Větrací systémy v domech

Skutečnost, že vzduch je pro život nezbytný, dostává v současnosti nový význam. Civilizační rozvoj totiž nejen znečišťuje životní prostředí, ale zároveň vytváří nástroje, kterými se proti tomuto znečištění lze bránit. Mezi takové nástroje patří i větrání. Během života se v lidském organismu ukládají látky, jejichž hlavní složku tvoří z více než 80 % vzduch. Dbá se na kvalitu vody a potravin. Hledí se však dostatečně i na kvalitu vzduchu?

Nedostatečné množství přiváděného vzduchu způsobuje, že se lidé cítí špatně, mají bolesti hlavy a závratě, pociťují únavu, mají podrážděnou sliznici nosohltanu, vnímají pocit dráždění v krku a na kůži, jsou citlivější a objevují se u nich příznaky alergie. Je zřejmé, že mezi kvalitou vzduchu a schopností koncentrace, náchylností k onemocnění a celkovou psychofyzickou kondicí existuje bezprostřední spojitost. Mnohá znečištění však není možné zjistit čichem a onemocnění, která způsobují, se často projeví nejdříve po několika letech.

Kvalita vzduchu v místnostech závisí na množství uvolňovaných znečišťujících elementů, jako jsou částečky hub či radioaktivní izotopy (radon), na uvolňovaných sloučeninách ze zařízení (nábytek, podlaha, obklady, koberce), na množství prachu, bakterií, dále na intenzitě uvolňovaných nepříjemných pachů, pylů, oxidu uhličitého, vlhkosti a sníženého obsahu kyslíku ve vzduchu. Snížením znečištění lze redukovat nepříjemné vlivy prostředí na zdraví, přičemž existují studie, které poukazují i na redukci vlivu na alergie a astma.

Nejjednodušším a nejúčinnějším způsobem odstranění znečištěného vzduchu je větrání – samozřejmě s výjimkou omezení škodlivin přímo v jejich zdroji. Větrací systém by měl kontrolovaným způsobem přivádět odpovídající množství čerstvého vzduchu nutného k životu a odvádět znečištěný vzduch. Větrání je tak možné definovat jako proces výměny znečištěného (opotřebeného) vzduchu za čerstvý vzduch. Dále se ve stručnosti popisují různé způsoby větracích systémů včetně jejich kladů a záporů.

Přirozené větrání
Nejjednodušším, přitom však nejméně účinným, ale stále nejčastěji používaným typem větrání je větrání využívající přírodní sílu (gravitaci) – přirozené gravitační větrání. Hnací silou tohoto větrání je rozdíl hustot lehčího teplého vzduchu v místnosti a těžšího čerstvého vzduchu ve vnějším prostředí.

Množství vzduchu, které se za hodinu přivede do místností, by se mělo rovnat minimálně polovině jejich objemu. Za předpokladu, že celkový objem domu o ploše 140 m² a výškou místností 2,5 m je 350 m³, by přiváděné množství vzduchu mělo být 175 m³/h. Samozřejmě by se stejný objem vzduchu měl z místností i odvést. Bohužel kvůli omezení tepelných ztrát se domy stavějí s důrazem na těsnost; v takových případech je velmi těžké dosáhnout toho, aby přirozené větrání trvale zajišťovalo potřebné množství vzduchu, a tím i odpovídající komfort.

Důsledkem je špatná kvalita vzduchu a zhoršená pohoda při pobytu v místnostech, někdy dochází dokonce ke zdravotním komplikacím. Výhodou přirozeného gravitačního větrání však je, že funguje samo o sobě, není zapotřebí u něj instalovat dodatečné větrací zařízení se vzduchotechnickými rozvody.

Nevýhody přirozeného větrání Malá účinnost systému v těsných objektech. Při větrání je třeba zabezpečit nejen přívod vzduchu, ale i jeho odvod. Znečištěný vzduch se odvádí výstupními větracími komíny (šachtami), čerstvý vzduch se dovnitř dostává netěsnostmi, které v moderních budovách – nejen investoři, ale i uživatelé – vidí velmi neradi. Trvalé otevření oken není vhodné kvůli tepelným ztrátám budovy. Nemožnost řízení systému větrání. Gravitační větrání funguje o to dynamičtěji, o co větší je rozdíl hustot vnitřního a venkovního vzduchu. Výměna vzduchu je tím intenzivnější, čím je venkovní prostředí chladnější. Méně intenzivní je u teplejšího venkovního prostředí. Proto je velmi obtížné kontrolovat množství přiváděného vzduchu, který se navíc nijak neupravuje (filtrací, ohřevem). Chybějící komfort. Netěsnosti (případně otevřená okna) způsobují v chladném období nepříjemný průvan. Prvky, kterými se čerstvý vzduch přivádí, často způsobují, že hluk z venkovního prostředí prochází snadno do místností. Zvýšené náklady. Použitý vzduch je teplý a jeho jednoduchým odvedením uniká energie vynaložená na jeho předcházející ohřátí. Zároveň se vynakládá velké množství energie na ohřátí chladného venkovního vzduchu. Horší bezpečnost objektu. Pro zajištění dostatečné kvality vzduchu a tělesné pohody zůstávají v létě otevřená okna i v nepřítomnosti osob, což ohrožuje bezpečnost objektu.

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

Schéma vzduchotechnického systému nuceného větrání v rodinném domě (Swegon)

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

Výhody rovnotlakového větracího systému Přivádí do místností čerstvý, přefiltrovaný vzduch se správnou teplotou a současně chrání 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 nebezpečnými chemickými látkami, které působí nepříznivě na lidské zdraví. Zpětně získané teplo z odváděného vzduchu se využije k ohřevu přiváděného venkovního vzduchu. Tím se snižují náklady na vytápění, šetří se energií a zvyšují se 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 místností. K tomuto účelu je zapotřebí vhodně seříznout dveře nebo nainstalovat speciální průchodné mřížky ve stěnách. Tyto zásahy lze spolu s instalací, umístěním větracího systému a vyšší pořizovací cenou považovat za určitou nevýhodu tohoto systému.

Části vzduchotechnického systému
Vzduchotechnická jednotka
Vzduchotechnická jednotka se skládá z ventilátoru přívodního vzduchu, odtahového ventilátoru, výměníku zpětného získávání tepla (VZZT), filtrů, skříně vzduchotechnické jednotky, automatiky a přídavných zařízení (ohřívače apod.). Pokud je to možné, měla by se strojovna vzduchotechnických zařízení umístit co nejdále od místností určených ke spaní. Zároveň je však třeba zajistit přístupnost (možnost připojení) prvků, které přivádějí a odvádějí vzduch. Jednotka vyžaduje údržbu, například pravidelnou výměnu filtrů, není tedy vhodné umístit ji na nepřístupném místě. Optimální umístění je v prostorech hospodářsko-technického zázemí, na půdě, ve sklepě nebo v garáži. Před montáží je nutné ověřit, zda bude možné zařízení přepravit na místo stávajícími dveřmi, nebo se bude muset využít jiný vstup. Jednotky se napájejí z běžné zásuvky elektrické sítě 230 V. Prvek, který řídí činnost jednotky (přepínač, programátor nebo regulátor), by měl být na místě vhodném pro obsluhu. Pokud má regulátor funkci měření teploty v místnosti, jeho nejvhodnější umístění je v některé z hlavních obytných místností.

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

Filtry
Filtry zabezpečují čistotu vzduchu a v jednotce plní dvojí funkci. Čistí vzduch přiváděný do místností a zároveň chrání výměník tepla před jeho znečištěním a neprůchodností. Nejčastěji používané filtry jsou G3, G4, F5, F6, F7. Čím je v označení vyšší číslo, tím je filtr účinnější. Principy funkce zařízení vyšších tříd vylučují možnost čištění filtrů vyklepáváním nebo praním. Používáním se tlakový spád na filtrech zmenšuje, což snižuje účinnost jednotky a vede k nutné výměně filtrů. Jednotky s vysokou technickou úrovní mají ukazatel znečištění filtru.

Regulace
Úkolem regulace je řídit vzduchotechnickou jednotku k udržování nastavené teploty a množství přiváděného vzduchu. Sestava použitých regulátorů a snímačů determinuje funkce, které může automatika vykonávat (například lze 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 například potřebná výměna filtru.

Vzduchotechnické rozvody
Rozvody a vzduchotechnická potrubí slouží k distribuci vzduchu. Nejčastěji jsou zhotoveny z hliníku, pozinkované oceli (spiro) nebo z plastů. Spojují všechny prvky v systému. Pokud kanály procházejí nevytápěnými místnostmi, vyžadují kvůli minimalizaci tepelných ztrát vhodnou izolaci. Izolováním rozvodů se dosáhne i snížení hlučnosti celé instalace. Návrh rozvodů je vhodné řešit už v době zpracování projektu domu. Rozvody je možné vést stropem či nepoužívaným podstřešním prostorem, nebo i ve stěnách. Správně navržená a vyhotovená potrubní síť zajistí bezchybnou funkci systému na mnoho let. Naopak špatně naprojektovaná síť může vést ke zvýšení hluku a k dalším problémům s instalací.

Vstupní přívod vzduchu
Vzduch se do systému přivádí vstupní částí, tj. vstupní mřížkou různé velikosti, umístěnou obvykle na vnější stěně budovy. Má esteticky ukončit ventilační potrubí a zabránit vnikání 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. Rovněž by měla být umístěna na severní straně domu, aby neodebírala ohřátý vzduch v letním období. Vstup by se neměl nacházet v blízkosti oken ložnic kvůli generování hluku.

Výstupní odvod vzduchu
Odpadní vzduch se odvádí z objektu výstupní částí. Je to prvek rozvodu s podobnou konstrukcí jako vstupní část a podobně generuje hluk – proto se musí instalovat v dostatečné vzdálenosti od oken ložnic.

Přívodní a odtahová vyústění
Přívodní a odtahová vyústění představují prvky ventilačních rozvodů, jimiž se distribuuje vzduch. Přívodní vyústění slouží k přívodu čerstvého vzduchu, odtahové k odvádění znečištěného vzduchu. Přívodní vyústění se nejčastěji umísťují v „čistých“ místnostech, jako jsou ložnice, a odtahové v takzvaných špinavých zónách, jako jsou kuchyně, koupelny, toalety a šatny. Dveře do těchto místností je proto třeba seříznout minimálně 1,5 cm nad podlahou nebo je zapotřebí do nich osadit ventilační mřížky. Správné umístění mřížek a vyústění je důležité z toho důvodu, aby proudění vzduchu nenarušilo komfort bydlení. Vzduchotechnická vyústění by se neměla umísťovat například nad židlemi, sedačkami nebo postelemi, aby vzduch neproudil přímo na přítomné osoby. V některých prostorech je k dosažení správné distribuce vzduchu vhodné nainstalovat více těchto přívodních mřížek a vyústění.

Energetické úspory Vysoké náklady na energii nás nutí k tomu, aby se s ní šetřilo. Je zapotřebí si uvědomit, že větrání způsobuje v zimním období značné ztráty tepla. Velké množství energie se spotřebuje na ohřátí čerstvého vzduchu přiváděného do místností. Ve špatně tepelně izolovaných objektech, v nichž velká část ztrát připadá na obvodové konstrukce (stěny, okna, stropy), je podíl větrání na tepelných ztrátách úměrně menší. S lepší izolací obvodových konstrukcí se podíl ztrát větráním na celkové energetické bilanci zvětšuje. Vé svém důsledku to často směřuje k neúměrnému utěsňování objektu, což následně dramaticky zhoršuje kvalitu vnitřního vzduchu. Zatímco u přirozeného větrání je těsnost objektu nežádoucí nebo je nevýznamná, při použití nuceného větrání se zpětným získáváním tepla se vzduchotěsnost budovy vyžaduje – a to z důvodu eliminace nekontrolovatelných průtoků vzduchu způsobujících dodatečné tepelné ztráty a vnikání znečišťujících prvků.

Martin Bedrníček
Foto: Swegon, Junkers