Rekonstrukce větracího systému bytového domu

Úvod

Základním prostředkem k zajištění kvality vzduchu ve vnitřním prostředí je větrání, které je charakterizováno přívodem čerstvého venkovního vzduchu do vnitřních prostor budov a odvodem vzduchu znehodnoceného. Vnitřní prostředí budov je zatíženo znečišťujícími látkami, které se uvolňují ze stavebních materiálů, nábytku, chemických přípravků, ale i z povrchu osob a v důsledku jejich činnosti. Znečišťující látky lze z prostoru buď odstranit (odsávat u zdroje – odsávací zákryty v kuchyních), nebo ředit (celkové větrání s přívodem a odvodem vzduchu).

Úkolem větrání ve vnitřních prostorách obytných budov je především úprava čistoty ovzduší, popř. tepelně vlhkostních podmínek. Čerstvý venkovní vzduch se zpravidla filtruje, poté je přiváděn do obytných místností. Odvod vzduchu je realizován z místností s hlavními zdroji znečišťujících látek (kuchyně, koupelny, WC). Venkovní vzduch je nejčastěji přiváděn bez úpravy (podtlakové větrání), nebo předehřívaný (např. ve výměníku zpětného získávání tepla). Tepelnou ztrátu větráním v obytných budovách hradí většinou otopná soustava.

Řada lidí si potřebu větrat často ani neuvědomuje že větrání v nových a rekonstruovaných budovách bývá zcela opomíjenou záležitostí. Přitom nejčastějším problémem v obytných budovách je vysoká relativní vlhkost vnitřního vzduchu a s tím související problémy s kondenzací vodní páry.

Příklad návrhu podtlakového větrání bytu

Předmětem návrhu je byt 3+1 o celkové ploše 74 m² umístěný v budově panelového typu v klidné zástavbě bez výrazných zdrojů znečištění. Předpokládejme, že byt obývá tří až čtyřčlenná rodina. Půdorys bytu s vyznačením plošné výměry jednotlivých místností a teplot vnitřního vzduchu je uveden na Obr. 1. Světlá výška podlaží je 2,6 m. Venkovní výpočtová teplota pro Prahu t_e,vyp = −12 °C.

Návrh větrání je proveden na základě doporučené intenzity větrání dle normy ČSN EN 15665/Z1 a je uveden v Tab. 1.

Norma ČSN EN 15665/Z1 doporučuje pro odvod vzduchu z kuchyně při nárazovém větrání použít odsávací zákryt. V případě, že je kuchyně opatřena trvalým celkovým větráním (v kuchyni je instalován trvalý odvod vzduchu), připouští se možnost využití cirkulačního zákrytu. Takové řešení se může hodit např. v případě nedostatku místa ve stoupací šachtě.

Tab. 1 Návrh podtlakového větrání bytu

Místnost	Objem místnosti	Trvalé větrání 1. otáčky ventilátoru			Nárazové větrání
					2. otáčky ventilátoru		Zákryt
		Intenzita větrání	Průtok větracího vzduchu	Průtok odv. vzduchu	Průtok větracího vzduchu	Průtok odv. vzduchu	Průtok odv. vzduchu
	O [m3]	I [h−1]	Ve1 [m3/h]	Vo1 [m3/h]	Ve2 [m3/h]	Vo2 [m3/h]	Vod [m3/h]
Ložnice	37,7	0,5	20	0	28	0	0
Ložnice	33,3	0,5	20	0	28	0	0
Obývací pokoj	48,6	0,5	25	0	36	0	0
Kuchyně	32,5	0,5	20	0	28	0	100
Předsíň	28,9	0	0	0	0	0	0
Koupelna	8,6	0	0	57	0	80	0
WC	2,9	0	0	28	0	40	0
CELKEM	192,4	0,44	85	85	120	120	100

Centrální podtlakové větrání

Dopravu vzduchu zajišťuje centrální ventilátor umístěný na podstavci na střeše objektu, který je opatřen tlumičem hluku. Tento ventilátor je dimenzován na průtok vzduchu při nárazovém větrání. Přívod vzduchu je realizován přes přívodní otvory umístěné v každé obytné místnosti v obvodové stěně bytu. Odvod vzduchu je realizován přes 2 talířové ventily umístěné v hygienickém zázemí bytu, které jsou napojeny přes krátký potrubní rozvod z ohebné hadice na centrální vzduchovod umístěný ve stoupačce. Odvod vzduchu z kuchyně je řešen samostatně jako nárazový s odsávacím zákrytem nad plotýnkami vařičů. Odvodní vzduchovod je na střeše opatřen výfukovou hlavicí.

Lokální podtlakové větrání

Dopravu vzduchu v tomto případě zajišťuje lokální odsávací ventilátor umístěný v hygienickém zázemí každého bytu. Tento ventilátor je navržen jako dvouotáčkový pro 2 režimy provozu (trvalé a nárazové větrání). Ventilátor je vybaven hrdlem pro napojení odvodu vzduchu z vedlejší místnosti. Odvod vzduchu z koupelny je tedy přímo přes prvek ventilátoru, z WC je vzduch odsáván přes talířový ventil. Nad varnou plochou je opět instalován odsávací zákryt pro nárazové podtlakové větrání kuchyně s vlastním odvodním vzduchovodem.

Příklad návrhu rovnotlakého větrání bytu

Lokální rovnotlaké větrání se ZZT

V tomto případě, zajišťuje větrání lokální větrací jednotka se zpětným získáváním tepla. Větrací jednotka je umístěna nad kuchyňskou linkou. Umístění jednotky je ilustrativní, obecně závisí na jejím provedení a prostorových možnostech. Větrací jednotky se často umisťují do podhledů např. v chodbě nebo v hygienickém zázemí. Nesmí se však zapomenout na nutnost napojení výměníku ZZT na odvod kondenzátu. Sání vzduchu je realizováno z obvodové stěny objektu (lodžie), odvod vzduchu znehodnoceného je vyveden nad střechu objektu. Distribuce vzduchu v prostoru je zajištěna tryskami s dalekým dosahem, odvod vzduchu je opět realizován talířovými ventily.

Provozní a investiční náklady

Investiční náklady

V následujících tabulkách jsou uvedeny orientační náklady pro následující řešení větrání v obytném domě:

1. centrální podtlakové větrání,
2. lokální podtlakové větrání,
3. lokální rovnotlaké větrání se ZZT.

Kalkulace jsou realizovány pro 8patrový dům, resp. pro řešení větrání v 8 stejných bytech umístěných nad sebou a napojených na jedno stoupací potrubí. Rozpočet předpokládá stavební připravenost objektu. V rozpočtu není zahrnuta doprava na místo montáže.

Tab. 2 Náklady na pořízení větracího zařízení (pro 8 bytů)

Položka	počet	mj.	Cena celkem [Kč]
a) Centrální podtlakové větrání
Centrální ventilátor	1	ks	34 371
Podstavec pod ventilátor	1	ks	6 706
Tlumič hluku	1	ks	4 575
Vzduchovod – stoupačky	48	m	18 695
Vzduchovod – tvarovky	24	ks	12 968
Ohebná hadice hliníková	24	m	1 952
Vzduchovod – napojení TV	24	m	3 595
Odvodní prvek – talířový ventil	16	ks	13 576
Přívodní prvek	32	ks	75 910
Odsávací digestoř vč. zpětné klapky	8	ks	81 748
MaR + kabeláž + ovladače do bytů	1	kpl	49 220
Montážní materiál	1	kpl	10 700
Montáž	1		77 000
Celkem			391 016
b) Lokální podtlakové větrání
Lokální ventilátory	8	ks	55 075
Potrubní element	8	ks	2 525
Vzduchovod – stoupačka	48	m	18 695
Vzduchovod – tvarovky	16	ks	7 772
Ohebná hadice hliníková	8	m	651
Vzduchovod – napojení TV	10	m	1 091
Výdechová hlavice	2	ks	4 943
Odvodní prvek – talířový ventil	8	ks	1 044
Přívodní prvek	32	ks	75 910
Odsávací digestoř vč. zpětné klapky	8	ks	81 748
Doběhy do bytů + kabeláž k vypínači	1	kpl	12 840
Montážní materiál	1	kpl	10 700
Montáž	1		64 000
Celkem			336 996
c) Lokální rovnotlaké větrání se ZZT
Rekuperační jednotka	8	ks	414 000
Vzduchovod	100	m	11 730
Ohebná hadice hliníková	24	m	1 952
Výdechová hlavice	1	ks	2 657
Odvodní prvek – talířový ventil	24	ks	13 414
Přívodní prvek – tryska	32	ks	58 880
Odsávací digestoř (cirkulační)	8	ks	87 860
Vzduchovod – tvarovky	72	ks	26 964
Montážní materiál	1	kpl	11 500
Montáž	1		103 000
Celkem			731 956

Provozní náklady za energie

Potřeba tepla pro ohřev venkovního vzduchu

V období, kdy je v provozu větrací zařízení a teplota venkovního vzduchu je nižší, než požadovaná teplota vnitřního vzduchu (u obytných budov je to většinou otopná sezóna) je potřebné větrací vzduch ohřívat. Stanovení potřeby tepla pro ohřev venkovního vzduchu při trvalém větrání je poměrně jednoduchou záležitostí a pro výpočet lze použít např. denostupňovou metodu. U nárazového větrání, které je víceméně nahodilé, je situace o poznání komplikovanější a do výpočtu vstupuje četnost, doba a denní čas spínání větracího zařízení. Jak bylo uvedeno v článku [7] potřeba energie pro nárazové větrání je prakticky zanedbatelná.

Denostupňová metoda je značně zjednodušená metoda výpočtu potřeby energie, kterou lze s výhodou použít pouze pro trvalé větrání, resp. nepřetržité větrání s konstantním průtokem vzduchu. V případě, že se průtok vzduchu během dne mění, je nutné použít přesnější metody výpočtu. Potřeba tepla pro ohřev venkovního vzduchu za rok se stanoví z rovnice

kde je

V

průtok větracího vzduchu [m³/s],

ρ

hustota vzduchu [kg/m³],

c

měrná tepelná kapacita vzduchu c = 1010 [J/kg.K],

τ

počet provozních hodin chodu větrání za rok, resp. počet kdy je v provozu otopná soustava [h] (platí pro případy, kdy tepelnou ztrátu větráním hradí otopná soustava),

t_em

průměrná teplota venkovního vzduchu během zkoumaného období [°C],

t_i

teplota vzduchu v místnosti [°C].

V případě, že tepelnou ztrátu větráním hradí otopná soustava, je počet dnů roven počtu dnů otopného období. Pro trvalé větrání a otopné období trvající 240 dní platí:

Na základě uvedeného výpočtu byl sestrojen graf na Obr. 5. Průměrná teplota venkovního vzduchu v otopném období je t_em = 4,41 °C. Potřeba tepla pro ohřev venkovního vzduchu v kWh/(m².rok) vztažená na celkovou podlahovou plochu bytu při trvalém větrání, je zde vynesena v závislosti na intenzitě větrání a teplotním faktoru (účinnosti) ZZT. Intenzita větrání byla při výpočtech vztažena k celkovému objemu bytu (světlá výška místnosti je 2,6 m). Teplotní faktor ZZT = 0 % odpovídá situaci, kdy není větrací systém vybaven výměníkem zpětného získávání tepla (nucené podtlakové větrání). Na vedlejší ose y je pak možné odečíst náklady na ohřev větracího vzduchu při trvalém větrání v Kč/m² za rok při průměrné ceně za teplo 500 Kč/GJ. Reálně se cena tepla může pohybovat v poměrně širokém pásmu hodnot 300 až 700 Kč/G a výsledek je pak nutno jednoduše přepočítat. Výsledky nezohledňují volbu konkrétního zdroje tepla, nejedná se tedy o skutečnou spotřebu tepla, nýbrž potřebu.

Potřeba tepla na ohřev větracího vzduchu pro zkoumaný byt o ploše 74 m² (viz Tab. 3) a oba navržené systémy větrání podtlakové i rovnotlaké je uvedena v Tab. 4.

Tab. 3 Orientační náklady na ohřev větracího vzduchu (1 byt o ploše 74 m²; 500 Kč/GJ)

Větrání	Teplotní faktor ZZT Φ	Průměrná teplota vzduchu za výměníkem ZZT (1) te2,m	Potřeba tepla na ohřev větracího vzduchu	Náklady na ohřev větracího vzduchu
	[%]	[°C]	[kWh/rok]	[Kč/rok]
Podtlakové	0	4,4	2559	4607
Rovnotlaké se ZZT	85	17,7	384	691

Potřeba energie pro pohon ventilátorů

Spotřeba energie pro pohon ventilátorů závisí na elektrickém příkonu, který je dán průtokem vzduchu, dopravním tlakem, účinností ventilátoru a účinností pohonu (elektromotoru). Ideálním podkladem pro stanovení spotřeby energie je příkonová charakteristika tj. závislost příkonu na objemovém průtoku vzduchu. Cena elektrické energie závisí na vybrané sazbě. Prezentované kalkulace odpovídají běžné sazbě pro domácnosti společnosti ČEZ – Standard D02d. Dle ceníku společnosti činí cena elektrické energie cca 4,65 Kč/kWh vč. DPH. Výpočty zohledňují spotřebu energie ventilátorů během zkoumaného otopného období (240 dní).

Spotřeba elektrické energie pro pohon ventilátoru se stanoví z příkonu a doby jeho chodu

kde je

τ

doba chodu ventilátoru ve sledovaném období [h],

SFP

měrný příkon ventilátoru/jednotky [Ws/m³].

Na Obr. 6 je vynesena spotřeba elektrické energie ventilátoru v závislosti na intenzitě větrání a měrném příkonu ventilátoru SFP [Ws/m³]. Obr. 6 znázorňuje spotřebu energie jednoho ventilátoru při trvalém větrání v otopném období. Z Obr. 6 je zřejmé, že s rostoucím parametrem SFP, tzn. s rostoucím celkovým dopravním tlakem a se snižující se účinností spotřeba energie úměrně roste. Například měrný příkon lokálního ventilátoru pro trvalé podtlakové větrání, který pracuje s průtokem 85 m³/h a jehož elektrický příkon je 28 W, se stanoví jako

Tab. 4 Orientační náklady na dopravu větracího vzduchu (1 byt o ploše 74 m²; 4,65 Kč/kWh)

Větrání	Příkon ventilátoru/ jednotky P	Měrný příkon ventilátoru/ jednotky SFP	Potřeba energie na pohon ventilátorů	Náklady na dopravu větracího vzduchu
	[W]	[Ws/m3]	[kWh/rok]	[Kč/rok]
Podtlakové	28	1191	161	750
Rovnotlaké se ZZT	40	1701	230	1071

Náklady na údržbu a servis

Větrací jednotka a ventilátory obecně jsou strojní zařízení a obdobně jako jiné spotřebiče v domácnosti mají omezenou životnost, která je cca 10–15 let. Součásti systému, kde nejsou pohyblivé části (vzduchovody, vyústky, rekuperační výměníky ZZT apod.) mají životnost 20 až 30 let.

Náklady na údržbu a servis se týkají zejména výměny filtrů, které se doporučuje měnit jednou za 3 měsíce. Většina výrobků má filtr konstruovaný tak, aby uživatel měnil pouze filtrační tkaninu a byl schopen tento úkon provést sám. Ve většině případů se tak nejedná o nijak nákladnou položku. U jednotek, kde je nutné měnit celý rámeček s filtrem, jsou náklady vyšší.

Vyplatí se větrat?

Je jisté, že větrání (ať už přirozené nebo nucené) s sebou přináší provozní náklady (platby za energie, servis, údržbu). Často se lze setkat s názorem typu „nejvíc peněz ušetřím, když nevětrám“, což se může zdát v kontextu snižování spotřeby energie jako opodstatněné, z hlediska kvality vnitřního prostředí je však takový přístup nepochopitelný a nesprávný. Vyčíslení „návratnosti“ větrání je i z tohoto důvodu obtížné, často se totiž porovnávají neporovnatelné případy – stávající nevyhovující větrání a nový funkční systém. Větrání se vyplácí z dlouhodobého hlediska, neboť má prokazatelný vliv na lidské zdraví. Náklady na zdravotní péči, která vyplývá ze znehodnoceného ovzduší, jsou pro techniky těžko vyčíslitelné a argumentace ve prospěch zdravého vnitřního prostředí je velmi obtížná.

Náklady na větrání typického bytu s podlahovou plochou 74 m² obývaného dvěma dospělými a dvěma dětmi rozpočítané do celého roku jsou (při uvažovaných cenách za teplo 500 Kč/GJ a elektrickou energii 4,65 Kč/kWh) pro podtlakové větrání 116 Kč/osobu.měsíc resp. 41 Kč/osobu.měsíc pro rovnotlaké větrání se ZZT. Je jisté, že výsledné náklady budou podstatně záviset i na daném zdroji tepla, provedení rozvodů tepla apod. Zda jsou uvedené částky za vytvoření vyšší kvality vzduchu v obytném prostředí (a tím i kvality života) vysoké, je třeba nechat na názoru čtenáře/potenciálního uživatele.

Tab. 5 Celkové provozní náklady (1 byt pro čtyřčlennou rodinu o ploše 74 m²)

Větrání	Ohřev větracího vzduchu	Doprava větracího vzduchu	Výměna filtrů	Celkem náklady za energie	Celkové náklady vztažené na osobu
	[Kč/rok]	[Kč/rok]	[Kč/rok]	[Kč/rok]	[Kč/měsíc na osobu]
Podtlakové	4607	750	200*	5557	116
Rovnotlaké se ZZT	691	1071	200*	1962	41
* Předpokládá se výměna filtrační tkaniny 4× ročně

Pokyny pro realizaci, přejímku, provoz a údržbu větracího zařízení

Pokyny pro realizaci, přejímku, provoz a údržbu větracího zařízení jsou zpracovány v dokumentu TPW 170 01 Koncept větrání [22].

Projektová dokumentace

Výchozím podkladem pro realizaci díla je ověřená projektová dokumentace zpracovaná v rozsahu a obsahu dokumentace pro provádění stavby podle přílohy č. 6 k vyhlášce č. 499/2006 Sb. [16]. Z dokumentace musí být jednoznačné, jaké parametry jsou navrženým větracím zařízením garantovány.

Realizace

Předpokladem pro správný průběh realizace díla a jeho úspěšného předání a převzetí je řádně uzavřená smlouva o dílo mezi dodavatelem a odběratelem. Pro realizaci díla se doporučuje vybrat společnost s odpovídající kvalifikací v oboru vzduchotechnika. Při výběru dodavatele lze využít informace uvedené v § 54 (Profesní kvalifikační předpoklady) a v § 56 (Technické kvalifikační předpoklady) zákona č. 137/2006 Sb. [12].

Změny při výstavbě je vhodné projednávat s autorem projektu a mít jeho písemný souhlas s provedením změn. V případě změn musí být vždy zachován snadný přístup ke všem komponentům, které vyžadují seřizování, údržbu, kontrolu, revizi atd. Přístup musí být umožněn i přes zakrývající stavební konstrukce, jako jsou pevné podhledy a ostění, např. zabudováním a označením odnímatelných dílců nebo dveří. Veškeré realizované změny se zaznamenávají do dokumentace skutečného provedení stavby, rozsah a obsah této dokumentace je stanoven v příloze č. 7 vyhlášky č. 499/2006 Sb. [16].

Přejímka dodaného díla

Zkoušky

Prověření způsobilosti vzduchotechnického zařízení se ověřuje:

1. zkouškou chodu, která ověřuje schopnost delšího provozu zařízení,
2. zaregulováním výkonových parametrů, kdy se seřizuje dopravované množství vzduchu v potrubních rozvodech a na distribučních elementech na hodnoty uvedené v projektu,
3. případně dalšími zkouškami pro ověření parametrů instalovaného zařízení (např. měření hluku ve venkovním i vnitřním prostředí, měření mikroklimatických parametrů ve větraných prostorech, měření koncentrace škodlivin, měření tlakových poměrů a další zkoušky určené projektem nebo dodavatelskou smlouvou).

Výsledky zkoušek se zapisují a vyhodnocují do protokolu. Součástí protokolu o provedených zkouškách je i schéma (případně dispozice) se zakreslenými místy, ve kterých bylo provedeno měření nebo odběry.

Předání a převzetí díla

Podmínky předání a převzetí díla vychází z normy [21] a jsou uvedeny ve smlouvě o dílo v souladu s občanským zákoníkem. Součástí předání hotového díla profese vzduchotechnika je i předání dokumentace k tomuto dílu. Tuto dokumentaci tvoří následující položky (jsou-li relevantní):

• projekt skutečného provedení stavby,
• stavební deník,
• návody pro obsluhu a údržbu jednotlivých zařízení,
• protokol o zkoušce chodu a zaregulování vzduchotechnického zařízení včetně vyhodnocení,
• výsledky dílčích a komplexních zkoušek (pokud byly dohodnuty) včetně jejich vyhodnocení,
• protokol o autorizovaném měření hluku ve vnitřním a venkovním chráněném prostoru dle [12] stavby při provozu vzduchotechnického zařízení,
• kniha požárních klapek (protokol o vstupní revizi požárních klapek),
• revizní zprávy k zařízením, jejichž provedení to vyžaduje.

Provoz a údržba

Výchozím podkladem pro vypracování provozní dokumentace (řády, předpisy, směrnice) je dokumentace předaná zhotovitelem při převzetí díla. Další navazující dokumenty jsou: povinnosti pracovníků obsluhy a údržby, provozní deník, řešení havárií a požárů, plán údržby a obnovy, plán revizí a jejich evidence atd.

Provozní řád představuje soubor pravidel pro provozování objektu a jeho technického zařízení. O vypracování provozního řádu rozhodne provozovatel podle rozsahu zařízení a podle náročnosti na jeho provoz a obsluhu, nebo je to povinností uloženou zákonem (například ve smyslu § 100 zákona č. 258/2000 Sb. [13]).

Personál obsluhy musí prokázat znalost provozního řádu a navazujících dokumentů a je povinen tyto dokumenty při své práci respektovat. Pracovníci odpovědní za obsluhu a údržbu vzduchotechnického zařízení musí mít odbornou kvalifikaci odpovídající nárokům instalovaného technického zařízení.

Pravidelné servisní prohlídky obsahují zejména následující úkony:

• výměnu filtrů (podle znečištění, zpravidla 1× za 3 měsíce),
• kontrolu požárních klapek (minimálně 1× ročně),
• a další úkony uvedené v provozním řádu nebo v návodu k použití.

U malých větracích zařízení bytů vybavených nuceným větráním je nutné, aby majitel/provozovatel se podrobně seznámil s provozními pokyny předmětného zařízení.

Převzato z PUBLIKACE Energeticky vědomá rekonstrukce systémů TZB v BD podpořené Státním programem na podporu úspor energie na období 2017–2021 – PROGRAM EFEKT 2 pro rok 2017.