Řešení vzduchotechniky u novostaveb

Novostavby bytových domů a větrání
Bytové domy patří z hlediska větrání mezi nenáročné stavby, ve kterých si většina uživatelů vystačí s jednoduchými větracími systémy, při vhodném řešení i s větráním přirozeným. Vzduchotechnika, tak jak je obecně vnímána, je spíše součástí staveb pro výrobu, shromažďovacích prostorů, místností s vysokými nároky na čistotu nebo se specifickými požadavky na vnitřní prostředí. Proto bývá v bytových domech často na okraji zájmu, který se víceméně soustředí na výběr elegantní digestoře a odpovídajícího designu ventilátoru do koupelny. O skutečné funkční parametry větracího systému, jako jsou reálně dosažitelný průtok a tím výměna vzduchu, tlakové poměry vzhledem k otevřeným plynovým spotřebičům, regulovatelnost výkonu podle objektivní potřeby větrat nebo o ekonomickou stránku se málokdo zajímá. Je pozoruhodné, že v individuální výstavbě, kde je postava investora shodná s budoucím uživatelem, je postoj k výběru systému větrání diametrálně odlišný. Uživatel se zajímá o kvalitu bydlení, která je pro něj definována nejen dispozičním řešením domu, ztvárněním interiéru, barvou a tvarem povrchů, ale také kvalitou vzduchu, šířením a následně pracnou likvidací prachu, teplotou vzduchu i jeho vlhkostí. Tento uživatel se zajímá také o ekonomické aspekty provozu větrání, proto mnohdy volí systém s filtrací vzduchu a zpětným získáváním tepla. Tyto systémy, které v rodinných domech považujeme již za běžné, lze s úspěchem aplikovat i v domech bytových. Na druhé straně i tolik zatracované centrální podtlakové systémy doznaly určitého vývoje a představují ucelené větrací systémy s automatickou regulací výkonu, příznivými akustickými vlastnostmi a jsou ekonomicky atraktivní variantou decentrálních systémů. Větší zájem než o větrání bývá v některých případech o klimatizaci. Podkrovní byty nebo prosklené fasády vykazují z hlediska stavební fyziky nepříznivé vlastnosti, které se v tepelném chování prostoru v letním období projevují nízkou tepelnou stabilitou a s tím spojeným vysokým vzestupem teploty. Klimatizace v bytě již přestává být nedostupným luxusem, ale stává se u nadstandardní výstavby bytových domů jejich integrální součástí, stejně jako vana nebo kuchyňká linka. U opravdu luxusních bytů mohou být naopak jejich součástí sklepní boxy, ve kterých je zřízeno nucené větrání. V dalším textu budou nastíněny některé progresivní varianty větrání vhodného pro bytové domy.

¤ Obr. 1. Systém celkového rovnotlakého větrání s větracími jednotkami pro každý byt, sání vzduchu z fasády, výtlak odpadního vzduchu společným potrubím nad střechu

Decentrální rovnotlaké větrání s recyklací tepla
Rovnotlaké větrání se realizuje systémy s nuceným přívodem a odvodem vzduchu. Umožňuje efektivní filtraci, tepelnou úpravu vzduchu a řízenou distribuci vzduchu do jednotlivých místností s požadovanými obrazy proudění. Zpravidla se jedná o systémy s rozvodem vzduchu potrubím a jednotka bývá vybavena výměníkem pro recyklaci tepla a může, ale nemusí být vybavena ohřívačem vzduchu. Ve vzduchotechnice je zažitým pravidlem, že vzduch přiváděný nuceným větráním má být filtrován a v zimě ohříván. Závazně je tento požadavek zakotven v předpisech o ochraně zdraví v pracovním prostředí. Pro větrání bytů žádné závazné parametry stanoveny nejsou, a i když je dobré používat ověřené postupy, je jistě možné v některých parametrech slevit. Výměny vzduchu užívané ve stavbách pro bydlení jsou zlomkem výměn a průtoků vzduchu nutných v pracovním prostředí nebo ve shromažďovacích prostorách. Navíc srovnávací rovinou, se kterou se porovnávají větrací systémy, je v bytové výstavbě přirozené větrání okny - a zde o tepelné úpravě vzduchu nemůže být řeč. Z tohoto pohledu je předehřev vzduchu teplem recyklovaným z odpadního vzduchu významný pokrok v eliminaci teplotního diskomfortu a průvanu. Další ve vzduchotechnice využívanou možností eliminace průvanu je vhodná distribuce vzduchu. Variabilita umístění přívodního prvku v místnosti je vysoká právě tím, že již nejsou v jednom stavebním prvku - okně - kumulovány dvě funkce, tedy osvětlovací a větrací, pomineme-li skutečnost, že u mnoha moderních staveb plní výplně otvorů spíše než tyto funkce roli výtvarné dekorace.

Filtrace vzduchu
Dalším významným vylepšením, které přináší systém nuceného větrání, je filtrace vzduchu. I zcela obyčejné hrubé filtry třídy G zachycují částice větší než 10 μm, tedy např. květní pyl nebo popílek či hrubý prach. Ten může sám o sobě na organizmus působit v závislosti na chemickém složení a fyzikálních vlastnostech. Může mít účinky mechanické, toxické, alergizující i rakovinotvorné. Působí však i jako nosič dalších chemických látek a mikroorganizmů, které jsou na jeho povrchu sorbovány. Jemné filtry třídy F odlučují částice větší než 1 μm a filtr F7 již zachycuje s účinností vyšší jak 90 % nejnebezpečnější, tedy respirabilní prach frakce 2,5 μm nebo tabákový kouř. Roztoči, běžně přítomní v domácím prachu, mají rozměr 0,1 až 20 μm a mohou být stejně jako větší bakterie tímto filtrem z části zachyceni.
Toto jsou aspekty, ve kterých lze spatřovat hlavní přínos nuceného větrání; ekonomická stránka je věcí druhotnou a z hlediska prosté ekonomické návratnosti nejsou tyto systémy vzhledem ke své pořizovací ceně zázrakem. Jejich zásadní přínos spočívá ve zlepšení kvality vnitřního vzduchu a tím ve vytvoření zdravého obytného prostředí.

Distribuce vzduchu
Distribuce vzduchu je u rovnotlakých systémů založena na stejném principu jako u systémů podtlakových, tj. upravený vzduch se přivádí do místností obytných a odvádí se z hygienického zázemí a kuchyně. Tento způsob větrání, kdy vzduch v důsledku umělého vytvoření určitých tlakových poměrů proudí definovaným směrem mezi místnostmi, se nazývá kaskádové větrání. VZT jednotka bývá umístěna zpravidla mimo větrané prostory v technické místnosti. Musí být propojena s venkovním prostředím potrubím pro sání venkovního a výfuk odpadního vzduchu. Musí být přístupná pro servis (výměnu filtrů) a odvod kondenzátu od výměníku ZZT do kanalizace přes zápachovou uzávěru.
Vzhledem k tomu, že umístění přívodních prvků již není vázáno na polohu oken, pro vytvoření vhodného obrazu proudění lze užít konstrukčně různé typy distribučních prvků tak, aby byla provětrána celá místnost. Odvod vzduchu se realizuje podobným způsobem. Při vhodném dispozičním řešením bytu nemusí vzduchovody výrazně zasahovat do prostoru bytu, jednoduché a přitom funkční řešení spočívá v umístění větrací jednotky do středové chodby bytu. Ovšem přívod vzduchu nade dveřmi místnostmi, kterými posléze vzduch proudí z této místnosti do chodby, v sobě skrývá nebezpečí zkratu, tzn. že při použití nevhodného koncového elementu s nízkou výtokovou rychlostí přiváděný vzduch místo do místnosti směřuje pode dveřmi ihned do chodby. Vhodným přívodním prvkem pro větší dosah proudu je např. dýza z obr. 2. Je třeba znovu připomenout, že systém nuceného větrání v bytě pracuje s nízkými výměnami vzduchu; zatímco v kině bude výměna vzduchu čtyřnásobná, v restauraci šestinásobná, v obytné místnosti zpravidla méně jak jednonásobná. Vliv tak malého průtoku vzduchu na proudění vzduchu místností je poměrně nízký, souměřitelný s konvekčním prouděním od otopných těles nebo naopak chladných ploch. Dosáhnout dokonalého provětrání prostoru se v tomto případě stává obtížným úkolem.
V současnosti je na trhu široká nabídka VZT jednotek svou skladbou a vzduchovým výkonem odpovídající potřebám bytového větrání. Obsahují ventilátory, vhodně s regulací vzduchového výkonu, deskový výměník zpětného získávání tepla a vzduchové filtry, příp. ohřívač vzduchu. Provedení jednotky je kompaktní, umožňující zavěšení pod strop chodby nebo WC, nebo na stěnu podobně jako nástěnný kotel. Je potřeba věnovat pozornost řešení sání venkovního a výfuku odpadního vzduchu. Otvor pro sání vzduchu musí být situován do stinného a zejména čistého místa fasády. Umístění v blízkosti chodníku, nebo dokonce parkoviště či popelnic způsobí nejen rychlé zanášení filtrů, ale také celkové snížení kvality nasávaného vzduchu, protože tkaninové filtry odlučují pevný aerosol, tedy prach, a nikoliv plynné látky, které jsou nejen odérové povahy, ale mnohdy také toxické. V tomto smyslu je žádoucí i za cenu větších stavebních úprav nalézt opravdu vhodné, nebo alespoň co nejméně závadné místo. Výfuk vzduchu se tradičně umísťuje nad střechu budovy, aby se umožnilo rychlé rozptýlení vyfukovaného odpadního vzduchu do atmosféry. Je nutné zabránit tomu, aby výfuk odpadního vzduchu byl situován v blízkosti sacích otvorů, kterými jsou samozřejmě i okna na fasádách okolních budov.
Potřebný vzduchový výkon se určí na základě velikosti a dispozičního řešení bytu. Přívod vzduchu situovaný do obytných místností se dimenzuje v dávce 20-25 m3h-1os. Ve většině případů ve vzduchové bilanci převládá potřeba vzduch odvádět, doporučované hodnoty jsou v rozmezí: z WC 30-50 m3h-1, z koupelny 80-150 m3h-1os, z kuchyně 60-200 m3h-1. Uvedená rozmezí hodnot souvisí s velikostí a vybavením těchto místností a také se způsobem regulace provozu; při trvalém větrání se vystačí s menším průtokem, je-li intenzita větrání proměnná, na základě aktuální potřeby větrat, jsou vhodné větší hodnoty. V každém případě v bytě s jedním WC, koupelnou a kuchyní s plynovým sporákem je potřeba odváděného vzduchu 30 + 60 + 100 = 190 m3h-1, což při čtyřčlenné rodině převyšuje nutný průtok vzduchu pro přívod vzduchu o hodnotě 4 . 25 = 100 m3h-1. Potřeba zvýšeného odvodu znehodnoceného vzduchu se vyskytuje v době vaření nebo provádění osobní hygieny. Z provedeného rozboru je tedy zřejmé, že pro tento případ je vhodná VZT jednotka s průtokem vzduchu 200 m3h-1 a s regulací výkonu ve dvou stupních: 50% výkon pro běžný stav, 100% výkon při vaření, použití WC nebo koupelny. Informace o těchto činnostech je snadno identifikovatelná na základě používání umělého osvětlení nebo digestoře ve sledovaných místnostech, proto jednoduchý a přitom efektivní způsob regulace vzduchového výkonu spočívá ve využití signálu spínání světel pro přepínání výkonu ventilátorů s časovým doběhem. Kromě toho lze samozřejmě regulovat výkon na základě objektivní veličiny prostředí, jako je koncentrace CO2 nebo vlhkost vzduchu.

Kombinace větracích a vytápěcích systémů
Nejjednodušší možností, jak zajistit jedním systémem větrání i vytápění, je vytápění teplovzdušné, které je vlastně určitou nástavbou systému nuceného větrání. Zařízení je větší, a to jak samotná VZT jednotka, tak potrubní rozvody. Zde je účelné pracovat i s oběhovým vzduchem.
Z hlediska běžných teplovodních systémů - ať s otopnými tělesy nebo podlahovým vytápěním - je vždy nutné zajistit samostatný větrací systém, který může mít různou podobu. Přímá funkční vazba (kromě připojení ohřívače vzduchu) mezi oběma systémy není, proto je možné si zvolit každý individuálně. Výsledný stav prostředí je však vždy utvářen jejich vzájemnou interakcí - proto žádný z nich nesmí chybět.

Větrání garáží v bytových domech
Nové bytové domy bývají někdy vybaveny podzemními garážemi, které svým stavebním řešením, které neumožňuje dostatečné (z hlediska požadavků dosud platné ČSN 73 6058) přirozené větrání, vedou k instalacím nuceného podtlakového větrání. Výfuk odpadního vzduchu z garáží musí být často z hygienických důvodů vyústěn nad střechu budovy, což je při běžném dimenzování průtoku vzduchu dávkou vzduchu na 1 vozidlo 300 m3h-1 spojeno s vysokými prostorovými nároky. Např. větrání garáží pro 25 vozidel vyžaduje svislou šachtu vedoucí nad střechu budovy o ploše 0,35 m2. Dávka vzduchu 300 m3h-1 je z hlediska chemického složení výfukových plynů dnešních motorů značně zastaralá, ale obecně užívaná. Přívod vzduchu na úhradu odvedeného vzduchu lze elegantně řešit perforací vjezdové rolety do garáží.

Závěr
Vzduchotechnika jako obor zabývající se technickými prostředky pro tvorbu vnitřního prostředí má své místo i v bytové výstavbě. Představení systému decentrálního rovnotlakého větrání, které v realizovaných stavbách nalezneme v současné době spíše jako raritu, má být podnětem k zamyšlení, proč zařízení, které se již stalo běžnou funkční součástí staveb individuálního bydlení, si stále nenachází cestu do větších budov, jejichž uživatelé mají jistě stejné nároky na zdravé bydlení a komfort vnitřního prostředí jako obyvatelé rodinných domů. Závěrem je vhodné upozornit, že v rámci zpřísňujících se požadavků na požární bezpečnost staveb je možné se setkat se vzduchotechnikou v bytovém domě také např. v podobě nuceného větrání chráněné únikové cesty.