Vetranie nízkoenergetických a pasívnych domov

V celej doterajšej histórii stredoeurópskych stavieb zabezpečovali okná okrem svojej základnej osvetľovacej funkcie interiéru aj dokonale fungujúci systém vetrania. Zámerne vytvorenými netesnými škárami okenných rámov v kombinácii s lokálnymi vykurovacími telesami a prehrievanými komínmi v každej miestnosti vznikla dokonale funkčná vetracia sústava.

Povrch lokálnych vykurovacích telies s vysokými povrchovými teplotami vyžaroval teplo, a tým čiastočne eliminoval inak veľmi nepríjemné prúdenie chladného vzduchu cez okná do miestnosti. Sociálne zariadenia sa v panelových domoch odvetrávali oknami do veľkorozmerných vnútorných svetlíkov, kde bol vztlak zabezpečený teplom prestupujúcim z obvodových stien. V priebehu niekoľkých minulých desaťročí však došlo k radikálnej zmene. Lokálne vykurovacie telesá sa rušia a nahradzujú sa ústredným vykurovaním, okenné škáry sa hromadne a nezodpovedne utesňujú hermetickým tesnením proti tepelným stratám pri prudko stúpajúcich cenách tepelnej energie. Tak dochádza v bytoch k závažným problémom – k masovému výskytu plesní spôsobenému neodvetranou vlhkosťou, enormnému výskytu radónu, formaldehydu, styrénu a všetkých ďalších problémových zložiek negatívne pôsobiacich na zdravie človeka.

Často odporúčané otváranie okien na štvrtú polohu nerieši pri dokonale tesných oknách riadenú výmenu pri rozdielnych meteorologických hodnotách, rýchlosti vetra, gradientoch, rôznych konfiguráciách bytov, náveterných a záveterných orientáciách fasád atď. Zároveň oknu chýba akustický útlm, do bytu vniká prach a odvádza sa bez úžitku teplo.

Použitie podtlakových odsávacích systémov zo sociálnych zariadení zabezpečuje riadenú výmenu vzduchu optimálne len pri inštalácii akustických vetracích štrbín do fasád. Dochádza však k nepohodliu pri prúdení chladného vonkajšieho vzduchu pri podlahe obytného priestoru, užívatelia štrbiny zakrývajú, a tým znehodnocujú celý systém riadeného odsávania, ktorý je potom pri tesných uzavretých oknách úplne nefunkčný. Často odporúčané nárazové vetranie pravidelným otváraním okien je už úplne neakceptovateľné a nerieši dostatočné odvetranie sociálnych zariadení.

Nové koncepcie vetrania
S postupným skvalitňovaním tepelnotechnických parametrov obvodových konštrukcií nízkoenergetických a najmä pasívnych stavieb nadobúda stále dôležitejší význam znižovanie spotreby tepla na hygienicky nutné vetranie. Pri pasívnych domoch tvorí energetická spotreba na vetranie dokonca najväčší podiel na celkovej bilancii.

Proti neriadenej infiltrácii a náporu vetra je v mnohých krajinách predpísané dodržiavanie celkovej tesnosti obvodových konštrukcií domov vo všetkých škárach, čiže nielen okenných, ale aj v styku konštrukcií podláh a stien, prestupov strešných konštrukcií, pevných rámov atď. Táto tesnosť musí zabezpečiť, že pri rozdiele tlakov Δp = 50 Pa nepresiahne výmena vzduchu v dome hodnotu n = 0,6 h1, prípadne 0,9 h-1. Meranie sa vykonáva tzv. Blower door testom.

Je teda zrejmé, že pri týchto moderných domoch možno zabezpečiť požadovanú hygienickú výmenu vzduchu iba núteným vetraním, a s ohľadom na zníženie energetickej spotreby vždy riadeným vetraním s rekuperáciou tepla pri účinnosti minimálne 75 až 80 %.

Pasívne domy, pri ktorých sa odporúča dodržanie mernej výpočtovej straty maximálne 0,3 W/(m² . K) (t. j. 10 W/m², pre te = –12 °C), už bežne nemajú riešený samostatný vykurovací systém, navrhuje sa iba dodatočný ohrev privádzaného vetracieho vzduchu vstavaným výmenníkom. Problematická však býva veľmi nízka relatívna vlhkosť v interiéroch týchto budov. Vhodnejšie je preto riešiť vetrací systém integrovane s cirkulačným teplovzdušným systémom (dvojzónové vetranie a vykurovanie), kde intenzitu vetrania automaticky riadia snímače vlhkosti a CO2, nezávisle od vykurovania.

Na ďalšie zníženie energetickej náročnosti vetrania sa často inštalujú tzv. zemné registre, ktorými sa vo vykurovacom období predhrieva privádzaný čerstvý vzduch do objektu.

Často diskutovaným problémom je dimenzovanie výkonu vzduchotechnického systému na zabezpečenie požadovaných hygienických parametrov. Všeobecne uznávanou hodnotou je tzv. Pettenkoferove kritérium, ktoré stanoví optimálnu hodnotu 0,1 % CO2 (t. j. 1 000 ppm = 1 l/m³) vo vnútornom ovzduší ako indikátor znečistenia vzduchu ľudskými odérmi. Pri bežnej produkcii 16 až 20 l CO2/h/os a vonkajšej koncentrácii 0,03 % CO2 (t. j. 300 ppm = 0,3 l/m³) vychádza nevyhnutné množstvo čerstvého vzduchu na osobu 23 až 28 m3/h/os. Pre čiastočne adaptované osoby v domoch však možno uvažovať úplne akceptovateľné zníženie kvality vzduchu až na hodnotu 0,15 % CO2 (t. j. 1 500 ppm = 1,5 l/m³). Potom postačuje dávka čerstvého vzduchu 13 až 16 m³/h/os.

Táto hodnota však už nezabezpečuje pre bežnú štvorčlennú rodinu požadované množstvo vzduchu nevyhnutné na odvetranie sociálnych zariadení podľa DIN 1946-2, takže treba riešiť lokálne zvýšenie výkonu týchto odsávaní pri ich využívaní (napr. nárazovým zapínaním maximálneho vetracieho výkonu s nastaviteľným dobehom).

Technické riešenie vetracích systémov
Výhodné umiestnenie vetracej jednotky je pod stropom WC, technickej miestnosti a pod. Alternatívne možno jednotku inštalovať na povale alebo v nástennej polohe v technickej miestnosti alebo šatni.

Rozvody čerstvého vzduchu sa inštalujú podľa druhu umiestnenia a typu stavby:

• kanálové rozvody z pozinkovaného plechu s rozmermi 160 × 40 mm, uložené v tepelnoizolačnej vrstve podlahy, s vyústením cez podlahové výustky s reguláciou. Systém je určený pre novostavby. Rozvetvený rozvod z centrálnej podlahovej rozvodnej šachty vylučuje akustické ruchy medzi obytnými miestnosťami;
• rozvody pod stropným podhľadom z kruhového potrubia (pozinkovaná oceľ, PVC) s tanierovými výustkami. Systém je určený pre novostavby s podhľadmi;
• rohové podstropné rozvody z kruhového potrubia (pozinkovaná oceľ, PVC, akustické tlmiče) so sadrokartónovým zakrytím a s dýzovými výustkami pod stropom (Coandov efekt). Systém je určený na dodatočné inštalácie a revitalizáciu panelových bytových domov.

Vo všetkých variantoch je zabezpečené dokonalé čistenie všetkých potrubných rozvodov. Odpadový vzduch zo sociálnych zariadení sa odvádza kruhovým potrubím 100 až 160 mm pod stropom v zákryte alebo pod podhľadom, s ukončením tanierovými ventilmi s reguláciou (ideálne priamo nad zdrojmi vlhkosti, napr. nad sprchovacím kútom). Z obytných miestností sa vzduch odvádza štrbinami pod dverami bez prahov (6 až 8 mm) do predsiene a popod dvere sa nasáva do sociálnych zariadení (WC, kúpeľňa). Odsávacie digestory nad sporákmi sa riešia výhradne ako cirkulačné s uhlíkovými filtrami na zachytenie pachov, s nastaviteľným výkonom 150 až 450 m³/h podľa intenzity vývinu aerosólov a pachov. Prívod čerstvého a vývod odpadového vzduchu je bežne vyvedený do protidažďových žalúzií vo fasáde domu, pri viacpodlažných budovách do centrálnych stúpačiek cez uzatváracie a požiarne klapky. Prívod čerstvého vzduchu do jednotlivých obytných miestností sa dimenzuje na 30 až 45 m³/h (podľa predpokladaného obsadenia). Odsávanie zo sociálnych zariadení sa rieši podľa DIN 1946/6 v týchto množstvách:

• kúpeľne – 40 až 60 m³/h,
• WC – 20 až 30 m³/h,
• kuchyne – 40 až 60 m³/h (iba odvod pár, ktoré nezachytí cirkulačný digestor).

Projekčné zásady návrhu koncepcie vetrania
Pri návrhu koncepcie vetrania treba zásadne dodržať priečny obraz prúdenia v miestnosti – pri vylúčení prúdových skratov a nevetraných priestorov. Potom sa dosiahne aj vysoká účinnosť prevetrania v priestore, buď návrhom podlahových výustiek pod oknami, alebo dýzovým prívodom vetracieho vzduchu nad vnútornými dverami s dostatočným dosahom prúdu pod stropom miestností až k oknám.

Celková koncepcia distribúcie a pohybu vzduchu musí vždy rešpektovať zásadu tzv. gradácie koncentrácií škodlivín v byte – od miest s maximálnou požiadavkou na kvalitu vzduchu (obytných priestorov) až po WC, kúpeľne a kuchyne. Zároveň sa tým vytvára prirodzená bariéra proti šíreniu odérov do obytných priestorov.
V mnohých prípadoch sa osvedčila časovo riešená distribúcia vzduchu pre denné a nočné zóny bytov, kde automaticky riadená prepínacia klapka preferuje prívod čerstvého vzduchu do skutočne obsadených priestorov.

Vetracie jednotky treba inštalovať vždy s maximálnym odstupom od obytných miestností, najmä od spální, a to pre možný prenos hluku potrubím (aj pod 25 dB(A)), príp. prenos chvenia cez stavebné konštrukcie.
Pri dimenzovaní vetracej jednotky sa odporúča počítať s určitou rezervou výkonu na zabezpečenie nárazového zvýšeného vetrania sociálnych priestorov a letného chladenia (najmä pri reálnom trvalom zvýšení letných teplôt až na 35 °C).

Pri inštalácii plynových sporákov v kuchyniach treba na odvod CO₂ a produkovanej vlhkosti vetrací výkon až 350 m³/h (maximum). Tieto výkony však bežne inštalovaný vetrací systém už nemôže zvládnuť. Preto sa odporúča prechod na elektrické sporáky s úspornými technológiami ohrevu.

Výkony cirkulačných digestorov s filtrami aktívneho uhlia treba dimenzovať minimálne na 6-násobnú intenzitu výmeny vzduchu v priľahlom priestore, t. j. v bežných podmienkach 350 až 500 m³/h.
Sacie výustky kúpeľní so vstavanými filtrami s jednoduchým čistením je vhodné umiestniť priamo nad lokálne zdroje pár, t. j. nad sprchovací kút a vaňu (najmä vírivú). Zvýši sa tým účinnosť odsávania.

Všetky potrubné rozvody prívodu vetracieho vzduchu sa musia riešiť s ohľadom na jednoduchú údržbu. Pre domy v štandarde EPD sa odporúča dodržať kritérium tzv. elektrickej efektívnosti, aby pomer elektrického príkonu celej jednotky k množstvu privádzaného vzduchu bol maximálne 0,45 W/m³/h, pre ostatné domy v štandarde NED do 0,6 W/m³/h.

Ing. Petr Morávek, CSc., Atrea, s. r. o.
Foto: Atrea, E. Gavlas, JAGA, K. Kabele, D. Kalús, Stiebel Eltron, D. Veselský