Téma: Hygienické požadavky – větrání budov versus energetická úspornost

Na první pohled by se mohlo zdát, že časový režim v rodinném domě je stále stejný – příchody a odchody uživatelů, příprava jídla, stolování, úklid, čas koupele, odpočinek. Doma dýcháme, vaříme, pereme, používáme elektrické spotřebiče, vonné přípravky, čisticí prostředky. Z vybavení domu, jako je nábytek, podlahové krytiny, nebo z oblečení se uvolňují výpary, jako např. formaldehyd. Díky uzavřenému prostoru je vzduch v interiéru prakticky vždy horší než vzduch venkovní, který nazýváme „čerstvý“. Interiérový vzduch musíme měnit. Ale s jakou intenzitou větrání a jaký dopad má na energie nebo další parametry vnitřního prostředí?

Ve venkovním prostředí se podmínky mění nezávisle na nás. Střídají se roční období, mění se teplota a vlhkost venkovního „čerstvého“ vzduchu. Při provozu rodinného domu tak dostáváme během roku nekonečné množství kombinací a požadavků. Větrání v létě nepřináší žádné zásadní komplikace, přestože je násobně vyšší než v období zimním – topném. Opakovaným mýtem bylo, že suchý vzduch v panelových domech způsoboval použitý konstrukční materiál – beton. Viníkem ale byl nesprávný způsob větrání.

Stačí „přirozené větrání“ pro zajištění vnitřního prostředí?

Dřívější výměna vzduchu byla uvažována tzv. přirozeně, tedy otevíráním oken a neřízeným přívodem vzduchu netěsnostmi obálky budovy, hlavně netěsnými okny, mezerou mezi rámem a křídlem – tzv. infiltrací. V panelových domech bývalo běžné, že do interiérů trvale a neřízeně proudilo množství vzduchu na úrovni 170–200 m³/hod. Velmi komfortní hodnota pro 8 osob. Výměna probíhala ale i v době, kdy byl byt či dům prázdný. Pokud chceme, aby v interiéru bylo i v zimě příjemně, neměla by tzv. relativní vlhkost vzduchu klesnout při 22 °C pod cca 40 %. V každém 1 m³ vzduchu je přibližně 6,5 g vody. V únoru venkovní vzduch, proudící z vnitrozemí Sibiře, obsahuje 2,5–3 g vody. Trvalou výměnou vzduchu 200 m³ hod odvádíme z interiéru za den 32 l vody, v čerstvém vzduchu přivádíme 14 l. V modelovém zjednodušeném příkladu vzniká deficit 18 l vody za den, který musíme vyrovnat, jinak bude relativní vlhkost v interiéru klesat. Běžná rodina vyprodukuje 5–8 l vlhkosti za den díky vaření, zalévání květin, sušení prádla v interiéru. Proto byly interiéry domů s velmi netěsnými okny „suché“. Vnímání ještě zdůrazňovalo přetápění a vysoké teploty radiátorů. Beton za to skutečně nemohl.

S nedostatečnou výměnou vzduchu má bohužel zkušenost každý. Vzpomeňme na školní léta, kdy ve třídě v zimě nejednou klesala pozornost, chtělo se spát, a nemohl za to jen učitel s nudným a monotónním výkladem. Žáci jsou teple oblečeni ve třídě, kde je běžně 22–24 °C, díky pocení je zde i vyšší relativní vlhkost, dusno, těžký vzduch. Koncentrace CO₂ překračuje vyhláškou stanovenou hodnotu i násobně. Okna se neotevírají, protože není vhodné na zpocené žáky přivádět venkovní studený vzduch, o přestávkách se neotevírají okna z bezpečnostních důvodů. Stejný stav s pomalejším náběhem je ale i v bytech, kdy si osoby zvyknou, a teprve nově příchozí má snahu nějak reagovat – např. otevřít okno. Ještě rychleji se do této situace dostáváme v drtivé většině opravených bytových domů („paneláků“), kde se vymění stará okna za nová, těsná. V důsledku nedostatečné výměně vzduchu se díky dýchání, pocení, a také např. mytí, zvyšuje vnitřní relativní vlhkost, v mnoha případech i nad 80 %. Následně kondenzuje na chladnějších plochách.

Utěsněním spár konstrukcí, zateplením budov a osazením těsných oken se sice velmi významně snižuje účet za vytápění, úspor je ale z velké části dosaženo na úkor hygieny. Výměna vzduchu klesá na 20–40 % požadovaného stavu s ohledem na požadavky využívání budov. Pro ohřev čerstvého vzduchu z venkovní teploty na teplotu vnitřní tak spotřebovává menší množství energie, „úspora“ se ale negativně projevuje ve vnitřním prostředí. To není komfortní, neumožňuje plnohodnotný odpočinek např. při spánku. Další hrozbou je postupné poškozování konstrukcí kondenzovanou vlhkostí, které zpočátku není viditelné a projeví se až s časovým odstupem. Je lhostejné, zda se jedná o novostavby nebo o stavební úpravy, ale pokud by všichni uživatelé poctivě přiznali problémy s plísněmi, nestačili bychom se jejich počtu divit.

Jak správně vyměňovat vzduch, jakou intenzitou větrat?

Pro ideální vnitřní prostředí je vhodné zajišťovat teplotní a vlhkostní rozsah, který vyhovuje maximálnímu počtu osob. Na vnímání působí více vlivů. Dostáváme se do oblasti koncentrací pachů, z nichž nejsnáze měřitelná je koncentrace CO₂, plynu produkovaného dýcháním. Čím vyšší koncentrace, tím zásadnější vliv. Není ale vhodné zbytečně výkon větrání zvyšovat. Jak ukazují např. provozované bytové domy v energeticky pasivním provedení, i zde při předimenzovaném nastavení řízené výměny vzduchu byla v interiéru nízká relativní vlhkost, a to i pod 25 %. Po rozumném přenastavení se následně udržuje relativní vlhkost nad 40 % a koncentrace CO₂ pod 1 200 ppm. Obrácený extrém je větrat „přirozeně okny“, kdy se doporučuje otevírat je dvakrát denně v délce 5 minut. Je to samozřejmě lepší než nic, ale také to k dosažení kvalitního vnitřního prostředí nestačí, budeme zde mít jak vysokou relativní vlhkost, tak i vysoké koncentrace CO₂.

Koncentrace nejen CO₂ se uvádějí v ppm (ppm – parts per milion – počet částic konkrétního plynu jeden milion všech částic, 1 ppm = 0,0001 procenta).

·      Koncentrace ve venkovním prostředí CO₂ 350– 400 ppm, ve městě cca 500 ppm.

·      Závazná vyhláška pro veřejné pobytové místnosti udává max. koncentraci CO₂ 1500 ppm.

(Pro rodinné domy a byty není závazná hodnota stanovena, přesto je vhodné uvažovat max. 1500 ppm.)

Pro nepřekročení koncentrace CO₂ nad 1500 ppm je třeba zajistit přívod čerstvého vzduchu cca 25 m³/hod. na každou osobu. Tuto doporučující hodnotu známe už od roku 1861 a byla mnohokrát experimentálně ověřena. U prostor s větším počtem osob, jako jsou učebny škol, závazná vyhláška stanovuje také požadavek 20–30 m³/hod na žáka, nově se ale začíná doporučovat větrání i podle stáří studentů. Ale zpět k rodinným domům a bytům.

Při větrání podle počtu osob jsou odváděny i další běžné zátěže, např. uvolňování škodlivin z nábytku atd. Pro vaření, koupání nebo využívání toalet jsou nárazové požadavky na větrání vyšší. Jak ale výměnu vzduchu zajistit, když nemáme možnost zjišťovat aktuální obsazení osobami? Dostáváme se do pojmu řízeného větrání. Množství přiváděného čerstvého vzduchu je tak vhodné dávkovat podle obsazení budovy a jejího provozu. Když je prázdná, tak menší množství, technicky klidně i na úroveň 10 m³/hod. Při obsazení pak podle počtu osob krát 25 m³/hod.), ideálně s nárazovým zvýšením výkonu při vaření, používání toalet nebo koupelen.

Energetický náklad na větrání

V zimě je nutné ohřát venkovní vzduch na teplotu interiéru. Zároveň je vnitřní teplý vzduch společně s vnitřní zátěží pachy a vlhkostí odváděn ven z domu. Na dohřev je tak spotřebována tepelná energie, jejíž množství je při větrání okny stejné pro dům energeticky náročný nebo energeticky pasivní. Při optimální výměně vzduchu se jedná o cca 4200 kWh/rok (náklad cca 9200 Kč při topení elektřinou, 3100 Kč při tepelném čerpadle nebo 6500 Kč při provozu plynového kotle). Je to ale jen část nákladů na celkový provoz objektu. U velmi slušně tepelně izolovaného domu je množství energie na dohřev vzduchu vyšší než energie utíkající obálkou budovy. Pokud se větrání omezí, např. zlepšením těsnosti oken nebo nedostatečným otevíráním, přinese to rychlé úspory provozních nákladů. Negativní stránkou je nekomfortní prostředí v interiéru. Otevírat okna na větrání ale také není ideální, třeba v noci by to znamenalo každých 25 minut vstávat. Jednou z možností je realizace systémů řízeného větrání, které je možné doplnit o zpětný zisk tepla. Výměna vzduchu probíhá nezávisle na uživateli podle okamžitého stavu vnitřního vzduchu. Využitím zpětného zisku tepla („rekuperace“) je možné snížit spotřebu energie na dohřev vzduchu až o cca 85 %, z cca 4200 kWh/rok na cca 630 kWh/rok.

Ventilátory spotřebují zhruba 250 kWh/a. Při započítání spotřeby ventilátorů je u vytápění elektroúspora orientačně 7300 Kč/rok, u vytápění plynovým kotlem orientačně 4600 Kč/rok. Instalace běžného systému řízeného větrání se ZZT vč. rozvodů a montáže se pohybuje kolem částky 125 000 Kč. Finanční návratnost je 15–25 let, tedy za životností vzduchotechnické jednotky, rozvody v domě je možné použít i v dalším období. Např. u umyvadla se také neptáme, za jak dlouho se nám osazení v koupelně vrátí, povazujeme jej za minimální standard. Vliv systému řízeného větrání na komfortní prostředí, dobré spaní, lepší odpočinek, snížení nemocnosti s vyšší výkonnost díky výměně vzduchu je k nezaplacení.

Zdroj: ČKAIT

Foto: Pixabay