, aby bol zabezpečený optimálny prúd vzduchu v miestnosti a jednoduchý prístup pre údržbu.
- Vyvŕtanie otvorov: Podľa šablóny výrobcu sa vyvŕtajú otvory pre prívodné a odvodné potrubie.
- Osadenie potrubia: Do otvorov sa osadia teleskopické alebo pevné rúrky s vonkajšou krytkou.
- Montáž vnútornej jednotky: Vnútorná jednotka sa priskrutkuje na stenu a pripojí k potrubiu.
- Pripojenie k elektrickej sieti: Jednotka sa pripojí k elektrickej sieti podľa platných noriem.
- Testovanie funkčnosti: Po inštalácii sa skontroluje správna funkcia jednotky a nastavia sa požadované parametre.
Aj napriek tomu, že technicky zručný „kutil“ môže nainštalovať tento typ rekuperácie svojpomocne, odporúčame montáž ponechať na skúseného technika. Profesionálna montáž zabezpečí efektívny chod zariadenia a jeho dlhú životnosť.
Prečítajte si tiež: Efektívne Vnútorné Prostredie
Porovnanie lokálnej (decentralizovanej) a centrálnej rekuperácie
| Funkcia | Lokálna rekuperácia | Centrálna rekuperácia |
|---|---|---|
| Pokrytie | 1 miestnosť | Celý objekt |
| Inštalácia | Menej náročná | Náročná |
| Cena (celková) | 600 - 1000 € / miestnosť | 4 000 - 10 000 € |
| Energetická účinnosť | Vysoká | Veľmi vysoká |
| Ovládanie | Individuálne | Centrálne |
Centrálna rekuperácia
Centrálna rekuperácia sa inštaluje najmä v technickej miestnosti. Popíšeme si centrálne rekuperačné zariadenia, ktorých inštalácia zahŕňa, okrem vlastnej technológie, tiež montáž potrubných rozvodov. V obývacej izbe a spálňach sú zvyčajne umiestnené výustky pre prívod čerstvého vzduchu zvonku (na podlahe, stene či strope), v kúpeľniach a na toalete sú situované otvory s odťahovými ventilmi pre odvod spotrebovaného vzduchu (vďaka tomu je tu priaznivo regulovaná aj hladina vlhkosti). Ostatné miestnosti, ktoré sa nachádzajú medzi týmito hlavnými úžitkovými priestormi, takzvané prepúšťacie zóny, sú prevetrávané vďaka prúdeniu vzduchu z privetrávanej zóny do odvetrávanej. Stupeň spätného zisku tepla je v prípade centrálnych jednotiek vyšší ako u lokálnych zariadení.
Prechod tepla od spotrebovaného vzduchu k privádzanému pritom prebieha cez vstavaný tepelný výmenník, kde teplý odchádzajúci vzduch odovzdá svoje teplo skrz teplovýmennú membránu prichádzajúcemu vzduchu zvonku, bez toho aby sa premiešali. Čerstvý vzduch je najskôr privádzaný priechodkou vonkajšou obvodovou stenou k filtru, kde dôjde k jeho prečisteniu (je pritom možné aplikovať napríklad peľový filter, ktoré výrazne uľahčuje život alergikom). Následne sa vo výmenníku tepla ohreje od odchádzajúceho odpadového vzduchu a potom prúdi do interiéru. V lete to funguje rovnako, len opačne: vnútorný odchádzajúci vzduch chladí ten prichádzajúci zvonku. Ak v lete nie je spätný zisk tepla žiaduci, možno túto funkciu vypnúť. V takom prípade sa uzavrie tzv. obtoková klapka a vzduch zvonku postupuje okruhom mimo výmenník (letné bypass).
Vylepšenou verziou klasickej rekuperácie, ktorá je nazývaná ako pasívna, je možné označiť jednotky, ktoré nielenže ohrievajú čerstvý vzduch teplom zo vzduchu odpadového, ale k tomu ho ešte prihrievajú. Na trhu existujú riešenia riadeného núteného vetrania s elektrickou špirálou alebo systémami fungujúcimi na princípe tepelného čerpadla. Výhoda tohto druhého typu spočíva v skutočnosti, že rekuperácia môže nielen v zime prikurovať, ale aj v lete ľahko zachladiť.
Dôsledky obnovy bytových domov a potreba vetrania
Pri obnove bytových domov je potrebné myslieť nielen na znižovanie energetickej náročnosti budov, ale aj na opatrenia, ktoré zo zvoleného spôsobu obnovy vyplynú. Príkladom je zateplenie bytových domov, keď treba navrhnúť vhodné vetranie budovy. Obnova obvodového a strešného plášťa domu v podobe jeho zateplenia a výmena otvorových stavebných konštrukcií (okná, svetlíky, vchodové a balkónové dvere) bezpochyby pomáhajú k značnému zníženiu prevádzkových nákladov na vykurovanie v zimnom období. V byte, kde boli kedysi netesné okná ide až o desať aj viacnásobné zníženie prirodzeného vetrania oproti pôvodnému stavu. V dlhodobo nevetranom priestore sa začne zvyšovať vlhkosť, čo sa prejaví nadmernou kondenzáciou vodnej pary na chladných zasklených povrchoch. Dlhodobá prítomnosť plesní vo vnútornom prostredí má na človeka fatálne následky.
Nevetraný priestor má ďalej za následok aj zvyšujúcu sa koncentrácia oxidu uhličitého CO₂ vplyvom dýchania človeka. Absencia kyslíka v ovzduší má pre človeka za následok pocit únavy, ospalosť až častú bolesť hlavy. Tieto vplyvy sa, žiaľ, prejavia až o niekoľko rokov. Je teda nevyhnutné im predchádzať včas, už pri obnove budovy, a nie až za niekoľko rokov.
Pri bytových domoch po obnove sa nemožno spoliehať iba na prirodzené vetranie. Tento spôsob vetrania je v čase po obnove už úplne nedostatočný. Jediným technickým riešením je vybudovanie systému riadeného núteného vetrania.
Požiadavky na vetranie podľa legislatívy
V každom z uvedených dokumentov možno nájsť zmienku o tom, prečo, ako a kedy vetrať. V spomínanej technickej norme STN EN 16798-1: 2019 je presne definované, akým spôsobom sa majú bytové priestory vetrať. Ďalším technickým parametrom, ktorý vyhláška MZ SR č. 124/2017 Z. z. ďalej uvádza ako záväzný, je maximálne prípustná koncentrácia CO₂ v bytových priestoroch.
Systém centrálneho vetrania
Systém centrálneho vetrania zabezpečuje individuálne vetranie bytov podľa okamžitých požiadaviek užívateľov. Na vstupe a výstupe do každého bytu je osadený regulátor objemového prietoku vzduchu. Regulátor objemového prietoku vzduchu zabezpečuje reguláciu výdatnosti vetrania v byte. Na riadenie možno použiť manuálne alebo automatické ovládače v kombinácii so snímačmi kvality vzduchu alebo snímačmi CO₂. Významnou prednosťou tohto systému je, že zabezpečuje riadené vetranie s aplikáciou rekuperácie, t. j. s využitím tepla z odvádzaného vzduchu, ktoré v zimnom období slúži na predohrev chladného vonkajšieho vzduchu. Vďaka rekuperácii možno ušetriť až 7 GJ/rok na vykurovanie jedného bytu s dispozíciou 3 + 1 kk, ktorý je obsadený štyrmi užívateľmi.
Systém decentrálneho vetrania
Táto vzduchotechnická sústava je založená na princípe malej vetracej jednotky umiestnenej v každom byte, ktorá zabezpečuje riadené vetranie bytu s rekuperáciou tepla. Odvádzanie vzduchu je z hygienických miestností a kuchyne. Prívod a odvod vonkajšieho vzduchu sa môže riešiť dvomi spôsobmi. Buď tzv. centrálnym, t. j. spoločným prívodom vonkajšieho vzduchu (ODA) a odvodom odpadového vzduchu (EHA) do vonkajšieho prostredia pre všetky byty situované nad sebou spoločne. Tieto dve vzduchotechnické potrubia sú vedené spoločnou inštalačnou šachtou s vyústením nad strechu bytového domu. Druhý spôsob prívodu a odvodu vonkajšieho vzduchu spočíva v jeho nasávaní (ODA) a vyfukovaní (EHA) v rámci obvodovej steny príslušného bytu.
Požiarna bezpečnosť vzduchotechnických systémov
Kmeňovým záväzným právnym predpisom je zákon č. 314/2001 Z. z. o ochrane pred požiarmi s poslednou novelizáciou v podobe zákona č. 129/2015 Z. z. Jeho vykonávacím predpisom je vyhláška MV SR č. 121/2002 Z. z. o požiarnej prevencii, na účely projektovania konkrétnych vzduchotechnických sústav je však dôležitá vyhláška MV SR č. 94/2004 Z. V zmysle tejto vyhlášky sa byt pokladá za samostatný požiarny úsek, ako aj inštalačná šachta, do ktorej sú vyvedené vzduchotechnické potrubia pre prívod a odvod vonkajšieho vzduchu. Existuje však výnimka, ktorá umožňuje prechádzať vzduchotechnickým potrubiam cez hranicu požiarneho úseku bez požiarnej klapky, no len v prípade, že maximálna prierezová plocha potrubia je 0,04 m². Ďalším dôležitým aspektom vyplývajúcim z vyhlášky je skutočnosť, že vzduchotechnická jednotka, ktorá nie je inštalovaná v strojovni vzduchotechniky, t. j. v samostatnom požiarnom úseku, musí byť vybavená vlastným automatickým hasiacim zariadením. Z toho vyplýva, že je neprípustné, aby na jednu vzduchotechnickú jednotku boli napojené dva, prípadne viacero bytov situovaných v rámci jedného podlažia, prípadne situovaných nad sebou.
Vzduchotechnika a vykurovanie objektov
Temperovanie objektu, teda distribúciu tepla zo zdroja do obytných miestností, zvyčajne zabezpečuje ústredné vykurovanie - v každej miestnosti boli umiestnené vykurovacie plochy - radiátory. K vykurovaciemu systému sa pridáva systém rovnotlakového vetrania. Ak spočítame obstarávaciu cenu oboch systémov, nejde už o malú sumu. Preto sa hľadali cesty, ako realizovať len jeden systém, ktorý ponúkne obe základné funkcie - teda vykurovanie i vetranie. Už pri prvých vzduchotechnických jednotkách sa používali ohrievače na zvýšenie teploty vzduchu privádzaného do miestnosti. Maximálna odporúčaná teplota ohrevu je však len 50 °C, pri vyššej teplote dochádza vzhľadom na vysúšanie vzduchu k rozpadu zostávajúceho prachu vo vzduchu na ešte jemnejšie častice. Tie sa dostávajú hlbšie do pľúc a zvyšujú dráždenie a možnosť ďalších zdravotných komplikácií. Vzduch nie je ideálny nosič tepla, kapacita prenosu tepla v porovnaní s vodou je nízka. Pri ohreve na maximálnu teplotu možno 100 m³ vzduchu prenášať výkon 1 kW, teda za jednu hodinu do objektu dostať 1 kWh energie.
Záver
Vzduchotechnika s prívodom a odvodom vzduchu je nevyhnutná pre zabezpečenie kvalitného a zdravého vnútorného prostredia v budovách. Či už sa rozhodnete pre centrálny alebo lokálny systém, dôležité je zvážiť všetky faktory a vybrať si riešenie, ktoré najlepšie vyhovuje vašim potrebám a možnostiam. Nezabúdajte na dôležitosť odbornej inštalácie a pravidelnej údržby, aby ste zabezpečili efektívny a dlhodobý chod systému.
tags: #vzduchotechnika #privod #odvod