Typy a vlastnosti vetracích systémov v rodinných domoch

Skutočnosť, že vzduch je pre život nevyhnutný, dostáva v súčasnosti nový význam, keďže civilizačný rozvoj nielen znečisťuje životné prostredie, ale súčasne vytvára nástroje, ktorými sa proti tomuto znečisteniu možno brániť. Medzi takéto nástroje patrí aj vetranie. Počas života sa v ľudskom organizme ukladajú látky, ktorých hlavnú zložku tvorí z viac ako 80 % vzduch. Dbá sa na kvalitu vody a potravín. Hľadí sa však dostatočne aj na kvalitu vzduchu?

Nedostatočné množstvo privádzaného vzduchu spôsobuje, že ľudia sa cítia zle, majú bolesti hlavy a závraty, pociťujú únavu, majú podráždenú sliznicu nosohltanu, vnímajú pocit dráždenia v krku a na koži, sú citlivejší a objavujú sa u nich príznaky alergie. Je zrejmé, že medzi kvalitou vzduchu a schopnosťou koncentrácie, náchylnosťou na ochorenia a celkovou psychofyzickou kondíciou existuje bezprostredná spojitosť.

Mnohé znečistenia však nemožno zistiť čuchom a ochorenia, ktoré spôsobujú, sa často prejavia najskôr po niekoľkých rokoch. Kvalita vzduchu v miestnostiach závisí od množstva uvoľňovaných znečisťujúcich elementov, ako sú čiastočky húb či rádioaktívne izotopy (radón), od uvoľňovaných zlúčenín zo zariadenia (nábytok, podlaha, obklady, koberce), od množstva prachu, baktérií, ďalej od intenzity uvoľňovaných nepríjemných pachov, peľov, oxidu uhličitého, vlhkosti a zníženého obsahu kyslíka vo vzduchu. Znížením znečistenia možno redukovať nepríjemné vplyvy prostredia na zdravie, pričom existujú štúdie, ktoré poukazujú aj na redukciu vplyvu na alergie a astmu.

Najjednoduchším a najúčinnejším spôsobom odstránenia znečisteného vzduchu je vetranie – samozrejme, s výnimkou obmedzenia škodlivín priamo v ich zdroji. Vetrací systém by mal kontrolovaným spôsobom privádzať zodpovedajúce množstvo čerstvého vzduchu nevyhnutného na život a odvádzať znečistený vzduch. Vetranie tak možno definovať ako proces výmeny znečisteného (opotrebeného) vzduchu za čerstvý vzduch. V ďalších častiach sa v stručnosti opisujú rozličné spôsoby vetracích systémov vrátane ich kladov a záporov.

Prirodzené vetranie
Najjednoduchším, pritom však najmenej účinným, ale stále najčastejšie používaným typom vetrania je vetranie využívajúce prírodnú silu (gravitáciu) – prirodzené gravitačné vetranie. Hnacou silou tohto vetrania je rozdiel hustôt ľahšieho teplého vzduchu v miestnosti a ťažšieho čerstvého vzduchu vo vonkajšom prostredí.

Množstvo vzduchu, ktoré sa za hodinu privedie do miestností, by sa malo rovnať minimálne polovici ich objemu. Pri predpoklade, že celkový objem domu s plochou 140 m² a výškou miestností 2,5 m je 350 m³, by privádzané množstvo vzduchu malo byť 175 m³/h. Samozrejme, rovnaký objem vzduchu by sa mal z miestností odviesť. Žiaľ, pre obmedzenie tepelných strát sa domy stavajú veľmi tesné; v takých prípadoch je veľmi ťažké dosiahnuť, aby prirodzené vetranie trvalo zabezpečovalo potrebné množstvo vzduchu, a tým aj zodpovedajúci komfort.

Dôsledkom je zlá kvalita vzduchu a zhoršená pohoda pri pobyte v miestnostiach, niekedy nastávajú dokonca zdravotné komplikácie užívateľov. Výhodou prirodzeného gravitačného vetrania však je, že funguje samo osebe, netreba pri ňom inštalovať dodatočné vetracie zariadenie s vzduchotechnickými rozvodmi.

Nevýhody prirodzeného vetrania

• Malá účinnosť systému v tesných objektoch. Pri vetraní treba zabezpečiť nielen prívod vzduchu, ale aj jeho odvod. Znečistený vzduch sa odvádza výstupnými vetracími komínmi (šachtami), čerstvý vzduch sa dostáva dovnútra netesnosťami, ktoré v moderných budovách – nielen investori, ale aj užívatelia – vidia veľmi neradi. Trvalé otvorenie okien nie je vhodné vzhľadom na tepelné straty budovy.
• Nemožnosť riadenia systému vetrania. Gravitačné vetranie funguje o to dynamickejšie, o čo väčší je rozdiel hustôt vnútorného a vonkajšieho vzduchu. Výmena vzduchu je tým intenzívnejšia, čím je vonkajšie prostredie chladnejšie. Menej intenzívna je pri teplejšom vonkajšom prostredí. Preto je veľmi ťažké kontrolovať množstvo privádzaného vzduchu, ktorý sa navyše nijako neupravuje (filtráciou, ohrevom).
• Chýbajúci komfort. Netesnosti (prípadne otvorené okná) spôsobujú v chladnom období nepríjemný prievan. Prvky, ktorými sa čerstvý vzduch privádza, často spôsobujú, že hluk z vonkajšieho prostredia prechádza ľahko do miestností.
• Zvýšené náklady. Použitý vzduch je teplý a jeho jednoduchým odvedením uniká energia vynaložená na jeho predchádzajúce ohriatie. Zároveň sa vynakladá veľké množstvo energie na ohriatie chladného vonkajšieho vzduchu.
• Horšia bezpečnosť objektu. Na zabezpečenie dostatočnej kvality vzduchu a telesnej pohody zostávajú v lete otvorené okná aj v neprítomnosti osôb, čo znižuje bezpečnosť objektu.

Nútené podtlakové vetranie
Nútené podtlakové vetranie je jednoduchá modifikácia gravitačného vetrania pracujúca na princípe núteného prietoku vzduchu, ktorý zabezpečujú namontované odsávacie ventilátory. Týmto spôsobom sa získava stále množstvo vzduchu, ktoré sa odstraňuje z miestností. Žiaľ, bez vhodne riešeného prívodu vzduchu tento druh vetrania iba znásobuje nevýhody prirodzeného vetrania.

Rovnotlakový vetrací systém s rekuperáciou tepla
Vetranie domu zabezpečuje centrálna vzduchotechnická jednotka. Obsahuje ventilátory na prívod a odvod vzduchu, filtre a rekuperačný výmenník tepla, ktorý získava energiu zo vzduchu odvádzaného z objektu (rekuperácia tepla). Privádzaný vzduch sa vedie (vzduchotechnickými rozvodmi) do obytných zón v dome a priebežne nahrádza znečistený vzduch čerstvým vzduchom.

Schéma vzduchotechnického systému núteného vetrania v rodinnom dome

Výhody rovnotlakového vetracieho systému

• Privádza do miestností čerstvý, prefiltrovaný vzduch so správnou teplotou a súčasne ochraňuje vnútorný priestor pred hlukom a prievanom. Prispieva tak k vyššiemu komfortu bývania.
• Odvádza nadbytočnú vlhkosť, a tým prispieva k ochrane objektu pred plesňami, nepríjemnými pachmi a nebezpečnými chemickými látkami, ktoré nepriaznivo pôsobia na zdravie obyvateľov.
• Spätne získané teplo z odvádzaného vzduchu sa využije na ohrev privádzaného vonkajšieho vzduchu. Tým sa znižujú náklady na vykurovanie, šetrí sa energiou a zvyšujú sa finančné úspory majiteľov.
• Systém automaticky reaguje na zmenu vonkajších podmienok bez nevyhnutnosti asistencie a pravidelných zásahov obyvateľov domu.
• Systém vetrania s rekuperáciou tepla zabezpečuje cirkuláciu a výmenu vzduchu v celom dome, dokonca aj pri zatvorených dverách miestností. Na tento účel treba vhodne podrezať dvere alebo nainštalovať špeciálne priechodné mriežky v stenách. Tieto zásahy možno spolu s inštaláciou, umiestnením vetracieho systému a vyššou obstarávacou cenou považovať za určitú nevýhodu tohto systému.

Časti vzduchotechnického systému
Vzduchotechnická jednotka
Vzduchotechnická jednotka sa skladá z ventilátora prívodného vzduchu, ventilátora odťahového vzduchu, výmenníka spätného získavania tepla (VSZT), filtrov, skrine vzduchotechnickej jednotky, automatiky a prídavných zariadení (ohrievače a pod.).

Ak je to možné, mala by sa strojovňa vzduchotechnických zariadení umiestniť čo najďalej od miestností na spanie. Zároveň však treba zabezpečiť prístupnosť (možnosť pripojenia) prvkov, ktoré privádzajú a odvádzajú vzduch. Jednotka vyžaduje údržbu, napríklad pravidelnú výmenu filtrov, nie je teda vhodné ju umiestniť na neprístupnom mieste.

Optimálne umiestnenie je v priestoroch hospodársko-technického zázemia, na povale, v pivnici alebo v garáži. Pred montážou je nevyhnutné overiť, či sa bude dať zariadenie prepraviť na miesto jestvujúcimi dverami, alebo sa bude musieť využiť iný vstup. Jednotky sa napájajú z bežnej zásuvky elektrickej siete 230 V. Prvok, ktorý riadi činnosť jednotky (prepínač, programátor alebo regulátor), by mal byť na mieste vhodnom na obsluhu. Ak má regulátor funkciu merania teploty v miestnosti, jeho najvhodnejšie umiestnenie je v niektorej z hlavných obytných miestností.

Rekuperačný výmenník
Výmenník predstavuje v jednotke tú časť, ktorá zabezpečuje úsporu nákladov. Teplo z odvádzaného vzduchu sa v ňom odovzdáva privádzanému vzduchu. V praxi sa používajú panelové a rotačné výmenníky, ktoré dosahujú vyššiu účinnosť.

Filtre
Filtre zabezpečujú čistotu vzduchu a v jednotke plnia dvojakú funkciu. Čistia vzduch privádzaný do miestností a zároveň chránia výmenník tepla pred jeho znečistením a nepriechodnosťou. Najčastejšie používané filtre sú G3, G4, F5, F6, F7. Čím je v označení väčšie číslo, tím je filter účinnejší. Princípy funkcie zariadení vyšších tried vylučujú možnosť čistenia filtrov vyklepávaním alebo praním. Používaním sa tlakový spád na filtroch zmenšuje, čo znižuje účinnosť jednotky a vedie k nevyhnutnej výmene filtrov. Jednotky s vysokou technickou úrovňou majú ukazovateľ znečistenia filtra.

Regulácia
Úlohou regulácie je riadiť vzduchotechnickú jednotku na udržiavanie nastavenej teploty a množstva privádzaného vzduchu. Zostava použitých regulátorov a snímačov determinuje funkcie, ktoré môže automatika vykonávať (napríklad možno vytvoriť väzbu medzi množstvom privádzaného vzduchu a vyššou vlhkosťou alebo obsahom oxidu uhoľnatého). Riadiaci systém môže informovať o poruchách a nevyhnutných servisných úkonoch, ako je potrebná výmena filtra.

Vzduchotechnické rozvody
Rozvody a vzduchotechnické potrubia slúžia na distribúciu vzduchu. Najčastejšie sú zhotovené z hliníka, pozinkovanej ocele (spiro) alebo z plastov. Spájajú všetky prvky v systéme. Ak kanály prechádzajú nevykurovanými miestnosťami, vyžadujú z dôvodov minimalizácie tepelných strát vhodnú izoláciu. Izolovaním rozvodov sa dosiahne aj zníženie hlučnosti celej inštalácie. Návrh rozvodov je vhodné riešiť už počas spracovania projektu domu. Rozvody možno viesť stropom či nepoužívaným podstrešným priestorom, alebo aj v stenách. Správne navrhnutá a vyhotovená potrubná sieť zabezpečí bezchybnú funkciu systému na mnoho rokov. Naopak, zle naprojektovaná sieť môže viesť k zvýšeniu hluku a k ďalším problémom s inštaláciou.

Vstupný prívod vzduchu
Vzduch sa do systému privádza vstupnou časťou, t. j. vstupnou mriežkou rozličnej veľkosti, umiestnenou zväčša na vonkajšej stene budovy. Má esteticky ukončiť ventilačné potrubie a zabrániť vnikaniu nežiaducich predmetov. Vstupná časť musí byť dostatočne vzdialená od komínových prieduchov, odvzdušnenia kanalizácie a výstupu odpadového vzduchu. Môže mať podobu voľne stojacej konštrukcie umiestnenej na záhradke pri dome. Takisto by mala byť umiestnená na severnej strane domu, aby neodoberala ohriaty vzduch v letnom období. Vstup by sa nemal nachádzať v blízkosti okien spální z dôvodu generovania hluku.

Výstupný odvod vzduchu
Odpadový vzduch sa odvádza z objektu výstupnej časti. Je to prvok rozvodu s podobnou konštrukciou ako vstupná časť a rovnako generuje hluk – preto sa musí inštalovať v dostatočnej vzdialenosti od okien spální.

Prívodné a odťahové vyústenia
Prívodné a odťahové vyústenia predstavujú prvky ventilačných rozvodov, ktorými sa distribuuje vzduch. Prívodné vyústenia slúžia na prívod čerstvého vzduchu, odťahové na odvádzanie znečisteného vzduchu. Prívodné vyústenia sa najčastejšie umiestňujú v „čistých“ miestnostiach, ako sú spálne, a odťahové v takzvaných špinavých zónach, ako sú kuchyne, kúpeľne toalety a šatne. Dvere do týchto miestností treba preto podrezať minimálne 1,5 cm nad podlahou alebo do nich treba osadiť ventilačné mriežky. Správne umiestnenie mriežok a vyústení je dôležité na to, aby prúdenie vzduchu nespôsobovalo nepohodlie.

Vzduchotechnické vyústenia by sa nemali umiestňovať napríklad nad stoličkami, sedačkami alebo posteľami, aby vzduch neprúdil priamo na prítomné osoby. V niektorých priestoroch je na dosiahnutie správnej distribúcie vzduchu vhodné nainštalovať viac týchto prívodných mriežok a vyústení.

Energetické úspory
Vysoké náklady na energiu nás nútia k tomu, aby sa ňou šetrilo. Treba si uvedomiť, že vetranie spôsobuje v zimnom období značné straty tepla. Veľké množstvo energie sa spotrebuje na ohriatie čerstvého vzduchu privádzaného do miestností. V zle tepelne izolovaných objektoch, v ktorých veľká časť strát pripadá na obvodové konštrukcie (steny, okná, stropy), je podiel vetrania na tepelných stratách úmerne menší.

S lepšou izoláciou obvodových konštrukcií sa podiel strát vetraním na celkovej energetickej bilancii zväčšuje. Vo svojom dôsledku to často smeruje k neúmernému utesňovaniu objektu, čo následne dramaticky zhoršuje kvalitu vnútorného vzduchu.

Zatiaľ čo pri prirodzenom vetraní je tesnosť objektu nežiaduca či nevýznamná, pri použití núteného vetrania so spätným získavaním tepla sa vzduchotesnosť budovy vyžaduje – a to z dôvodu eliminácie nekontrolovateľných prietokov vzduchu spôsobujúcich dodatočné tepelné straty a vnikanie znečistenia.

Záver
Nútené vetranie patrí medzi inštalácie, ktoré sa stávajú čoraz častejšie súčasťou vybavenia moderných domov. Nie všetci investori sú si však vedomí toho, že zmena konštrukcií objektov počas ostatných rokov dramaticky zmenila kvalitu vzduchu vnútorného prostredia, ktorá značne ovplyvňuje pobytovú pohodu a zdravie užívateľov.

Martin Bedrníček
Autor pôsobí vo firme Swegon, s. r. o.
Recenzovala: Ing. Petra Šťávová
Foto a obrázky: Swegon

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.