VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VĚTRACÍ SYSTÉMY OBYTNÝCH DOMŮ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE VĚTRACÍ SYSTÉMY OBYTNÝCH DOMŮ VENTILATION STRATEGIES FOR BLOCK OF FLATS BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR PETR BIRHANZL Ing. JIŘÍ HEJČÍK BRNO 2009

2

3 Vysoké učení techncké v Brně, Fakulta strojního nženýrství Energetcký ústav Akademcký rok: 2008/2009 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Petr Brhanzl který/která studuje v bakalářském studjním programu obor: Strojní nženýrství (201R016) Ředtel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studjním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: v anglckém jazyce: Větrací systémy obytných domů Ventlaton strateges for block of flats Stručná charakterstka problematky úkolu: Jedním ze základních problémů bytových domů po zateplení je zajštění požadované výměny vzduchu v místnostech. Množství a efektvta výměny vzduchu je přtom dána uspořádáním větracího systému. Cíle bakalářské práce: Cílem práce je vypracovat přehled větracích systémů, využívaných pro větrání obytných domů, zejména pak v panelové výstavbě.

4 Seznam odborné lteratury: [1] Rubnová O., Rubn A., Klmatzace a větrání, ERA, Brno, 2004, ISBN Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jří Hejčík Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademckého roku 2008/2009. V Brně, dne L.S. doc. Ing. Zdeněk Skála, CSc. Ředtel ústavu doc. RNDr. Mroslav Doupovec, CSc. Děkan fakulty

5 Anotace Bakalářská práce se zabývá větracím systémy obytných domů. Nejprve jsou uvedena pravdla, která by měla být dodržena př návrhu větracích systémů a legslatvní požadavky na ně kladené. Poté jsou rozebrány jednotlvé typy větracích systémů. Klíčová slova Přrozené větrání, nucené větrání, větrací systémy Annotaton The bachelor s thess deals wth ventlaton systems of resdental houses. Frst, the standards to be met when desgnng the ventlaton systems and legslaton assocated wth them are mentoned. The ventlaton systems are then classfed accordng to ventlaton strateges and prncples. Key word Natural ventlaton, mechancal ventlaton, ventlaton systems

6 Bblografcká ctace BIRHANZL, P. Větrací systémy obytných domů. Brno: Vysoké učení techncké v Brně, Fakulta strojního nženýrství, s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Jří Hejčík.

7 Čestné prohlášení Tímto prohlašují, že jsem bakalářskou prác s názvem Větrací systémy obytných domů vypracoval samostatně s využtím lteratury a podkladů uvedených v seznamu. V Brně dne Petr Brhaznl

8 Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval panu Ing. Jřímu Hejčíkov, za cenné rady, přpomínky a spoluprác př psaní bakalářské práce.

9 OBSAH Úvod Větrací systémy obytných domů Návrh větracího systému Přrozené větrání Infltrace Větrání okny Šachtové větrání Aerace Zhodnocení systémů přrozeného větrání Nucené větrání Podtlakové větrání Přetlakové větrání Rovnotlaké větrání Zhodnocení nuceného větrání Závěr Seznam použtých zdrojů Seznam použtých velčn... 29

10 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí

11 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Úvod Kvalta vzduchu je jedním z nejzásadnějších faktorů ovlvňující pohodu prostředí, tj. vhodné podmínky pro zdravý pobyt a tvořvou prác člověka. Zajštění zdravého vntřního klmatu je hlavním cílem větrání. A to hlavně v místech, kde tráví většnu svého volného času, tedy v domácnost. Kvaltu vzduchu určuje několk základních parametrů, zejména však je to jeho čstota, teplota, vlhkost a rychlost jeho proudění. Různé větrací systémy se používají jž po mnoho let, už staří Egypťané využíval šachtového větraní ve svých pyramdách pro udržení vhodného mkroklmatu v hrobkách faraónů. Přrozeného větrání se využívalo ve středověku, kdy bylo nedílnou součástí zámků a hradů. Velký rozmach větrání nastal až po průmyslové revoluc, kdy se začal zkoumat vztah mez výkonem a prostředím pracovníka. Výsledky byly jednoznačné, čím lepší pracovní podmínky, tím vyšší efektvta práce. Zanedlouho poté, už byly patrné snahy o dosažení co nejlepšího klmatu v domácnostech, zvláště s rozvojem a výstavbou bytových domů. Vzduch obsahuje množství škodlvn, pachů, mkroorgansmů a vlhkost, které se nepříznvě podílí na vntřním klmatu. Právě proto je důležté správně navrhnout větrací systém tak, abychom snížl negatvní dopady těchto prvků. Přestože v celé oblast vzduchotechnky platí spousta nařízení a norem, které by měl zajstt dostatečnou ochranu zdraví osob, tak pro větrání obytných prostor žádné legslatvní nařízení v ČR neexstuje. Jedným dokumentem zabývajícím se problematkou větrání je směrnce STP-OS4/č. l/2005 "Optmální přípustné mkroklmatcké podmínky pro obytné prostředí" jedná se však o směrnc doporučenou. Př návrhu větracích systémů se však většnou vychází z ostatních předpsů a vyhlášek tak, aby bylo dosaženo co nejoptmálnějších žvotních podmínek. 11

12 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí 1 Větrací systémy obytných domů Hlavním úkolem větrání je zabezpečení výměny vzduchu v prostoru, tj. jeho pohyb, který může nastat pouze v důsledku rozdílu tlaků. Tlakové dference mohou být vyvolány různým způsobem, podle toho dělíme větrací systémy na: - přrozené pohyb vzduchu je vyvozen působením přírodních sl (fyzkální zákony) - nucené pohyb vzduchu je vyvozen strojním zařízením. 1.1 Návrh větracího systému Jak jž bylo zmíněno v úvodu, pro větrání obytných prostor neexstuje v ČR žádný závazný předps, ale pouze jedna doporučená směrnce (STP-OS4/č. l/2005 "Optmální přípustné mkroklmatcké podmínky pro obytné prostředí"). Z našch právních předpsů však lze vyvodt určté požadavky na kvaltu vntřního prostředí. [] Těmto předpsy jsou: - zákon č. 18/2006 Sb. stavební zákon - zákon č. 20/1966 Sb. o zdraví ldu ve znění zákona č. 258/200 Sb. o ochraně veřejného zdraví - zákon č. 262/2006 Sb. zákoník práce. Př návrhu větracích systémů se berou v úvahu prováděcí předpsy k těmto zákonům, které uvádějí mnmální požadovanou hodnotu ntenzty výměny vzduchu n [h -1 ] nebo množství větracího vzduchu (vzduchový výkon) [m /hod]. Zde je výběr některých z nch: - vyhláška č. 17/1998 Sb. - vyžaduje mnmální hodnotu výměny vzduchu n = 1 h -1 - nařízení vlády č. 61/2007 Sb. - udává množství větracího vzduchu podle zařzovacích předmětů takto: 0 m.h -1 pro umyvadlo, 150 až 200 m.h -1 pro sprchu, 50 m.h -1 pro WC a 25 m.h -1 pro psoár - ČSN Bytová jádra - stanoví vzduchový výkon pro WC 25 m.h -1, koupelnu 75 m.h -1 a kuchyň 100 m.h -1 - Směrnce STP-OS4/č. l/2005 doporučuje ntenztu výměny vzduchu tam, kde nelze stanovt počet užvatelů, n = 0,4 až 0,8 h -1, dále pak množství větracího vzduchu 60 m.h -1 pro santární zařízení, 40 m.h -1 pro koupelny a 60 m.h -1 pro kuchyně 12

13 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Jak je z přehledu patrné, jednotlvé předpsy se kvanttatvně značně lší, př návrhu se většnou uvažují nejpřísnější z nch, v některých případech se ještě nadsazují, aby bylo dosaženo co nejvyšší pohody prostředí. Návrh větracího systému však není jen o dodržení předepsaného vzduchového výkonu č výměny vzduchu, ale měl by být komplexním propojením několka všeobecných požadavků. Těmto požadavky jsou [1]: - Větrání musí splňovat hygencký předps platný v ČR. - Větrací zařízení musí zajstt přívod dostatečného množství čerstvého vzduchu do prostoru bytu a v souladu s odvodem vzduchu musí zajstt hygencky nezávadný stav vzduchu v prostorách bytu. - Sání čerstvého vzduchu musí být provedeno ze zdravotně nezávadného venkovního prostředí, pokud možno ze stnné strany. - Přívod čerstvého vzduchu je nutno stuovat do obytných místností, z nchž vzduch proudí k odvodním prvkům umístěným v koupelně, WC, kuchyn. Z tohoto důvodu musí být hygencké místnost v mírném podtlaku oprot obytným místnostem. - U centrálních zařízení je vhodná regulovatelnost vzduchového výkonu 0/50/100 % - Vhodná je automatcká regulace, která zajstí regulac vzduchového výkonu podle kvalty vzduchu, vlhkost nebo alespoň podle časového programu. - Přívod vzduchu nesmí užvatelům způsobovat poct průvanu a nesmí dovolt pronkání prachu a hluku z vnějšího prostředí. - Výfuk odpadního vzduchu musí být proveden tak, aby neobtěžoval okolí, nejlépe nad střechu budovy. Pokud je výfuk na fasádě, nesmí být tento otvor umístěn pod okny bytů nebo v jejch bezprostřední blízkost. - Nasávací a výfukové otvory musí být opatřeny koncovým prvky, které zabrání vnkání deště, ptáků, hmyzu apod. do potrubí. - Větrací zařízení nesmí být nadměrným zdrojem hluku do vntřního an venkovního prostředí. - Koncové prvky v nteréru (ventlátory, vyústky) musí být snadno čsttelné a pokud možno by mělo být čsttelné potrubí, aby umožňovalo snadnou údržbu. - Nedoporučuje se napojení odsávacího zařízení z kuchyně na zařízení pro odvětrání WC (je v rozporu se současným hygenckým předpsy v ČR). 1

14 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí 2 Přrozené větrání Základním prncpem přrozeného větrání je využtí přírodních sl (gravtace a knetcká energe větru) a s tím souvsejících fyzkálních zákonů. K pohybu vzduchu dochází na základě rozdílů hustot venkovního a vntřního vzduchu vztlakové síly a také rozdílem tlaků, způsobených větrem př obtékání budovy. To znamená, že motorckou sílu, která přrozené větrání podmňuje, nemusí vyvolat vedlejší zdroj, ale je přrozeným důsledkem užívání budov, resp. důsledkem vnějších klmatckých podmínek. [2] Větrání s přrozeným oběhem vzduchu dělíme na: - nfltrac (provzdušnění) - větrání okny (provětrávání) - šachtové větrání - aerac 2.1 Infltrace Prncp vychází z rozdílů teplot, resp. hustoty vnějšího a vntřního vzduchu, a také působením větru na budovu. Vzduch pronká do budovy a z ní netěsnostm v obvodovém plášt budovy nebo póry použtých stavebních materálů. [2] Teplý vzduch (menší hustota => menší hmotnost) stoupá nahoru, oprot chladnějšímu vzduchu, který naopak klesá. Tím vznká tlakové působení na stěnu budovy, jak je patrno z obr. 1a. Pokud je venkovní teplota nžší než teplota vntřní, je horní část místnost přetlaková a spodní podtlaková. Obr. 1 Rozložení tlaku na stěny budovy a) vlvem rozdílu hustot vzduchu b) vlvem působení větru 14

15 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Přetlaková a podtlaková část místnost je rozdělena tzv. neutrální rovnou n, je to rovna, na níž je tlakový rozdíl nulový. Př nulové rychlost větru (w = 0) je, v lbovolném místě ve vzdálenost h od neutrální osy, rozdíl tlaků Δp. ( ) g [ Pa] Δp = h (1) e kde: h vzdálenost od neutrální rovny [m] e hustota venkovního vzduchu [kg/m ] hustota vntřního vzduchu [kg/m ] g gravtační zrychlení [m/s 2 ] Vítr působí na budovu tak, že na návětrné straně budovy mění svou pohybovou energ na tlakovou, tím dojde k vytvoření přetlaku oprot atmosférckému tlaku. Na závětrné straně nebo na střechách se sklonem menším než 45 ke směru větru dochází naopak k vytvoření jstého podtlaku. Působení větru na budovu je znázorněno na obr. 1b, resp. na obr. 2. Obr. 2 Rozložení tlaku na budovu vyvolané působením větru [2] Pokud by došlo k přeměně veškeré pohybové energe na tlakovou, mohl bychom absolutní hodnotu tlaku vyjádřt: p v = p a w [Pa] (2) kde: p v tlak vyvolaný větrem [Pa] p a atmosfércký tlak [Pa] w rychlost větru [m/s] hustota vzduchu [kg/m ] 15

16 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Ve skutečnost nedochází k úplné přeměně pohybové energe v tlakovou, proto k vyjádření skutečného přetlaku užíváme vztahu: Δ p v = w A 2 2 [Pa] () kde: A aerodynamcký součntel, vyjadřující míru přeměny pohybové energe v tlakovou [-] Aerodynamcký součntel v sobě zahrnuje vlv rychlost a směru proudu větru, tvar a polohu daného místa na budově, konfgurac terénu v okolí budovy, tvar překážek před budovou apod., z toho je patrné, že stanovení hodnoty součntele je velce komplkované, přesně jej lze určt pouze měřením na konkrétní stavbě, nebo na jejím modelu v aerodynamckém tunelu. Pokud není možno součntel takto určt, doporučuje se uvažovat hodnoty na návětrné straně A = (0,6 0,9) a na straně závětrné A = (-0,4-0,). Tyto hodnoty jsou však pouze orentační, u staveb, kde má působení větru důležtou úlohu, musíme určt přesnou hodnotu zkouškam na modelu budovy. Pokud dochází k současnému působení přrozeného větrání vyvolaného v důsledku rozdílu teplot a také proudění větru, potom celkové tlakové zatížení budovy můžeme spočítat jako součet jednotlvých tlakových dferencí. Z hledska větrací technky však tento systém nelze kvalfkovat jako plnohodnotný větrací systém, protože jeho ntenzta se nedá regulovat a v konečném důsledku takovéto větrání je, co se týče výskytu a ntenzty nestálé. [2] Dalším faktorem omezujícím použtí tohoto systému je využívání materálů pro zateplení budov a výměna oken za nová, převážně plastová, která mají mnohem menší spárovou prodyšnost. 16

17 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů 2.2 Větrání okny Větrání okny, nebo také provětrávání, je jedním z nejrozšířenějších způsobů přrozeného větrání budov, využívající oba základní prncpy přrozeného větrání (gravtační, účnkem větru př obtékání budovy). Gravtační přrozené větrání je specfcké tím, že jedný otvor okno slouží pro přívod odvod vzduchu z větraného prostoru. [2] Př předpokladu stejného hmotnostního průtoku přváděného a odváděného vzduchu, tj. M & pr = M& od dojde vlvem rozdílných hustot těchto vzduchů k posunutí neutrální rovny, tvořící rozhraní mez vzduchem proudícím dovntř a ven, ze střední polohy. Závslost tlaků ve vertkální rovně je lneární, vz obr.. a je popsán vztahem: Δp ( x) = x ( ) g [Pa (4) e ] kde: x vzdálenost od neutrální rovny [m] Obr. Rozložení tlaků v okenním otvoru vyvolané gravtací [2] Hmotnostní průtok vzduchu oknem potom bude: ( ) x dx [ kg s] dm & = μ b 2g (5) e / kde: b šířka okna [m] μ průtokový součntel [-] 17

18 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Za předpokladu ustáleného stavu a rovnovážného větrání můžeme napsat: ( ) ( ) dx x g b dx x g b M z h e e z e = = μ μ & (6) Po ntegrac v rámc ntervalů 0 z a 0 (h-z) a po nezbytných úpravách dostaneme vztah: ( ) e z h z = Z čehož po další úpravě dostaneme: e e h z + = (7) 1 e e e h h z h + = + = (8) Dosazením rovnc 7 a 8 jako ntervalů ntegrálů do vztahu pro hmotnostní průtok vzduchu 6 dostaneme: ( ) ( ) [ s kg h g b M e e e / 2 2 μ + = & ] (9) Působení větru na větrání okny se projeví tehdy, vznkne-l otevřením oken na návětrné a závětrné straně budovy tlakový rozdíl, který se na obou stranách vytvořl v důsledku přeměny pohybové energe větru. Takovýto druh přrozeného větrání se nazývá příčné větrání. [2,str. 169/6.1.] vz obr. 4. Obr. 4 Příčné větrání okny vyvolané větrem [2] 18

19 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Tento větrací systém je poměrně účnný, ovšem má spoustu nevýhod, např. v zmním období dojde k výraznému snížení teploty vzduchu v místnost, přvádí se vzduch neupravený, což může být nevhodné v místech s velkou prašností, v blízkost průmyslové zástavby č v místech poblíž dopravních tepen. 2. Šachtové větrání U šachtového větrání je vzduch odveden přes větrací otvor v místnost do svslého průduchu (šachty). K pohybu vzduchu dochází díky tzv. komínovému efektu. Tento větrací systém má šroké uplatnění zejména př větrání místností ve středu dspozce bytu (bytového jádra). Kde u panelových domů bývají umístěny hygencké místnost, koupelny a WC. Účnný tah šachty je dán vztahem: Δ p = h ( ) g [Pa] (10) e kde: h výška šachty [m] Tento tlakový rozdíl má za následek urychlení průtoku vzduchu průduchem, jeho další část se spotřebuje na překonání hydraulckých odporů vznklých př průchodu vzduchu větracím otvorem a př průtoku vzduchu šachtou. To je popsáno vztahem: 2 L w Δp = 1+ λ + ξ + d e 2 ( p p ) [Pa kde: λ součntel tření [-] L délka průduchu [m] d e ekvvalentní průměr kanálu (4S/U) [m] ξ součntel místního odporu [-] p b barometrcký tlak [Pa] p statcký tlak ve větrané místnost [Pa] b ] (11) Nesmíme opomenout, že rozdíl barometrckého a statckého tlaku v místnost reprezentuje tlakovou ztrátu v otvoru určeném pro přívod čerstvého vzduchu, tím by mohlo dojít ke krtckým stuacím, kdy by nebyl zajštěn požadovaný odvod škodlvn. Z rovnce 11 můžeme vyjádřt vztah pro rychlost proudu v šachtě: p w 2 Δ = L 1+ λ d e + ξ ( p p ) b 0,5 [ m / s] (12) 19

20 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Objemový průtok průduchem potom bude: 0,5 p ( p p ) V & S w S 2 Δ b = = [ m / s ] L (1) 1+ λ + ξ d e kde: S průřez průduchu [m 2 ] Musíme mít na mysl základní prncp tohoto systému, tedy že se jedná o větrání gravtační. Větrání bude účnné pouze pokud bude vntřní teplota vyšší než teplota venkovní, z rovnce 10 je patrné, že pokud by tomu bylo naopak, dojde k obrácení směru proudění, tzv. reverz. To může mít nepříjemné důsledky z hledska tvorby vntřního prostředí. Pro zvýšení účnnost tahu šachty se využívají tzv. výfukové hlavce vz obr. 5, které se osazují jako horní ukončení větracího průduchu na střeše budovy. Osazením hlavc se očekává prodloužení větrání, v případě nedostatečného tlakového rozdílu vyvolaného gravtací, a to působením větru. Zabraňují také vnkaní deště, sněhu, případně dalších nečstot do šachty. Obr. 5 Výfuková hlavce [2] 20

21 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Šachtové větrání může být uskutečněno pomocí několka řešení: Šachtové větrání bez přívodu vzduchu odváděný vzduch z místnost je nahrazován vzduchem, který vnká z okolních místností netěsnostm nebo otvory v dělících konstrukcích. Obr. 6 Šachtové větrání bez přívodu vzduchu [2] Šachtové větrání s přívodem vzduchu přívodním průduchem díky větracímu průduchu dochází ke zvýšení větracího účnku. Toto řešení však v změ může narušovat stav tepelné pohody tím, že je do větraného prostoru přváděn chladný vzduch. Obr. 7 Šachtové větrání s přívodem vzduchu [2] 21

22 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Šachtové větrání s pomocným a sběrným průduchem zjednodušuje dspozční řešení průchodů ve vícepodlažních objektech. Pomocný průduch vyústí do sběrného průduchu vždy o podlaží výše. Obr. 8 Šachtové větrání s pomocným a sběrným průduchem [2] 2.4 Aerace Tento druh přrozeného větrání využívá proudění vzduchu otvory umístěným v dolní a v horní část budovy. Spodním větracím otvorem se vzduch přvádí, horním odvádí, tím je zabezpečen odvod škodlvn z objektu. Správná funkčnost závsí zejména na vhodném návrhu velkost a rozmístění jak přívodních, tak odvodních otvorů. Pohyb vzduchu je vyvolán teplem vznkajícím uvntř budovy, tj. tepelnou zátěží od vntřních zdrojů > 25 W/m, proto se jej využívá zejména v průmyslových objektech s teplým provozem, jako jsou např. hutě, sklárny a jné strojírenské závody. Systém tedy není vhodný pro větrání obytných domů, proto se jím nebudeme dále zabývat. 2.5 Zhodnocení systémů přrozeného větrání Ze základních prncpů přrozeného větrání je zřejmé, že energetcké nároky jsou nulové, provozní nvestční náklady poměrně nízké. Nevýhodou je však závslost na vnějších klmatckých podmínkách, které nejsou konzstentní, není tudíž možno udržet stálou kvaltu vntřního prostředí. Není an možné použít zařízení pro fltrac č tepelně vlhkostní úpravu přváděného vzduchu, protože vyvolaný tlakový rozdíl nestačí na překonání místních odporů zařízení k tomu určených. 22

23 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Nucené větrání Na rozdíl od větrání přrozeného je pohyb vzduchu zajštěn pomocí ventlátoru napojeného na elektromotor. Tímto je nucené větrání spojeno se spotřebou energe, vyšší jsou rovněž pořzovací náklady. Ventlátor umožňuje regulac ntenzty větrání dle potřeby, tlak vyvolaný ventlátorem stačí také pro překonání hydraulckých odporů větrací soustavy, díky čemuž lze do systému zařadt zařízení pro úpravu vzduchu a také může být vzduchovod rozsáhlejší a rozvětvenější. Podle poměrů hmotnostních průtoků nuceně přváděného a nuceně odváděného vzduchu můžeme nucené větrání rozdělt na: - Podtlakové ε < 1 - Přetlakové ε > 1 - Rovnotlaké ε = 1 Kde ε je tzv. součntel ventlační rovnováhy, jehož matematcká formulace je: M& p ε = [ ] (14) M& o M p hmotnostní tok nuceně přváděného vzduchu [kg/s] M o hmotnostní tok nuceně odváděného vzduchu [kg/s] Nucené větrání můžeme také rozdělt podle toho, zda ventlátor odvádí, resp. přvádí vzduch pouze do jedné místnost, pak se jedná o větrání lokální, nebo zda je vzduch rozváděn vzduchovodem, za pomoc jednoho ventlátoru po více místnostech, v tomto případě hovoříme o centrálním větracím systému. Lokální větrání má nespornou výhodu v tom, že větráme pouze když a tam, kde je to zrovna zapotřebí, což je výhodné jak z ekonomckého hledska, tak z hledska akustckého. Oprot tomu u centrálních větracích systému jsou nžší pořzovací náklady. Vzhledem ke stále se zvyšujícím nárokům na komfort bydlení se v dnešní době využívá hlavně větrání lokální..1 Podtlakové větrání Podtlakové větrání je jedním z nejrozšířenějších větracích systémů využívaných pro větrání obytných prostor. Odpadní vzduch je z místností odtahován pomocí ventlátoru a dále je vzduchotechnckým potrubím odveden na střechu budovy kde je vyfukován do atmosféry. Čerstvý vzduch je přsáván netěsnostm v obvodovém plášt domu, netěsnostm vstupních dveří a také netěsnostm v nstalačních šachtách kolem prostupů kanalzace, plynu, vody, atd., nebo zvláštním větracím otvory, tzv. přívodním prvky vzduchu. Výhodou tohoto systému je, že zamezuje pronkání škodlvn z větraného prostoru, na druhou stranu ale nelze garantovat teplotu a čstotu vzduchu (přívodní prvky vzduchu však mohou být vybaveny fltry pro odstranění nečstot). Podtlakové větrací systémy se realzují buď jako lokální obr.9a, nebo jako centrální obr.9b. 2

24 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Obr.9 Nucené větrání podtlakové a) lokální, b) centrální 1 přívod čerstvého vzduchu, 2 odváděcí vyústka, odváděcí ventlátor, 4 zpětná klapka, 5 odvodní potrubí Lokální podtlakové větrání k odvodu odpadního vzduchu se využívá malých radálních nebo axálních ventlátorů, které tlačí vzduch do společného výtlačného potrubí. Aby tento odpadní vzduch nevnkal do bytu o podlaží výš, musí být ventlátory opatřeny zpětnou klapkou. Ke zlepšení tahu ve výtlačném potrubí se jeho konec může osadt výfukovou hlavcí. Aby systém pracoval efektvně, bývá chod ventlátoru spojen s osvětlením, nebo je ovládán samostatně užvatelem. Často bývá nastaven doběh ventlátoru tak, aby byl odveden veškerý znehodnocený vzduch po vypnutí osvětlení, nebo až kvalta vzduchu dosáhne požadované kvalty (čdla na měření vlhkost a obsahu CO 2 ). Centrální podtlakové větrání podtlak, nutný k odvodu vzduchu je vyvolán ventlátorem umístěným na konc sběrného odpadního potrubí, většnou na střeše nebo v půdním prostoru domu. Tyto ventlátory jsou opatřeny tlumč hluku nebo jsou osazeny na tlumící komory. Odváděcí vyústky bývají zpravdla vybaveny fltry prot zanášení, případně prvky pro regulac nebo požární ochranu. Ve snaze zvýšení efektvnost a hospodárnost toho systému se využívá elektroncky ovládaných klapek, které zaručí, že se bude větrat pouze byt ze kterého bylo zařízení spuštěno. Toto řešení větrání obytných domů se jž nenavrhuje, využívá se výhradně systémů lokálních. 24

25 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů.2 Přetlakové větrání Do místnost je přváděno větší množství vzduchu než je odváděno, tím vznká v bytě mírný přetlak oprot okolí. Tohoto větracího systému se využívá, pokud je nutno zabránt vnkání neupraveného vzduchu do větrané místnost. Je tedy vhodný pro větrání tam, kde platí přísné hygencky lmty pro kvaltu vzduchu, pro větrání bytových domů se tento systém nepoužívá.. Rovnotlaké větrání Druh nuceného větrání, kde je objemový průtok přváděného odváděného vzduchu přblžně stejný (vždy je řešeno s mírným podtlakem tak, aby byl zajštěn odvod škodlvn). Tento systém využívá nuceného přívodu odvodu vzduchu, díky čemuž se dá snadno regulovat. Největší výhodou toho systému je, že se do větracího okruhu dají zařadt zařízení pro zpětné získávání tepla (ZZT), zvlhčovací zařízení, resp. jná zařízení na specální úpravu vzduchu. Jstou nevýhodou jsou vysoké pořzovací náklady, ovšem př zařazení zařízení ZZT se v změ ušetří za výdaje na vytápění. Schéma rovnotlakého větrání je na obr. 10. Tyto systémy se navrhují výhradně jako lokální se společným sběrným potrubím. Pokud se přechází na tento systém př rekonstrukc domu, je nutné, aby bylo realzováno ve všech bytech se společnou stoupačkou odtah od kuchyní je napojen na odtah koupelen a WC, přčemž tento odtah je po vyčštění využíván pro přívod čerstvého vzduchu. Stoupačky jsou po celé délce tepelně zolovány. Obr. 10 Rovnotlaké nucené větrání se zpětným získáváním tepla 1- společné přívodní potrubí, 2 zpětná klapka, rekuperační jednotka, 4 odtahový ventlátor, 5 regulační klapka, 6 odváděcí vyústka, 7 přívodní vyústka, 8 přívodní ventlátor, 9 společné odtahové potrubí 25

26 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Rekuperační jednotky (ZZT) bývají zpravdla vybaveny fltry pro odstranění nečstot. Přívod vzduchu bývá umístěn do obytných místností odkud je proud vzduchu veden přes štěrbny mez spodní částí dveří a podlahou (bezprahovým dveřm), alt. mez křídlem a prahem, do místností socálního zařízení, odkud je pomocí odvodních vyústek odváděn do exteréru. Odpadní vzduch prochází zařízením ZZT kde předá část své tepelné energe vzduchu přívodnímu..4 Zhodnocení nuceného větrání Nucené větrání je nejvyužívanějším způsobem větrání obytných domů a to zejména proto, že není nkterak závslé na vnějších klmatckých podmínkách. V dnešní době se přechází od centrálních větracích systému k lokálním, zejména k rovnotlakému větrání se zpětným získáváním tepla. To je se stále se zvyšujícím nároky na hospodárnost nejefektvnější (ohřátý odpadní vzduch nevyfukujeme jen tak do atmosféry, ale slouží k ohřátí přívodního vzduchu). Výhodou je také jeho snadná regulace podle aktuální potřeby. 26

27 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Závěr V této prác jsou shrnuty jednotlvé systémy užívané pro větrání obytných domů, je popsán základní prncp jejch fungování, možnost využtí a také jejch hlavní výhody a nevýhody. Práce by měla sloužt jako základní přehled těchto systémů, které jsou zde rozděleny podle toho, zda hnací slou pro vyvolání větracího účnku je využtí fyzkálních zákonů přrozené větrání, nebo zda je vyvolán mechancky nucené větrání. Bytové větrání prošlo za celou dobu své poměrně krátké exstence značným vývojem. Zpočátku bylo pro větrání užíváno výhradně systémů přrozeného větrání, které ovšem nedokázaly vždy zajstt dostatečnou výměnu vzduchu, protože jsou závslé na vnějších klmatckých podmínkách. Této skutečnost také napomáhal neustálý vývoj materálů využívaných pro zateplení budov a stále kvaltnější okna, čímž bylo značně zamezeno nfltrac čerstvého vzduchu do objektu. Pro dosažení co nejvyšší pohody prostředí v obytném domu se dnes využívá výhradně lokálních větracích systémů s nuceným přívodem odvodem vzduchu, do nchž lze začlent jak regulační prvky, prvky pro úpravu vzduchu, tak zařízení pro zpětné získávání tepla. 27

28 ENERGETICKÝ ÚSTAV Odbor termomechanky a technky prostředí Seznam použtých zdrojů [1] RUBINOVÁ O., RUBIN A., Klmatzace a větrání, ERA, Brno, 2004, ISBN [2] SZÉKYOVÁ, M., FERSTL, K., NOVÝ, R., Větrání a klmatzace, JAGA GROUP, s.r.o, Bratslava, 2006, ISBN [] DOLEŽÍLKOVÁ, H., PEPEŽ, K., Problematka bytového větrání [onlne] [ctováno 10. května 2009]. Text v češtně. Dostupný z www: < ISSN

29 Petr Brhanzl Větrací systémy obytných domů Seznam použtých velčn A aerodynamcký součntel [-] b šířka okna [m] d e ekvvalentní průměr kanálu [m] g gravtační zrychlení [m/s 2 ] h výška šachty [m] h vzdálenost od neutrální rovny [m] L Délka průduchu [m] M o hmotnostní tok nuceně odváděného vzduchu [kg/s] M p hmotnostní tok nuceně přváděného vzduchu [kg/s] n ntenzta výměny vzduchu [h -1 ] p a atmosfércký tlak [Pa] p b barometrcký tlak [Pa] p statcký tlak ve větrané místnost [Pa] p v tlak vyvolaný větrem [Pa] S průřez průchodu [m 2 ] t e teplota venkovního vzduchu [ C] t teplota vntřního vzduchu [ C] w rychlost větru [m/s] x vzdálenost od neutrální rovny [m] Δp tlaková dference [Pa] ε součntel ventlační rovnováhy [-] λ součntel tření [-] μ průtokový součntel [-] ξ součntel místního odporu [-] hustota vzduchu [kg/m ] e hustota venkovního vzduchu [kg/m ] hustota vntřního vzduchu [kg/m ] 29