asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Větrání řízené skutečnou potřebou

01.11.2010
Lidé v současnosti tráví většinu dne v budovách – na pracovišti nebo ve škole a následně ve svém domově. Z tohoto důvodu by měl být kladen velký důraz na dobrou kvalitu vnitřního prostředí, kterou mimo jiné zajišťuje větrací systém. Přívod čerstvého venkovního vzduchu a odvod znečištěného vzduchu s vysokou vlhkostí, zápachy a výpary je třeba zajistit v každém vnitřním prostředí.
Mnoho systémů nuceného větrání pracuje na základě časové regulace – systém je nastaven na určitý konstantní výkon. Během větrání se vymění dané množství kubických metrů vzduchu na osobu za hodinu, nezávisle na aktuálním počtu lidí ve větraném prostoru. Jednoduše řečeno – v některých případech se větrá nedostatečně a naopak jindy mnohem více, než je potřeba. Z energetického a tedy i ekonomického hlediska jde o velmi neúsporné řešení. Pokud je právě z důvodů energetických úspor použita recirkulace vzduchu (část vnitřního vzduchu se po smíšení s venkovním vzduchem vrací do místnosti), může se významně zhoršit kvalita vnitřního vzduchu.

Měření koncentrace oxidu uhličitého

Koncentrace oxidu uhličitého (CO2) ve vzduchu je vhodným indikátorem znečištění vnitřního vzduchu, protože velmi dobře zohledňuje počet lidí přítomných ve větraném prostoru.

Vzduch zemské atmosféry je tvořen přibližně: 78 % dusíku, 21 % kyslíku, 0,4 % vodních par, 0,04 % CO2. Zbytek tvoří vzácné plyny a další složky. Oxid uhličitý je tedy přirozenou plynnou součástí zemské atmosféry. Koncentrace CO2 v přírodě je okolo 0,04 % neboli 400 ppm (jednotka ppm vyjadřuje počet objemových jednotek plynu v miliónu objemových jednotek vzduchu; ppm – akronym z angličtiny parts-per-million). Vyšší koncentrace než 400 ppm se ve venkovním prostředí vyskytují v okolí dopravních tepen s vysokým provozem, v okolí průmyslových zón, spaloven apod.

Procesem dýchání dochází ke změně vdechovaného kyslíku na oxid uhličitý. Vydechovaný vzduch dospělého člověka obsahuje průměrně okolo 35 000 až 50 000 ppm CO2, což je přibližně 100krát vyšší koncentrace než ve venkovním vzduchu. Bez dostatečného přívodu venkovního vzduchu proto logicky v uzavřených prostorách dochází k nárůstu koncentrace CO2. Hodnotu koncentrace oxidu uhličitého ve vnitřním vzduchu je tedy možné považovat za důležitý ukazatel kvality vzduchu v uzavřených prostorách. Tento princip je celosvětově uznávaný a mnoho norem a předpisů se váže právě ke koncentraci oxidu uhličitého. Nejčastěji je jako základní kritérium používáno Pettenkoferovo kritérium, jež udává jako optimální koncentraci CO2 do 1 000 ppm (0,1 %). Pro dodržení tohoto požadavku je nutno přivést 25 m3/h vnějšího vzduchu na osobu.
 
Kolik CO2 je už příliš?

Oxid uhličitý je pouhým okem neviditelný a bez zápachu. Při překročení určitých hodnot však dochází k únavě a k poklesu schopnosti koncentrace. Je to způsobeno tím, že při nedostatečném větrání spolu s rostoucí koncentrací CO2 roste i koncentrace dalších znečišťujících látek, jako jsou bakterie, zápachy, čpavek, různé těkavé organické látky apod. Spolupůsobením těchto faktorů pak dochází k nepříjemným pocitům spojeným s vydýchaným vzduchem. Zvýšená koncentrace CO2 je tedy indikátorem snížené kvality vzduchu, nikoliv přímou příčinou nepříjemných pocitů spojených se znečištěným vzduchem. Sledováním koncentrace CO2 v čase lze určit výkonnost ventilace a je možné stanovit i objemový průtok přiváděného vzduchu za hodinu na osobu. Je tedy možné monitorováním koncentrace CO2 zkontrolovat funkčnost větrání v závislosti na počtu lidí v uzavřeném prostoru a čase.

Zejména v prostorách s větším množstvím lidí, jako jsou například kanceláře, školy, divadla a zdravotnická zařízení, je dopad nedostatečného větrání zjištěný měřením koncentrací CO2 ve vzduchu velmi patrný.
Koncentrace CO2 do 5 000 ppm nepředstavují vážné nebezpečí z hlediska trvalých následků na lidském zdraví. Ovšem podle výzkumů dochází již při zvýšené koncentraci CO2  nad 1 000 ppm k ospalosti, letargii, únavě a poklesu schopnosti koncentrace a k nepříjemnému pocitu vydýchaného vzduchu. Zvýšená koncentrace CO2 má vliv na pokles produktivity a výkonnosti člověka. Pokud tedy koncentrace CO2 ve vnitřních prostorách překročí hranici 1 000 ppm, je vhodné zvýšit výkon větracího systému z důvodu zajištění komfortu přítomných osob. Na druhou stranu pokud koncentrace CO2 poklesne pod 800 ppm, lze to považovat za plýtvání, neboť je nadbytečně spotřebovávána energie na ohřev, případně chlazení přiváděného vzduchu.

Příklady koncentrace CO2

















Větrání řízené skutečnou potřebou

Současné technologie dovolují snadno a relativně levně monitorovat koncentraci CO2 ve vzduchu a na základě získaných hodnot pak řídit větrací systémy tak, aby byla zajištěna dobrá kvalita vzduchu a současně byla minimalizována energetická náročnost. Často se využívá okamžité naměřené hodnoty koncentrace CO2 pro spojité řízení výkonu systému. Takovéto systémy se označují zkratkou DCV (akronym z anglického názvu Demand Control Ventilation) a jsou užitečné obzvlášť pro prostory s proměnným počtem lidí. Výkon ventilace se průběžně mění v závislosti na počtu přítomných.

Principy měření a typy přístrojů

Pro měření koncentrace CO2 ve vzduchu se využívá několik principů. V současné době jsou nejrozšířenější čidla pracující na základě infračervené absorpční metody (tzv. metoda NDIR – Non-Dispersive Infra Red) a dále čidla pracující na elektrochemickém principu. Každý princip má své výhody a nevýhody.

Čidla NDIR jsou obecně přesnější, dlouhodoběji stabilnější, měří koncentraci již od nulové hodnoty, ale jejich nevýhodou je o něco vyšší cena. Elektrochemická čidla jsou naopak levnější, s nižší životností i přesností. Tato čidla mají obvykle vestavěnou  autokalibrační funkci, která zajišťuje automatickou periodickou kalibraci čidla podle koncentrace ve venkovním prostředí, čímž je eliminováno stárnutí čidla a zajištěna dlouhodobá stabilita parametrů.

Čidla všech typů mají obvykle spojitý napěťový výstup (0–10 V) nebo proudový výstup (0–20/4–20 mA), kterým předávají informaci o aktuální hodnotě koncentrace CO2 ve vzduchu nadřízenému systému regulace.

Závěr

Dostatečný přívod čerstvého vzduchu do pobytových místností je základním předpokladem pro pohodlí i produktivitu přítomných osob. Při současné snaze o maximalizaci energetických úspor je velmi vhodné využít řízení větrání na základě skutečné potřeby – počtu přítomných osob. Oxid uhličitý lze snadno využít jako hodnotící kritérium, neboť jeho produkce osobami je dobře známá. Výhodou je, že jej lze snadno měřit a monitorovat.

Řízení větrání na základě měření koncentrace oxidu uhličitého lze využít i v zemědělství pro velkochovy hospodářských zvířat a při pěstování zeleniny, hub a podobně. Udržování koncentrace CO2 na optimální úrovni pro danou aplikaci umožňuje získat maximální užitkovost nebo nejvyšší výnosy.


Ing. Miloš Žáček
Autor je jednatelem společnosti Protronix, s. r. o.

Foto: Protronix, archiv redakce

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media