Typy a vlastnosti větracích systémů v rodinných domech

Vzduch je nezbytný k životu. Tato skutečnost dostává v současnosti nový význam, neboť civilizační rozvoj na jedné straně znečišťuje životní prostředí a na druhé straně poskytuje nástroje, kterými se proti tomuto znečištění můžeme bránit. Takovým nástrojem je i větrání. Během života se v lidském organizmu ukládají látky, jejichž hlavní složku tvoří z více než 80 % vzduch. Dbáme na kvalitu vody a potravin, ale hledíme si dostatečně i kvality vzduchu?

Nedostatečné množství přiváděného vzduchu způsobuje, že se cítíme špatně, máme bolesti hlavy a závratě, pociťujeme únavu, máme podrážděnou sliznici nosohltanu, vnímáme pocit dráždění v krku a na kůži, jsme citlivější, objevují se u nás příznaky alergií.

Existuje bezprostřední spojitost mezi kvalitou vzduchu a schopností koncentrace, náchylností k onemocněním a celkovou psychofyzickou kondicí. Mnohá znečištění není možné zjistit čichem a jimi způsobená onemocnění se často projeví teprve po několika letech. Kvalita vzduchu v místnostech závisí na množství uvolňovaných elementů zněčistění, jako jsou částice hub, radioaktivní izotopy (radon), sloučenin emitovaných ze zařizovacích předmětů (nábytku, podlahy, obkladů, koberců), na množství prachu, bakterií, dále na intenzitě uvolňovaných nepříjemných pachů, pylů, kysličníku uhličitého, vlhkosti a sníženého obsahu kyslíku ve vzduchu. Snížením znečištění lze redukovat nepříjemné dopady prostředí na zdraví; existují i studie, které ukazují i na vliv alergií a astmatu.

Kromě omezení škodlivin přímo v jejich zdroji je nejjednodušší a nejúčinnější způsob odstranění znečištěného vzduchu větrání. Větrací systém by měl kontrolovaným způsobem přivádět odpovídající množství čerstvého vzduch nezbytného pro život a odvádět vzduch znečištěný. Větrání je možné definovat jako proces výměny znečištěného (opotřebeného) vzduchu za vzduch čerstvý. V dalších částech jsou krátce popsány různé způsoby větracích systémů včetně jejich kladů a záporů.

Schéma vzduchotechnického systému nuceného větrání v rodinném domě

Přirozené větrání
Nejjednodušším, nejméně účinným, avšak stále nejčastěji používaným typem větrání je větrání využívající přírodní síly (gravitace) – přirozené gravitační větrání. Hnací silou tohoto větrání je rozdíl hustot teplého lehčího vzduchu z místnosti a těžšího čerstvého vzduchu ve venkovním prostředí.

Množství vzduchu přiváděného do místností za hodinu by mělo být rovno minimálně polovině jejich objemů. Za předpokladu, že celkový objem domu o ploše 140 m² a výšce místnosti 2,5 m je 350 m³, by přiváděné množství vzduchu mělo být 175 m³/hod. Samozřejmě stejný objem vzduchu by měl být z místností odveden.

Bohužel z důvodů omezení tepelných ztrát jsou stavěny domy velmi těsné a v tomto případě je velmi obtížné, aby přirozené větrání trvale zajistilo potřebné množství vzduchu, a tím i odpovídající komfort. Důsledkem je pak špatná kvalita vzduchu a zhoršená pohoda pobytu v místnosti, někdy dokonce zdravotní komplikace uživatelů. Výhodou přirozeného gravitačního větrání je, že funguje samo o sobě, není třeba instalovat dodatečné větrací zařízení včetně vzduchotechnických rozvodů.

Nevýhody přirozeného větrání jsou:

• Malá účinnost systému v těsných objektech. Při větrání je třeba zajistit nejen přívod vzduchu, ale také jeho odvod. Znečištěný vzduch je odváděn výstupními větracími komíny (šachtami), čerstvý vzduch se dovnitř dostává netěsnostmi, které v moderních budovách velmi neradi vidí jak investoři, tak uživatelé. Trvalé otevření oken není vhodné vzhledem k tepelným ztrátám budovy.
• Nemožnost řízení systému větrání. Přirozené gravitační větrání funguje o to dynamičtěji, oč je větší rozdíl hustot vnitřního a vnějšího vzduchu. Výměna vzduchu je tím intenzivnější, čím je chladnější venkovní prostředí, a méně intenzivní, čím je venkovní prostředí teplejší. Proto je velmi obtížné kontrolovat množství přiváděného vzduchu, který navíc není nijak upravován (filtrací, ohřevem).
• Chybějící komfort. Netěsnosti (případně otevřená okna) způsobují v chladném období nepříjemný průvan. Prvky, kterými je čerstvý vzduch přiváděn, často způsobují, že hluk z venkovního prostředí snadno prostupuje do místností.
• Zvýšené náklady. Použitý vzduch je teplý a jeho prostým odvodem dochází k úniku energie vynaložené na jeho předchozí ohřátí. Zároveň je vynakládáno velké množství energie na ohřátí chladného venkovního vzduchu.
• Horší bezpečnost objektu. Pro zajištění dostatečné kvality vzduchu a telené pohody zůstávají v létě otevřena okna i v nepřítomnosti osob, což snižuje bezpečnost objektu.

 
Nucené podtlakové větrání
Je to jednoduchá modifikace gravitačního větrání pracující na principu nuceného průtoku vzduchu, který zajišťují namontované odsávací ventilátory. Tímto způsobem se získává stálé množství vzduchu, které je odstraňováno z místnosti. Bohužel bez vhodně řešeného přívodu vzduchu tento druh větrání znásobuje nevýhody přirozeného větrání.

Rovnotlaký větrací systém s rekuperací tepla
Větrání domu zajišťuje centrální vzduchotechnická jednotka. Obsahuje ventilátory pro přívod i odvod vzduchu, filtry a rekuperační výměník tepla, který získává energii ze vzduchu odváděného z objektu (rekuperace tepla). Přiváděný vzduch je veden vzduchotechnickými rozvody do obytných zón v domě a průběžně nahrazuje znečištěný vzduch vzduchem čerstvým.

Výhody rovnotlakého větracího systému:

• Přivádí do místností čerstvý, přefiltrovaný vzduch o správné teplotě a současně ochraňuje vnitřní prostor před hlukem a průvanem. Přispívá tak k vyššímu komfortu bydlení.
• Odvádí nadbytečnou vlhkost, a tím přispívá k ochraně objektu před plísněmi, nepříjemnými pachy a chemicky nebezpečnými látkami, které nepříznivě působí na zdraví obyvatel.
• Zpětně získané teplo z odváděného vzduchu je využito k ohřevu přiváděného venkovního vzduchu. Tím se snižují náklady na vytápění, spoří se energie a rostou finanční úspory majitelů.
• Systém automaticky reaguje na změnu vnějších podmínek bez nutnosti asistence a pravidelných zásahů obyvatel domu.
• Systém větrání s rekuperací tepla zajišťuje cirkulaci a výměnu vzduchu v celém domě, dokonce i při zavřených dveřích v interiéru. Pro tento účel je třeba vhodně podříznout dveře nebo nainstalovat speciální průchozí mřížky ve stěnách. Tyto zásahy spolu s instalací, umístěním větracího sytému a vyšší pořizovací cenou lze považovat za určitou nevýhodu tohoto systému.

Části vzduchotechnického systému

Vzduchotechnická jednotka
Skládá se z ventilátoru přívodního vzduchu, ventilátoru odtahového vzduchu, výměníku zpětného získávání tepla (výměník ZZT), filtrů, skříně vzduchotechnické jednotky, automatiky a přídavných zařízení (ohřívačů apod.).

Pokud je to možné, měla by být strojovna vzduchotechnických zařízení umístěna co nejdále od místností na spaní. Je potřeba zabezpečit přístupnost (možnost připojení) prvků přivádějících a odvádějících vzduch. Jednotka vyžaduje údržbu, jako například pravidelnou výměnu filtrů, a není tedy vhodné její umístění na nepřístupném místě. Optimální umístění je v hospodářsko-technickém zázemí, na půdě, ve sklepě nebo v garáži. Před montáží je nutno ověřit, zda zařízení bude možno přepravit stávajícími dveřmi nebo bude nutno využít jiný vstup.

Jednotky jsou napájeny z běžné zásuvky elektrické sítě 230 V. Prvek řídicí činnost jednotky (přepínač, programátor nebo regulátor) má být umístěn v místě vhodném pro obsluhu. Pokud je regulátor vybaven funkcí měření teploty v místnosti, jeho nejvhodnější umístění je v některé z hlavních obytných místností.

Rekuperační výměník
Výměník v jednotce představuje tu část, která nám zajišťuje úsporu nákladů. Teplo z odváděného vzduchu je v něm předáváno vzduchu přiváděnému. V praxi se používají deskové a rotační výměníky, které dosahují vyšší účinnosti.

Filtry
Filtry zajišťují čistotu vzduchu a plní v jednotce dvojí funkci. Čistí vzduch přiváděný do místností, ale také chrání výměník tepla před jeho znečištěním a neprůchodností. Nejčastěji používané filtry jsou G3, G4, F5, F6, F7. Čím větší číslo v označení, tím je filtr účinnější. Principy funkce zařízení vyšších tříd vylučují možnost čištění filtrů vyklepáváním nebo praním. S dobou používání se tlakový spád na filtrech zmenšuje, což snižuje účinnost jednotky a vede k nutnosti výměny filtrů. Jednotky na vysoké technické úrovni mají ukazatel znečištění filtru.

Regulace
Úkolem regulace je řízení vzduchotechnické jednotky za účelem udržování nastavené teploty a množství přiváděného vzduchu. Sestava použitých regulátorů a čidel determinuje funkce, které může automatika vykonávat (např. je možno vytvořit vazbu mezi množstvím přiváděného vzduchu a vyšší vlhkostí nebo obsahem oxidu uhelnatého). Řídicí systém může informovat o poruchách a nutných servisních úkonech, jako je nutnost výměny filtru.

Vzduchotechnické rozvody
Rozvody a vzduchotechnická potrubí slouží k distribuci vzduchu. Nejčastěji jsou zhotoveny z hliníku, pozinkované oceli (spiro) nebo umělých hmot. Spojují všechny prvky v systému. Pokud kanály procházejí nevytápěnými místnostmi, vyžadují z důvodů minimalizace tepelných ztrát vhodnou izolaci. Izolováním rozvodů dosáhneme rovněž snížení hlučnosti celé instalace. Návrh rozvodů je vhodné řešit již v průběhu zpracování projektu domu. Rozvody je možno vést stropem nebo nepoužívaným podstřešním prostorem, ale také ve stěnách. Správně navržená a provedená potrubní síť zajišťuje bezchybnou funkci systému na mnoho let. Chybně projektovaná síť naopak může vést ke zvýšení hluku a jiných problémů s instalací.

Přívod vzduchu
Vzduch je do systému přiváděn vstupní částí, tj. vstupní mřížkou různé velikosti, umístěnou obvykle na vnější stěně budovy. Má esteticky ukončit ventilační potrubí a zamezit vniku nežádoucích předmětů. Vstupní část musí být dostatečně vzdálena od komínových průduchů, odvzdušnění kanalizace a výstupu odpadního vzduchu. Může mít podobu volně stojící konstrukce umístěné na zahrádce u domu. Vstupní část má být umístěna na severní straně domu z důvodu ochrany před odběrem ohřátého vzduchu v letním období. Vstup by se neměl nacházet v blízkosti oken ložnic z důvodu generování hluku.

Odvod vzduchu
Odpadní vzduch je odváděn z objektu výstupní částí. Je to prvek rozvodu s podobnou konstrukcí jako vstupní část a rovněž generuje hluk, proto musí být nainstalován v dostatečné vzdálenosti od oken ložnic.

Přívodní a odtahové výusti
Jsou prvky ventilačních rozvodů, kterými je distribuován vzduch. Přívodní výusti slouží pro přívod čerstvého vzduchu, odtahové k odvádění znečištěného vzduchu. Přívodní se nejčastěji umísťují v „čistých“ místnostech, jako jsou ložnice, a odtahové v takzvaných „špinavých“ zónách, jako jsou kuchyně, koupelny, toalety, šatny.

Vzduch má mít zabezpečeno volné proudění z pokojů do koupelen a kuchyně. Z tohoto důvodu je nutno podřezat dveře do těchto místností minimálně 1,5 cm nad podlahu nebo je vybavit ventilačními mřížkami. Je důležité správné umístění mřížek a výustí, aby proudění vzduchu nezpůsobovalo nepohodlí.

Vzduchotechnické výusti by neměly být umístěny například nad židlemi, sedačkou nebo postelí, aby vzduch neproudil přímo na přítomné osoby. V některých prostorách je z důvodů správné distribuce vzduchu vhodné nainstalovat těchto přívodních mřížek a výustí větší množství.

Energetické úspory
Vysoké náklady na energii nás nutí k jejímu šetření. Je třeba si uvědomit, že v zimním období jsou ztráty tepla ve značné míře způsobeny větráním. Značné množství energie se spotřebuje k ohřátí čerstvého vzduchu přiváděného do místností. Ve špatně tepelně izolovaných objektech, ve kterých velká část ztrát připadá na obvodové konstrukce (stěny, okna, stropy), byl podíl větrání na tepelných ztrátách úměrně menší.

S lepší izolací obvodových konstrukcí se podíl ztrát větráním na celkové energetické bilanci zvětšuje. Ve svém důsledku to často směřuje k neúměrnému utěsňování objektu, což následně vede k dramatickému zhoršení kvality vnitřního vzduchu. Zatímco u přirozeného větrání je těsnost objektu nežádoucí či nevýznamná, při použití nuceného větrání se zpětným získáváním tepla je vzduchotěsnost budovy žádoucí. Je požadována z důvodu eliminace nekontrolovatelných průtoků vzduchu způsobujících dodatečné tepelné ztráty a vnikání znečištění.

Závěr
Nucené větrání je jednou z instalací, kterou jsou stále častěji vybavovány moderní domy. Ne všichni investoři jsou si vědomi, že změna konstrukcí objektů v průběhu posledních let dramaticky změnila kvalitu vzduchu vnitřního prostředí, která ve značném stupni ovlivňuje pobytovou pohodu a zdraví uživatelů.

Martin Bedrníček
Autor působí ve firmě Swegon, s. r. o.

Foto a obrázek: Swegon s.r.o.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.