Vnitřní mikroklima a řízené větrání bytů a rodinných domů

V současné době (v závislosti na požadovaných úsporách energií a snižování produkce CO₂) dosahuje vzduchotěsnost nových i zateplovaných staveb takových parametrů, že přirozené větrání infiltrací je neúčinné. Zateplením a zatěsněním vnějšího pláště vzniká velký problém. Jedná se o problém tzv. nedostatečného větrání, který se projevuje zvýšeným výskytem vnitřní vlhkosti, doprovázený růstem plísní a koncentrace CO₂ a celé řady škodlivých toxických látek. Tím se rychle zhoršuje kvalita vnitřního vzduchu. Dochází k množení plísní, možnému poškození stavebních konstrukcí a vzniká prostředí nevhodné pro lidský organizmus. Poslední výzkumy ve světě prokázaly přímou souvislost mezi zdravotními problémy lidí a nedostatečným větráním. 
Prostory, ve kterých se zdržují lidé, musí být pro zajištění zdravotně nezávadného prostředí dostatečně větrány. Dostatečné větrání dnes nelze zajistit přirozenou cestou (infiltrace těsných oken se blíží k nule). Řešením je tzv. řízené větrání, které odvede znehodnocený vzduch podle produkce a koncentrace škodlivin a zajistí přívod dostatečného množství čerstvého vzduchu. Bez nuceného řízeného větrání se neobejdou tzv. „nízkoenergetické“ a „pasivní“ stavby, dnes již označované jako budovy s téměř nulovou spotřebou tepla. 

Za řízené větrání však nelze považovat otevírání oken, jelikož tento druh větrání je závislý na venkovních klimatických podmínkách. Okna jsou převážně otevírána, je-li cítit zápach, tedy pouze v případě silného subjektivního pocitu vydýchaného vzduchu. Bohužel na tyto vjemy (zápach, teplo) se člověk dokáže velice rychle adaptovat a stává se vůči nim netečným, nebo tyto podněty překryje například osvěžovači vzduchu. Největším problémem, v tomto případě, není subjektivní pocit člověka, ale zdravotní důsledky způsobené škodlivými látkami (CO₂, VOC – volné organické sloučeniny, formaldehyd apod.), které nejsou vnímány čichem. Nedostatečně větrané prostory jsou velmi často kontaminovány plísněmi, především v místech s vyšší relativní vlhkostí. Nejčastěji se vyskytující plísně způsobují alergie a podílí se též na vzniku nádorových onemocnění.  
Přítomnost škodlivých látek v interiéru většinou poznáme až po vzniku zdravotních obtíží (únava, pálení očí, nesoustředěnost, nekvalitní spánek). Látky způsobující alergie (pyly, VOC atd.) se projevují v krátké době a jsou tedy lehce rozeznatelné, na rozdíl od většiny škodlivin, kdy se zdravotní obtíže projeví až po velmi dlouhé době expozice, a to i za 10 až 15 let. Jedná se o dlouhodobé působení toxických a karcinogenních látek. Zdroje těchto zdraví škodlivých látek se nachází uvnitř interiéru a produkují je v menších koncentracích stavební konstrukce, předměty běžného vybavení bytů a přípravky používané v domácnosti. Mezi nejnebezpečnější látky, které přímo ohrožují zdraví i život, patří toxický oxid uhelnatý (CO), který vzniká při nedokonalém spalování (vytápění, ohřev teplé vody, vaření na plynovém sporáku). Mezi hlavní karcinogeny patří cigaretový kouř, formaldehyd (vybavení bytu, nábytek, stavební konstrukce, barvy, mycí prostředky, tmely, lepidla).

Účinně snížit tyto koncentrace škodlivých látek pod jejich dovolené expoziční limity lze pouze dostatečným větráním. Chceme-li pak snížit energetickou náročnost větrání, musíme použít řízené větrání se zpětným získáváním tepla z odpadního vzduchu. V současné době existuje celá řada systémů nuceného větrání. Jejich volba je ovlivněna místní platnou legislativou, normovými požadavky a místními klimatickými podmínkami. Systémy nuceného větrání se navrhují pro minimální nutné zabezpečení přívodu kyslíku (minimální intenzitu výměny vzduchu v prostoru – tzv. trvalé větrání) a pro intenzivnější odvod při nebezpečných koncentracích škodlivin (nárazové, časově omezené větrání). Normové hodnoty jsou zaměřeny na minimální požadavky větrání pro odvod škodlivin (odéry, vlhkost) a zabezpečení kyslíku přívodem venkovního vzduchu (minimálně 25 m³/hod./osoba). V České republice odkazují stavební legislativní předpisy (vyhl. č. 20/2012) na normové hodnoty. Ty lze převzít z dosud platných norem ČSN 74 7110 – bytová jádra a ČSN 73 0540 – 2 – tepelná ochrana budov. Podrobné požadavky na větrání bytů a bytových domů včetně doporučených systémů větrání a koncepce větrání bytů jsou nejpodrobněji a komplexně řešeny v normě ČSN EN 15665 – větrání budov s hodnotami uvedenými v národním dodatku této normy – změny Z1 (tab. 1). Je požadováno, aby v době pobytu osob bylo množství vyměňovaného venkovního vzduchu 25 m³/h na osobu, nebo aby docházelo k minimální výměně vzduchu (0,3 až 0,5).h^-1. Jako ukazatel kvality vnitřního prostředí slouží oxid uhličitý (CO₂), jehož koncentrace ve vnitřním vzduchu nesmí překročit hodnotu 1500 ppm (což je požadavek značně změkčený, původní limit byl 1000 ppm). CO₂ je označen jako základní škodlivina. Přestože není cítit, podílí se na pocitu nepohody, únavě, nesoustředěnosti a zdravotních potížích.

V době, kdy obytné budovy nejsou dlouhodobě využívány, je možné snížit intenzitu větrání až na 0,1 h^-1. Norma upozorňuje na skutečnost, že větrání infiltrací spárami oken nelze pro budovy s těsnými okny použít a řeší neakceptovatelnou účinnost rotačních větracích hlavic a větrání prostorů s plynovými spotřebiči typu A a B.
Jak zajistit kvalitu vnitřního vzduchu bez nadměrné spotřeby energie? Pomocí řízeného nuceného větrání, u kterého jsou jako hnací síly pro pohyb vzduchu použity ventilátory. Řízené větrání s rekuperací je systém řízeného větrání s výměníkem pro zpětné získávání tepla. Výměník je spolu s ventilátory osazen v kompaktní větrací jednotce. Ta pak zajišťuje nejen neustálý přívod čerstvého vzduchu, odvod kontaminovaného vzduchu, ale i úsporu při vytápění. Vzduch je rekuperačním výměníkem předehříván, a to pouze za cenu provozu jednotky, nikoliv za cenu tepelné energie nebo za cenu její výroby. Rekuperační jednotky se tak starají o příjemné prostředí bez prachu, hluku a pylových alergenů při ideální vlhkosti vzduchu v interiéru. V prostředí domova je stále čistý a zdravý vzduch. Vzduch znečištěný CO₂, chemickými výpary, vlhkostí a pachy je odsáván z kuchyně, koupelen a toalet přes rekuperační výměník, kde odevzdá teplo a je odveden do venkovního prostředí. Čerstvý venkovní filtrovaný vzduch získává teplo v rekuperačním výměníku s vysokou účinností a je řízeně přiváděn do obytných prostorů (obr. 1).

Zařízení společnosti ELEKTRODESIGN ventilátory, s. r. o., jsou v tomto směru komfortním a úsporným řešením, které splňuje v plné míře požadavky EnEV (nařízení o energetické úspornosti) a zároveň se stará o příjemné a zdravé vnitřní prostředí a stabilitu stavebních materiálů.

Produkty společnosti ELEKTRODESIGN ventilátory

Větrací systémy a zařízení společnosti ELEKTRODESIGN ventilátory jsou s výkony od 50 m³/h do 4000 m³/h vhodné jako centrální nebo decentrální řešení větrání bytů, rodinných domů, bytových domů a provozních prostorů.
K dispozici jsou zařízení a jednotky (obr. 2 a 3) s vysoce účinnými deskovými protiproudými rekuperátory, samostatné rekuperační výměníky, rotační regenerační výměníky. Je zde možný elektrický nebo teplovodní dohřev, různé montážní polohy, rozmanité distribuční prvky. 
Pro nové systémy jsou k dispozici zařízení a jednotky s energeticky úspornými EC motory, automatickým by-passem a při 100% automatické funkci komfortní dálkové ovládání s LCD displejem a možností regulace prostřednictvím senzorů CO₂ a senzorů vlhkosti.

Návrh systému řízeného větrání

Pro výběr jednotky a návrh potrubní trasy je nejdůležitější určit množství přiváděného a odváděného vzduchu. Systém větrání je vždy navrhován pro tzv. „nárazové větrání“ (vysoké otáčky ventilátorů). To určíme z přiložených tabulek (tab. 2 a 3). Jednotka nejčastěji pracuje v rovnotlakém režimu, kdy přiváděné a odváděné množství je stejné. Podle požadovaného průtoku nárazového větrání vybereme jednotku a navrhneme potrubní trasu podle zásad návrhu stavebnicového systému ED Flex^® (obr. 4 a 5). Dále určíme množství pro „trvalé větrání“ (nízké otáčky ventilátorů) a uzpůsobíme nastavení pro rekuperační jednotku v režimu trvalého větrání, pokud není nárazový režim v danou chvíli skutečně požadován. 
Pro udržení hygienicky doporučených hodnot relativní vlhkosti je pro trvalé větrání doporučena intenzita větrání 0,3 h^-1.

Systém flexibilního potrubí ED Flex^®

Trubka je vyrobena z hygienicky nezávadného polyetylenu PE-HD, bez zápachu a emisí, dvouvrstvá, zvenku vroubkovaná (poloměr ohybu cca 0,2 m), vnitřní povrch je hladký s antistatickou a antibakteriální úpravou s nízkými tlakovými ztrátami a vysokým útlumem hluku. Dochází k minimálnímu ukládání nečistot na vnitřním povrchu, které vyžaduje jen jednoduché čištění (splňuje nejnovější evropské směrnice pro čištění potrubí). 
Systém flexibilního potrubí ED Flex^® představuje inovační řešení s následně uvedenými přednostmi a výhodami.

• Nejjednodušší návrh a rychlá montáž díky paprskovité „hvězdicové“ flexibilní struktuře nekonečného pokládání potrubí přímo z role – úspora cca 2/3 času potřebného na klasickou montáž z tuhého potrubí
• O 50 % méně komponentů potřebných na montáž v porovnání s jinými potrubními systémy
• Žádné materiálové ztráty, zbylé kusy možno využít vložením spojky
• Maximální tuhost kruhového tvaru potrubí (bezproblémové uložení v betonu, max. odolnost proti mechanickému poškození)
• Rychlé uvedení do provozu z důvodu minimálních nároků na zaregulování
• Rovnoměrná distribuce vzduchu
• Hygienicky optimální řešení z důvodu jednoduchého čištění
• Možnost instalace i v zimním období

Systém ED Flex^® je určen pro přímé uložení do betonu, nad beton nebo pod stropní konstrukci s rychlou, jednoduchou a lacinou montáží i na těžko přístupných a komplikovaných místech na stavbě.

Koncepce vedení a navržení potrubní trasy

Pro přívod a odvod vzduchu se na hlavní potrubí napojí rozdělovací box EDF-M nebo EDF-U. Z jednotlivých boxů se vede potrubí do jednotlivých místností paprskovitě „hvězdicovou“ strukturou bez použití dalších tvarovek či potrubních prvků. Do větších místností nebo při teplovzdušném vytápění se vedou paralelní trasy pro zajištění požadovaného průtoku vzduchu. Pro napojení přívodních a odvodních distribučních prvků jsou k dispozici stropní a podlahové boxy a stěnové a stropní přechody. Hrdla tvarovek a spojek jsou uzpůsobena pro systém pouhého „nasunutí“ s těsnicími kroužky. Odpadá tak náročné a pracné těsnění a izolace.

Nežádoucí přeslechy v objektu

Systém ED Flex^® zabraňuje nežádoucím přeslechům mezi místnostmi již svou konstrukcí. Každé místo přívodu nebo odvodu vzduchu má svou jedinečnou trasu potrubí bez přerušení a odboček až k rozdělovacímu boxu (obr. 6). Vnitřní prostor rozdělovače je opatřen tepelnou a hlukovou izolací. Vzhledem k velkému akustickému vložnému útlumu prvků a tras potrubí je potlačení nežádoucích přeslechů mezi jednotlivými místnostmi velmi vysoké.

Hluk, průvan, spotřeba

Při správné instalaci a provozu systém negeneruje obtěžující hluk. K nízkému hluku přispívá zejména nízká rychlost v potrubí i distribučních elementech. Díky ní jsou distribuční elementy v běžném sníženém provozu neslyšné. Stejně tak nelze zaznamenat žádný nežádoucí průvan.
Jednotky jsou určeny pro trvalý provoz 24 hodin denně. V základním pracovním režimu větrání je hodinová spotřeba elektrické energie v rozmezí cca 15 Wh až 30 Wh. V tomto režimu se množství větraného vzduchu pohybuje okolo 100 m³/h pro celý objekt.

Digestoře versus rekuperace

V objektech s rekuperací je doporučeno použít cirkulační digestoře. Běžné digestoře s výkonem cca 400 m³/h nelze integrovat do systému rekuperace. Při samostatném provozu digestoří s uvedeným průtokem dojde k zásadní změně parametrů systému a jeho vyřazení z funkce. Cirkulační digestoře odstraňují veškeré tuky a pachy z vaření. Tyto odpadní produkty se zachytávají na tukovém a pachovém filtru, které se po plném zanesení vyměňují za nové. Tepelná energie z vaření tak zůstává v objektu a odpadní produkty vaření jsou spolehlivě eliminovány.
Variantou jsou digestoře s možností přepnutí z režimu odtahu do režimu cirkulace. V režimu cirkulace je možné provozovat digestoř spolu s rekuperačním systémem. V režimu odtahu je možné, například v letních měsících, odvádět odpadní vzduch mimo objekt a dohřev přívodního vzduchu není nutný.

Přesnost zaregulování   

Přesné dodržení doporučených průtoků jednotlivými distribučními elementy není nezbytné. Na rekuperační jednotce EHR Ekonovent^® je možné nastavit přímo množství intenzity výměny, která dává informaci o dodržení celkové intenzity výměny vzduchu v objektu. V případě potřeby je možné použít zvýšené nárazové větrání, o jehož intenzitě opět informuje displej dálkového ovládání.
Pro zvýšení komfortu je možné jednotku doplnit například o čidlo kvality vzduchu v ložnicích a dětských pokojích, případně i obývacích pokojích. Čidla kvality reagují na kvalitu interního mikroklimatu a vývoj škodlivého CO₂.
V běžných aplikacích však zcela postačuje manuální regulace otáček spolu s ovladačem nárazového větrání, který slouží uživateli pro zajištění krátkodobě větší intenzity větrání při vaření, v koupelnách a WC.

Autoři: Ing. Otakar Pump, Ing. Michal Kubelka, Ing. Ivan Cifrinec, Ph.D., MBA