VĚTRÁNÍ NÍZKOENERGETICKÝCH RODINNÝCH DOMŮ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE

VĚTRÁNÍ NÍZKOENERGETICKÝCH RODINNÝCH DOMŮ VENTILATION OF LOW-ENERGY HOUSES

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS

AUTOR PRÁCE

PAVEL KUBISZ

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2008

Ing. PAVEL CHARVÁT, Ph.D.

Abstrakt Práce je zamČĜena na rozdČlení a vysvČtlení souþasných trendĤ vČtrání nízkoenergetických domĤ. Jelikož má vČtrání nemalý podíl na celkové tepelné ztrátČ, je zde uveden také praktický pĜíklad výpoþtu, jak závisí celková tepelná ztráta na tepelné ztrátČ vČtráním a prostupem konstrukcí. V závČru je ukázáno v jakých pĜípadech je vhodné, þi nevhodné, použít vČtrání se zpČtným získáváním tepla.

Klíþová slova: vČtrání, mikroklima, rekuperace, tepelné ztráty

Abstract: Dissertation deals with division and description progressive trends of ventilation of low-energy houses. Forasmuch as ventilation is participant in total heat consumption, It is here practical example how total heat consumption depend on ventilation heat consumption and heat consumption by construction. At the close is showed when is good, or bad, to use ventilation with recuperation.

Keywords: ventilation, microclimate, recuperation, heat consumption

Bibliografická citace KUBISZ, P. VČtrání nízkoenergetických rodinných domĤ. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 37 s. Vedoucí bakaláĜské práce Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

ýestné prohlášení Prohlašuji, že svou bakaláĜskou práci na téma "VČtrání nízkoenergetických rodinných domĤ" jsem vypracoval samostatnČ pod vedením Ing. Pavla Charváta, Ph.D. a v seznamu použité literatury uvedl všechny zdroje a podklady, ze kterých jsem þerpal.

V BrnČ dne : 20.05.2008

………………………..

PodČkování Na tomto místČ bych rád podČkoval Ing. Pavlu Charvátovi, Ph.D za odborné vedení mé práce, podnČtné pĜipomínky a cenné rady, kterými pĜispČl k vypracování této bakaláĜské práce

ENERGETICKÝ ÚSTAV Fakulta strojního inženýrství Vysoké uþení technické v BrnČ

Str. 11

OBSAH: 1. CO JE TO VċTRÁNÍ.......................................................................................................................... 12 2. VÝZNAM VċTRÁNÍ .......................................................................................................................... 13 2.1 TEPELNċ-VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA ................................................................................................. 13 2.2 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA ............................................................................................................. 13 2.3 ODÉROVÉ MIKROKLIMA ................................................................................................................... 14 2.4 TOXICKÉ MIKROKLIMA .................................................................................................................... 15 3. ZPģSOBY VÝMċNY VZDUCHU..................................................................................................... 16 3.1 ROZDċLENÍ PODLE ýASOVÉHO PRģBċHU.......................................................................................... 16 3.2 ROZDċLENÍ PODLE REALIZACE ......................................................................................................... 17 3.2.1 PĜirozené vČtrání..................................................................................................................... 18 3.2.2 VČtrání nucené......................................................................................................................... 19 3.2.3 VČtrání hybridní ...................................................................................................................... 22 4. ZPċTNÉ ZÍSKÁVÁNÍ TEPLA.......................................................................................................... 23 5. ENERGETICKÉ ZTRÁTY PěI VċTRÁNÍ ..................................................................................... 24 5.1 VÝPOýET TEPELNÝCH ZTRÁT PROSTUPEM KONSTRUKCÍ ................................................................... 24 5.2 VÝPOýET TEPELNÝCH ZTRÁT VċTRÁNÍM.......................................................................................... 25 5.3 UKÁZKA VÝPOýTU TEPELNÝCH ZTRÁT............................................................................................. 26 5.4 UVAŽOVANÉ VARIANTY RODINNÉHO DOMU..................................................................................... 27 5.4.1 Rodinný dĤm v první variantČ ................................................................................................. 27 5.4.2 Rodinný dĤm ve druhé variantČ............................................................................................... 28 5.4.3 Rodinný dĤm ve tĜetí variantČ ................................................................................................. 29 5.4.4 Rodinný dĤm ve þtvrté variantČ............................................................................................... 30 5.5 VYHODNOCENÍ CELKOVÝCH TEPELNÝCH ZTRÁT .............................................................................. 31 6. ZÁVċR ................................................................................................................................................. 32 7. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ................................................................................................ 33 8. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A FYZIKÁLNÍCH VELIýIN ............................................. 34 9. SEZNAM OBRÁZKģ ......................................................................................................................... 35 10. SEZNAM TABULEK........................................................................................................................ 36 11. SEZNAM PěÍLOH............................................................................................................................ 37

Str. 12


1. CO JE TO VċTRÁNÍ Všichni si asi dokážeme pĜedstavit vČtrání obytných místností napĜ. v 19. století, kdy v rohu místnosti stála malá kamínka, okenními spárami do místností foukal vítr a dveĜmi s netČsným prahem táhlo. Odvod vzduchu byl zde realizován pĜi hoĜení a odcházel komínem. Náhradou byl nasáván vzduch zmínČnými netČsnostmi v konstrukcích. V dnešní dobČ je však situace jiná. Ceny energií neustále rostou a proto nabývají na významu otázky: „Jak snížit spotĜebu energie? Lze dosáhnout úspor?“. Jelikož v naších klimatických podmínkách vČtšinu energie spotĜebujeme na vytápČní, je rozumné hledat Ĝešení právČ v této oblasti. U velkého množství domĤ dochází k výrazným únikĤm tepla z dĤvodu jejich nedostateþné tepelné izolace a neekonomickému vČtrání. Stavební firmy a projektanti mají velké možnosti v používání materiálu a vznikají tak stavby stále kvalitnČjší - jak po stránce tepelného odporu, tak i po stránce dokonalé vzduchotČsnosti. Tímto jsme sice vyĜešili problém velkých tepelných ztrát prostupem a infiltrací netČsnostmi v konstrukci, ale vzápČtí se objevil jiný problém. Zaþalo docházet ke kondenzaci vlhkosti, vzniku plísní a zvýšení koncentrace škodlivin (napĜ. CO2, CO). Do popĜedí se tak dostává význam vČtrání, jehož hlavní úlohou je odvádČt pro nás zneþištČný vzduch a nahradit ho þerstvým. PĜí Ĝešení problému s vČtráním je vždy nutné najít optimální zpĤsob Ĝešení, protože jeho nevhodné Ĝešení mĤže napáchat více škody než užitku. NemluvČ o zdravotních problémech, které mohou vzniknout. Proto se zateplovací a hlavnČ ventilaþní práce pĜenechávají kvalifikovaným odborníkĤm, kteĜí se vyznají v této problematice a jsou schopni navrhnout nejvýhodnČjší Ĝešení.[1]


Str. 13

2. VÝZNAM VċTRÁNÍ Jeden ze základních úkolĤ projektantĤ je zajištČní dostateþné výmČny vzduchu v budovách. Zejména pĜi požadavku na snížení spotĜeby energie na vytápČní je tato okolnost opomíjena. Budovy se utČsĖují a pĜirozená výmČna vzduchu klesá až na hodnoty n = 0,05 0,15 /h-1/. PĜitom hygienický požadavek na vČtrání v jiných státech EU bývá až 15 násobnČ vyšší tj. n = 0,8 až 1,0 /h-1/.[3] Kvalitu vnitĜního prostĜedí mĤžeme rozdČlit do následujících hlavních interních mikroklimatĤ: • tepelnČ-vlhkostní, • mikrobiální, • odérové, • toxické. 2.1 TEPELNċ-VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA Je jeden z nejdĤležitČjších faktorĤ. které ovlivĖují tepelnou pohodu interiéru. Mnohdy si ani neuvČdomuje, kolik vyprodukujeme bČhem dne vodní páry. Taková prĤmČrná domácnost vyprodukuje bČhem dne 10 až 15 kg vodní páry. Je proto nasnadČ se ptát, kde se tato vodní para ztratí. Existuje mnoho starších obytných budov, u kterých se provedlo zatepleni a výmČna oken. Úspora energie byla tímto zásahem znatelná, ale po þase se v objektu objevily plísnČ. VysvČtlením je nedostateþné vČtráni. VýmČnou starých oken za nová se prakticky pĜerušila pĜirozená výmČna vzduchu skrze okenní spáry a vznikla vodní pára, která se držela v objektu tak dlouho, dokud nezaþala kondenzovat. Kondenzovala zejména na chladných místech pĜevážnČ na obvodovém zdivu a v místech, které byly ovlivnČny pĤsobením tepelných mostĤ konstrukce. Diky tomu se zaþaly tvoĜit zmínČné plísnČ a navlhat zdivo, þímž se snížily jeho izolaþní vlastnosti a celá situace se ještČ zhoršila. Takové životní prostĜedí má na lidský organismus velmi negativní vliv. Je proto nezbytnČ nutné zajistit, aby vzniklá vodní pára, která všechno zpĤsobila, byla dostateþnČ odvČtrávána. BČžnČ se setkáme s intenzitou výmČny vzduchu n= 0,4 až 0,9 /h-1/.[3],[2] 2.2 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Je charakterizováno množstvím mikroorganismĤ obsažených ve vzduchu. Tyto mikroorganismy mohou pĜedstavovat napĜ. pyly, bakterie, viry, plísnČ a jejich spory. ProstĜedí zneþištČné tČmito mikroorganismy mĤže zpĤsobit þlovČku vážné zdravotní problémy napĜ. astma a rĤzné druhy alergií. Kvalita obytného prostĜedí z mikrobiálního hlediska se posuzuje podle koncentrace tČchto mikrobĤ obsažených ve vzduchu. V obytných prostorách by se tato koncentrace mČla pohybovat kolem 200 až 500 mikrobĤ / m3 V objektech s nároþnČjšími hygienickými požadavky jako jsou operaþní sály by nemČla požadovaná koncentrace mikroorganismĤ pĜesahovat . 70 mikrobĤ / m3. Ve venkovním prostĜedí mČst jsou koncentrace až 1500 mikrobĤ/m3. Dosud nejúþinnČjším zpĤsobem, jak snížit mikrobiální koncentrace v budovách, je dokonalé vČtrání s pĜívodem kvalitního venkovního vzduchu.[3],[2]

Str. 14


2.3 ODÉROVÉ MIKROKLIMA Mimo bČžné odéry (kouĜení, pĜíprava jídel) se v interiéru dnes vyskytují i styreny, formaldehydy a odpary z nátČrĤ, tedy látky dĜíve neznámé. Z venkovního ovzduší se do budov infiltruje pĜedevším CO2 a mnoho dalších odérĤ. Ve vnitĜním prostĜedí vzniká pĜi pobytu lidí hlavnČ CO2 (až 18 l / hod / os) a tČlesné pachy – antropotoxiny, které jsou obecnČ indikátorem kvality vnitĜního vzduchu. Jako kriteriální a exaktnČ mČĜitelná hodnota se všeobecnČ udává koncentrace 0,10 % CO2, pro odstranČní pocitu vydýchaného vzduchu z produkce tČlesných odérĤ pak 0,07 % CO2. [3] ,[2] Zde je uveden pĜíklad (obr.1), jak se mČní závislost množství CO2 na množství osob v 60m3 zcela nevČtrané místnosti. MĤžeme si všimnou, že napĜíklad pĜi pobytu dvou osob v této místnosti již za 1,5 hodiny dochází k pĜekraþování limitní hranice koncentrace CO2. [3]

Obr. 1 Závislost množství CO2 na množství osob v 60m3 zcela nevČtrané místnosti [1]

Zásadním zpĤsobem lze kvalitu odérového mikroklimatu v budovách ovlivnit pouze dostateþným pĜívodem þerstvého vzduchu. Ve svČtČ uznávaná hodnota intenzity vČtrání se udává 25 m3/hod þerstvého venkovního vzduchu na jednu osobu pro odvedení bČžných tČlesných odérĤ. Toto platí ale jen pro bČžný pobyt v místnosti. Pro velmi tČžkou práci v uzavĜené místnosti pĜipadá až 60 m3 / hod / os. [3] [2]


Str. 15

2.4 TOXICKÉ MIKROKLIMA Je vytváĜeno toxickými plyny s patologickými úþinky. Charakteristickými jsou zejména oxidy síry (SOx), oxidy dusíku (NOx), oxid uhelnatý (CO), ozón (O3), smog, formaldehyd atd. V interiéru budov je zdravotnČ nejzávažnČjším plynem CO, vznikající hlavnČ nedokonalým spalováním fosilních paliv pĜi nevyhovujícím pĜívodu vzduchu, nebo špatném odtahu, únikem svítiplynu a kouĜením. PĜi dlouhodobé expozici mĤže dojít až k chronické otravČ s poruchami pamČti a psychiky. ObdobnČ vzniká ve špatnČ nebo cirkulaþnČ vČtraných kuchyních s neodvČtranými plynovými sporáky koncentrace oxidu dusíku NOx až 50 mikrogramĤ / m3, zatímco v jiných místnostech max. 20 mikrogramĤ / m3. Oxid dusiþitý má pĜitom prokazatelnČ karcinogenní úþinky. Formaldehyd zpĤsobuje ve vyšších koncentracích dráždČní oþí a sliznic, souþasnČ je i alergenem a potenciálním karcinogenem. Zarážející je skuteþnost, že i po 15 letech ještČ pĜevyšují koncentrace formaldehydu v objektech typu OKAL nČkolikanásobnČ pĜípustné limitní hodnoty 0,035 mg / m3. Ekonomicky i technicky nejpĜijatelnČjším Ĝešením pro odstranČní toxických plynĤ zĤstává stále vČtrání, pĜípadnČ obtížná filtrace aktivním uhlím, nebo ionizace vzduchu.[3]


Str. 16

3. ZPģSOBY VÝMċNY VZDUCHU V této kapitole jsou uvedeny a principielnČ vysvČtleny zpĤsoby výmČny vzduchu v rodinných domech. ObecnČ vČtrání mĤžeme rozdČlit do nČkolika kategorií podle zpĤsobu provedení. 3.1 ROZDċLENÍ PODLE ýASOVÉHO PRģBċHU VýmČnu vzduchu v obytných prostorách mĤžeme zajistit prĤbČžným pĜerušovaným vČtráním. Z þasového hlediska proto vČtrání rozdČlujeme na: • •

nebo

vČtrání prĤbČžné, vČtrání pĜerušované.

U prĤbČžného vČtrání dochází ke kontinuální výmČnČ vzduchu ve vČtraných místnostech, a proto je hladina koncentrace CO2 a dalšího zneþištČní témČĜ konstantní. Existuje nČkolik zpĤsobĤ, jak zajistit v obytných objektech kontinuální pĜísun vzduchu. Tento dČj mĤže nastat napĜ. pĜi infiltraci (viz níže), nebo v letních mČsících pootevĜeným oknem. Pokud jde o vČtrání okny i v zimním období, kterým chceme zajistit prĤbČžné vČtrání, dojde ke znaþným tepelným ztrátám a v takových pĜípadech je výhodnČjší vČtrat pĜerušovanČ. U pĜerušovaného vČtrání dojde k rychlé výmČnČ vzduchu a vnitĜní konstrukce neztratí naakumulovanou tepelnou energii. Na principu pĜerušovaného vČtrání dnes pracuje celá Ĝada vČtracích systému. Tyto systémy mohou mít pĜedem nastavené þasové režimy vČtrání, na jejichž základČ se spouští samotné vČtrání, nebo mohou mít vlastní vyhodnocovací jednotku, urþující kvalitu vnitĜního klimatu na jejichž základČ opČt spustí samotné vČtrání. Tyto systémy jsou efektivnČjší, ale také dražší. Na rozdíl od prĤbČžného je u pĜerušovaného vČtrání hladina koncentrace CO2 a dalšího zneþištČní skokovČ mČnící se. Obr. 2. znázorĖuje klasický pĜíklad Ĝízeného pĜerušovaného vČtrání, z nČhož mĤžeme vyþíst jakým zpĤsobem závisí koncentrace CO2 na pĜerušovaném pĜívodu þerstvého vzduchu. Simulace a mČĜení probČhlo v experimentálním domČ Fakulty strojního inženýrství VUT v BrnČ.[8]

Obr. 2 Koncentrace CO2 a prĤtok vyústkou v obývacím pokoji [8]


Str. 17

3.2 ROZDċLENÍ PODLE REALIZACE VČtrání v obytných prostorech mĤžeme rozdČlit do dvou hlavních kategorií: • pĜirozené vČtrání, • nucené vČtrání. Do pĜirozeného vČtrání mĤžeme zahrnout nám všem známý zpĤsob vČtrání okny, nebo sofistikovanČjší zpĤsob vČtrání šachtové. VČtrání infiltrací je také bráno jako druh pĜirozeného vČtrání, ale mnohdy je infiltrace brána jako negativní jev, pĜi kterém dochází ke znaþným tepelným ztrátám.[4] PĜi nuceném vČtráni je celá výmČna vzduchu v objektu Ĝízena mechanicky pomocí široké škály ventilátorĤ, klapek, vzduchovodĤ, vyústek, atd. Z hlediska poĜizovacích nákladĤ je ovšem tento systém nákladnČjší. Tyto náklady jsou ale vČtšinou nČkolikanásobnČ vráceny díky úsporám energie. Nucené vČtrání se ještČ dČlí do kategorií podle souþinitele vČtrací rovnováhy İ na: • vČtrání podtlakové, • vČtrání rovnotlaké, • vČtrání pĜetlakové. VČtrací souþinitel İ se urþí z rovnice (1), ⋅

ε=

VP

(1)

⋅

VO ⋅

⋅

kde V P je objemový prĤtok pĜivádČného vzduchu a V O je objemový prĤtok odvádČného vzduchu. [4] Souþasným použitím pĜirozeného a nuceného vČtrání vzniká vČtrání hybridní. PĜehled všech tČchto vČtracích systémĤ rozdČlených podle realizace je znázornČn v následujícím schématu.[4]

Str. 18


3.2.1 PĜirozené vČtrání 3.2.1.1 VČtrání infiltrací Jak již bylo naznaþeno infiltrace je nežádoucí jev, kdy se do obytných prostor dostává neĜízeným zpĤsobem venkovní vzduch prostĜednictvím okenních a dveĜních netČsností. Tento vzduch s sebou pĜináší také prach, vlhkost a jiné nežádoucí pĜímČsi, které znatelnČ ovlivĖují vnitĜní prostĜedí. V mrazivých dnech navíc dochází díky infiltraci ke znaþným tepelným ztrátám. [4] Naopak nám infiltrace zaruþí kontinuální výmČnu vzduchu, pĜi které se napĜ. pĜedejde kondenzaci vodních par a tím i tvorbám plísní viz kap. 2. 3.2.1.2 VČtrání šachtové Šachtové vČtraní je založeno na principu využití rozdílĤ mČrných hmotností vnitĜního a vnČjšího vzduchu. OhĜátý vzduch stoupá výše do vyústek zabudovaných napĜíklad ve stropních konstrukcích a odtud je odveden do vČtrací šachty. Tím vznikne v objektu podtlak a do místností vniká vzduch venkovní. Odsávací vyústky se umisĢují do místností s nejvČtším zneþištČním jako jsou kuchynČ, WC a koupelny. Z tČchto místností nechceme, aby se vzduch šíĜil do dalších místností. viz. obr.1. [4],[5]

Legenda: e - pĜívod þerstvého vzduchu i - odvod zneþištČného vzduchu Obr. 3 Schéma šachtového vČtrání

Pro zajištČní daného množství pĜivádČného vzduchu jsou mnohdy použité tzv. automatické vyústky. Tyto vyústky jsou dnes mnohdy souþástí okenních rámĤ, ale þasto se mĤžeme setkat s i pĜípady, kdy jsou tyto vyústky zabudovány v obvodovém zdivu. Problém u šachtového vČtraní nastává v horkých letních dnech, kdy jsou mČrné hmotnosti vzduchu vnČjšího a vnitĜního témČĜ stejné. Proto se z tČchto dĤvodĤ používá rĤzných druhĤ nástavcĤ a turbín, které zvyšují úþinný tah šachty využitím úþinkĤ vČtru. Šachtové vČtrání je považováno za elegantní Ĝešení výmČny vzduchu pĜi rekonstrukci starších staveb.


Str. 19

3.2.1.3 VČtrání okny VČtrání pomocí otevírání oken je dnes stále nejrozšíĜenČjší zpĤsob vČtrání, ale pĜesto se u nízkoenergetických domu nedoporuþuje. Pokud lidé už investovali do tepelné izolace, je vČtrání okny znaþnČ neekonomické. VČtrání okny je mimojité závislé na lidském þiniteli, který není schopen zaznamenat zvýšený podíl vlhkosti, CO2 a dalšího zneþištČní. Takže buć vČtráme nedostateþnČ nebo vČtráme pĜíliš a vzniklé tepelné ztráty jsou zbyteþnČ velké. VČtrání okny není tedy dostateþnČ spolehlivé. [4] 3.2.2 VČtrání nucené 3.2.2.1 RozdČlení nuceného vČtrání Jednoduchými vČtracími systémy se vzduch nucenČ pouze odvádí, nebo jen pĜivádí. Zvláštním typem je potom vČtrání s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu nazývané také rovnotlaké. VČtraní se proto rozdČluje: • • •

vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu, vČtrání s nuceným odvodem vzduchu, vČtrání s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu.

Schéma vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu je zobrazeno na obr. 4. Vzduch se v tomto pĜípadČ do objektu pĜivádí prostĜednictvím ventilátorĤ a odvádČn je pĜirozeným zpĤsobem provČtráním skrze nastavitelné vyústky. Výhodou tohoto typu vČtrání je možnost vzduch pĜedem upravovat, napĜ. filtrovat, nebo ohĜívat. Na druhou stranu nelze využít zpČtného získávání tepla z odvČtrávaného vzduchu.

Legenda: e - pĜívod þerstvého vzduchu i - odvod zneþištČného vzduchu V - ventilátor H- vyústka Obr. 4 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu

Str. 20


VČtrání s nuceným odvodem vzduchu je dnes daleko þastČjší než vČtrání v pĜedchozím pĜípade. V tomto pĜípadČ lze použít napĜ. kuchyĖské digestoĜe k nucenému odtahu vzduchu. Tento proces by ale probíhal jen za pĜedpokladu neutČsnČných okenních spár, což u dnešních nových vzduchotČsných oken neplatí. Výrobci oken tento problém Ĝeší tzv. mikroventilací, ale tím se zcela znehodnocuje deklarovaná úspora tepelné energie tČsnými okny. Dalším zpĤsobem jak lze do objektu pĜivést požadované množství vzduchu je skrze automatický Ĝiditelnými vyústkami. Výhody a nevýhody jsou podstatČ inverzní jak v pĜedchozím pĜípadČ. Díky nucenému odtahu vzduchu lze využít rekuperace, ale pĜirozený pĜívod nám znemožní vzduch pĜedem upravovat. Schéma vČtrání je zobrazeno na obr. 5.

Legenda: e - pĜívod þerstvého vzduchu i - odvod zneþištČného vzduchu V - ventilátor H- vyústka Obr. 5 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu

TĜetí systém vČtrání s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu, nazývaný také jako rovnotlaký, je dnes používán již univerzálnČ. Z obr. 6 je patrné že pĜívod i odvod vzduchu je zajištČn pomocí mechanických strojních zaĜízení a ventilátorĤ. U tohoto systému lze efektivnČ získávat teplo z odvádČného vzduchu s úþinností až 90 %. Pokud se vČtrány objekt nachází ve zneþištČném venkovním prostĜedí mĤžeme jednoduchým zpĤsobem aplikovat vzduchové filtry, které pĜivádČný vzduch upraví na požadovanou hodnotu. Nespornou pĜedností tohoto systému je také snadná automatická regulace.

Legenda: e - pĜívod þerstvého vzduchu i - odvod zneþištČného vzduchu V - ventilátor H- vyústka

Obr. 6 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu


Str. 21

3.2.2.2 VČtrání podtlakové U podtlakového vČtrání musí platit podmínka (İ<1) podle rovnice (1). Toto lze realizovat nČkolika zpĤsoby. Prvním zpĤsobem mĤžeme vzduch odsát odstĜedivým, nebo osovým ventilátorem umístČným ve vČtrací šachtČ nebo v otvorech v obvodovém zdivu. Tímto odsáním se v místnosti vytvoĜí podtlak, který na místo odvČtraného vzduchu nasaje vzduch venkovní rĤznými nastavitelnými otvory a vyústkami zabudovanými v konstrukci. U tohoto zpĤsobu realizace podtlakového vČtrání, ale není možné použít tzv. rekuperaþního zaĜízení, které pracuje na principu tepelného výmČníku (viz níže Rekuperaþní zaĜízení).[7],[6] Druhý zpĤsob realizace je použití centrální klimatizaþní jednotky, která již dokáže využít rekuperaþního zaĜízení. Schéma použití centrální vČtrací jednotky je znázornČn na obr. 7. ýerstvý vzduch „e“ je nasáván z venkovního prostĜedí klimatizaþní jednotkou „K“, kde se ohĜívá odvádČným vzduchem „i“ a je rozvádČn vČtracím potrubím (v obr. znázornČno modrou barvou) do celého objektu. V objektu je proudČní vzduchu zajištČno napĜ. díky mezerám pod dveĜními kĜídly. Nucený odtah vzduchu bývá navržen systémem s trvalým odsáváním vzduchu z WC, koupelny a kuchynČ (v obr. znázornČno šedou barvou) a nasáván zpČt do vČtrací jednotky „K“, kde probČhne tepelná výmČna a vzduch je vyfukován do venkovního prostĜedí. SpouštČní samotného vČtrání je vČtšinou Ĝízeno automaticky na základČ vyhodnocení kvality vnitĜního klimatu. [7],[9]

Legenda: e - pĜívod þerstvého vzduchu i - odvod zneþištČného vzduchu K – klimatizaþní jednotka Obr. 7 Schéma pĜíkladu nuceného vČtráni s centrálním vČtracím systémem

U domu, který se nachází ve zneþištČném a prašném prostĜedí se podtlakové vČtrání nedoporuþuje, protože vzniklý podtlak v objektu mĤže skrze spáry v konstrukci nasávat zneþištČný vzduch z venkovního prostĜedí. V takových pĜípadech se volí vČtrání rovnotlaké nebo pĜetlakové. 3.2.2.3 VČtrání rovnotlaké Realizuje se podstatČ stejným zpĤsobem jako vČtrání podtlakové, ale s tím rozdílem, že İ=1. Tohoto stavu dosáhneme jen s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu. Systém vČtrání opČt mĤže pracovat podle schématu v obr. 7, kde lze efektivnČ využít rekuperaþního a filtraþního zaĜízení. [4]

Str. 22


3.2.2.4 VČtrání pĜetlakové PĜetlakové vČtrání vzniká pĜebytkem pĜivádČného vzduchu nad odvádČným. PĜivádČný vzduch vytváĜí pĜetlak vĤþi okolí a uniká spárami v oknech a dveĜích. Rekuperaþní zaĜízení zde proto nemá velký význam, protože þást vzduchu je díky pĜetlaku v objektu odvČtrána netČsnostmi do venkovního prostĜedí. [4] PĜetlakové vČtrání je výhodné realizovat v oblastech, kde je znaþnČ zneþištČné venkovní ovzduší a pĜívod vzduchu je filtry v klimatizaþní jednotce upraven na požadovanou kvalitu. 3.2.3 VČtrání hybridní Tento druh vČtrání spoþívá v Ĝízené kombinaci nuceného a pĜirozeného vČtrání a je považováno za nejekonomiþtČjší vČtrání rodinných domu. Celý objekt je vČtrán pĜirozeným zpĤsobem, který využívá pĜirozených zdrojĤ energie. VČtšinou se jedná o energii vČtrnou nebo sluneþní. U vČtrání nízko energetických domĤ mĤžeme napĜ. použit ventilaþní turbíny VIV (viz obr.8), která využívá energii vČtrnou. [10]

Obr. 8 Ventilaþní turbinka VIV. [10]

V turbince se díky vČtru vytváĜí podtlak (v ýR až 50 Pa), který nasává z objektu zneþištČný vzduch a odvádí ho do venkovního prostĜedí. Pokud by nebyl vítr dostateþnČ silný, nevzniknul by ani dostateþný podtlak a výmČna vzduchu by nedosahovala požadovaných hodnot. V takových pĜípadech jsou v obytných prostorech rozmístČné senzory urþující koncentraci CO2 a pokud by operaþní jednotka vyhodnotila kvalitu vnitĜního prostĜedí jako nevyhovující, spustí se nucené vČtrání. Vyústky pro pĜívod vzduchu jsou také Ĝízeny centrálním systémem který na základČ vyhodnocení vnitĜního klimatu buć vyústky zavírá nebo otevírá. Veškeré vyústky, rozvody a vzduchovody musí být navrženy tak aby tlaková ztráta vzduchu byla co nejmenší. V opaþném pĜípadČ by tlaková ztráta mohla byt vetší než podtlak vyvolaný ventilaþní turbínkou a pĜirozené vČtrání by neprobíhalo. Pro snížení tepelných ztráty se u tČchto systémĤ používá rekuperaþních zaĜízení. [10], [8] Systémy hybridního vČtrání jsou v dnešní dobČ realizovány pouze ve vývojových projektech. Pro hromadné využití v rodinných domech jsou tyto systémy pĜíliš nákladné.


Str. 23

4. ZPċTNÉ ZÍSKÁVÁNÍ TEPLA ZpČtné získávání tepla neboli rekuperace je dČj, pĜi kterém se pĜivádČný vzduch do budovy ohĜívá teplým odpadním vzduchem. Cely tento systém pracuje na principu tepelného výmČníku. Tyto tepelné výmČníky jsou popsány svojí úþinností a platí, þím vČtší úþinnost rekuperaþní zaĜízení má, tím efektivnČji dokáže získávat teplo z odvádČného odpadního vzduchu. Dnes se bČžnČ vyskytuji tepelné výmČníky s úþinností okolo 70-90 %. [11] Mezi nejznámČjší rekuperaþní výmČníky patĜí deskový rekuperaþní výmČník viz obr 9.

Obr. 9 Deskový rekuperaþní výmČník [12]

Tento deskový rekuperaþní výmČník zobrazený na obr. 9 je vyroben z plastického materiálu a je tudíž schopen odolávat agresivnČjším plynĤm a pĜípadná kondenzace vodní páry nezpĤsobí korozi. Dalšími pĜednostmi plynoucí z materiálu jsou malá hmotnost a nízké poĜizovací náklady. Jednoduchá lamelová konstrukce nám zaruþí snadné þištČní horkou vodou, vysokou úþinnost rekuperace pĜi nízkých tlakových ztrátách a odolnost proti zanášení.[12]

Str. 24


5. ENERGETICKÉ ZTRÁTY PěI VċTRÁNÍ V této kapitole je na názorném pĜíkladu popsán energetický dopad vČtrání, poþítaný z hlediska tepelných ztrát. Pro názornost budeme tepelné ztráty vČtráním dávat do pomČru s tepelnými ztrátami prostupem konstrukcí a na základČ zjištČných hodnot vyvodíme závČry. Celá problematika je demonstrována na dvougeneraþním domČ, který si v daných pĜípadech modifikujeme na rodinný dĤm izolovaný a neizolovaný a pro každý pĜípad, si zvolíme základní hodnotu výmČny vzduchu. Toto množství þerstvého vzduchu mĤžeme stanovit dle normy ýSN 06 0210, nebo výpoþtem za pĜedpokladu, že si urþíme poþet osob v místnosti a množství þerstvého vzduchu vztaženého na osobu (viz kap.2). Pro náš výpoþet postaþí poþítat s hodnotou n=0,5 h-1. Výpoþtové teploty a velikost otopného období stanovíme dle normy ýSN 06 0210. VnitĜní výpoþtové teploty místností jsou v tab. 2 a 3. VnČjší výpoþtová teplota je -21°C a prĤmČrná venkovní teplota v otopném období je 2,3°C. Otopné období je 222 dní. Z dĤvodu rozsáhlosti výpoþtu jsem použil program Microsoft Excel. Provedený výpoþet je v elektronické pĜíloze þ. 1. [13] Výsledné hodnoty se mohou s realitou þásteþnČ rozcházet, protože ve výpoþtu nejsou zapoþítány tepelné zisky. NicménČ pro názorný pĜíklad, z kterého vyvodíme závČry o vhodností (popĜípadČ nevhodnosti) použití rekuperaþního zaĜízení, nám toto zanedbaní tepelných zisku nevadí. 5.1 VÝPOýET TEPELNÝCH ZTRÁT PROSTUPEM KONSTRUKCÍ Pro spoþítání tepelných ztát prostupem konstrukcí je nutné znát nejen všechny konstrukce, které vytápČný prostor obklopují, ale pĜedevším teplotu okolního prostĜedí a kolik dnĤ v roce pĤsobí. [13] Postup výpoþtu: 1) Vypoþítání obsahu ploch stČn, stropĤ, podlah a objektĤ. 2) Urþení tloušĢky a souþinitele tepelné vodivosti u stČn, podlah a stropĤ, aby bylo možné vypoþítat tepelný odpor konstrukce podle rovnice (2). Pokud se jedná o více vrstvý materiál tepelné odpory vrstev se sþítají.

R=

d

λ

(2)

3) PĜi výpoþtu tepelného odporu konstrukce musíme také pĜipoþítat tepelný odpor pĜi pĜestupu tepla z prostĜedí na konstrukci (Ri, Re ) viz obr.10. a rovnice (3),(4). Ri =

Re =

1

αi 1

αe

(3)

(4)


Str. 25

Obr. 10 ZnázornČní prĤbČhu teplot v konstrukci

4) Seþtením hodnot Ri ,Re a Ȉ R získáme odpor konstrukce pĜi prostupu tepla RT viz rovnice (5). R T = R i + R e + ΣR

(5)

5) Nyní je možné vypoþítat souþinitel prostupu tepla konstrukcí podle rovnice (6). U=

1 RT

(6)

6) Pomocí normy zjistíme pro pĜilehlou oblast maximální a stĜední denní teploty vnČjšího a vnitĜního vzduchu. 7) Po dosazení zjištČných hodnot do rovnice (7). vypoþítáme nutný pĜíkon energie na vytápČní. ⋅

Q = ΣS . U . (t is − t es )

(7)

5.2 VÝPOýET TEPELNÝCH ZTRÁT VċTRÁNÍM Výpoþet tepelných ztrát vČtráním je na rozdíl od pĜedchozího pĜípadu jednoduší. K jeho realizaci potĜebujeme znát výpoþtovou vnitĜní a vnČjší teplotu a množství vČtracího vzduchu. [13] Postup výpoþtu: 1) Výpoþet objemu jednotlivých místností. 2) ZjištČní výpoþtových vnitĜních a vnČjších teplot. 3) Dosazení známých hodnot do rovnice 8. a tím vypoþítání tepelné ztráty vČtráním. ⋅

⋅

Q v = 1300 ⋅ V v ⋅ (t i − t e )

(8)

Str. 26


5.3 UKÁZKA VÝPOýTU TEPELNÝCH ZTRÁT Jedná se o dvougeneraþní rodinný dĤm nacházející se v podnebí Nízkého Jeseníku. Z toho vyplývají externí výpoþtové teploty (te). DĤm se skládá ze suterénu a dvou obytných pater. V pĜíloze þíslo 2. a 3. je rodinný dĤm podrobnČ rozkreslen a jednotlivé prvky vstupující do výpoþtu jsou zde patĜiþnČ oznaþeny. V suterénu se nachází kotelna, dílny a skladištČ. Pro zjednodušení a zobecnČní pĜíkladu, nebudeme suterén v pĜíkladu zahrnovat, protože energetické náklady se v této þásti domu projeví minimálnČ a vČtraní v nČkterých místnostech (napĜ. kotelna) se Ĝeší jinými zpĤsoby. PĜízemí se skládá z 9 místností, chodby a schodištČ viz. obr. 11. Místnost

Objem místnosti [m3]

Ložnice 1.1 Ložnice 1.2 Ložnice 1.3 Obývací pokoj 1.1 KuchyĖ 1.1 Koupelna 1.1 WC 1.1 Jídelna 1.1 Spižírna 1.1 Chodba 1.1

25,9 38,5 29,1 67,1 24,7 10,9 3,9 23,3 5,1 18,8

Obr. 11 PĤdorys pĜízemí

Podkroví je Ĝešeno podobným zpĤsobem. Nachází se zde 6 místností, chodba a schodištČ, které je spoleþné s pĜízemím viz. obr. 12.

Ložnice 2.1 Ložnice 2.2 Obývací pokoj 2.1 KuchyĖ 2.1 Koupelna 2.1 WC 2.1 Chodba 2.1

Objem místnosti [m3] 50,6 39,1 86,5 30,7 13,1 3,5 17,5

SchodištČ

62,4

Místnost

Obr. 12 PĤdorys podkroví


Str. 27

5.4 UVAŽOVANÉ VARIANTY RODINNÉHO DOMU Rodinný dĤm modifikujeme z hlediska druhu vČtrání, kvality izolace a množství vymČĖovaného vzduchu. PĜehled všech pĜípadu je v tab.1., kde Uz je souþinitel prostupu tepla obvodového zdiva a Uo souþinitel prostupu tepla u oken a venkovních dveĜí. Tab. 1 PĜípady variant rodinného domu

Varianta 1 2 3 4

Druh vČtrání

Souþinitel prostupu tepla

Uz =1,74 W.m-2K-1 Uz =0,26 W.m-2K-1 Uz =1,74 W.m-2K-1 Nucené vČtrání Uz =0,26 W.m-2K-1 VČtrání okny

Uo =2,7 W.m-2K-1 Uo =1,1 W.m-2K-1 Uo =2,7 W.m-2K-1 Uo =1,1 W.m-2K-1

Intenzita výmČny vzduchu [h-1] n=0,5 n=0,5 n=0,5 n=0,5

5.4.1 Rodinný dĤm v první variantČ V prvním pĜíkladČ bereme rodinný dĤm jako neizolovaný. Souþinitel prostupu tepla obvodového zdiva je Uz = 0,63 W.m-2K-1 a souþinitel prostupu tepla u oken a venkovních dveĜí je Uo = 2,7m-2WK-1. VýmČnu vzduchu realizujeme vČtráním okny tzn. že zpČtné získávání tepla z odvádČného vzduchu je nulové. PodrobnČjší souhrn informací, zejména množství odvČtraného vzduchu, je v tab. 2. Tab. 2 PodrobnČjší informace o místnostech v domu.

Charakteristika místností v domČ -1

Místnost

n [h ]


0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 0,5 0,5 0


0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 0

SchodištČ

0,3

Množství vymČnČného Objem 3 vzduchu m3/h místnosti [m ] PĜízemí 25,9 12,9 38,5 19,2 29,1 14,6 67,1 33,6 24,7 12,3 10,9 5,4 3,9 0,0 23,3 11,7 5,1 2,5 18,8 0,0 Podkroví 50,6 25,3 39,1 19,6 86,5 43,2 30,7 15,4 13,1 6,5 3,5 0,0 17,5 0,0 SchodištČ 62,4 18,7

VnitĜní teplotatis [C°] 20 20 20 20 20 24 20 20 15 15 20 20 20 20 24 20 15 15

Str. 28


Pozn.: PĜí pohledu na tab. 2. by se mohlo zdát, že nČkteré místnosti jako je napĜ. „WC 1.1“ nebo „Chodba 1.1“ jsou nevČtrané. PĜi tomto druhu pĜirozeného vČtrání se vzduch do takových místností dostává pĜirozenou cirkulací. V takovém rodinném domČ je pomČr spotĜeby tepla prostupem konstrukcí a vČtráním znázornČn v obr. 13.

PomČr spotĜeby tepla pĜi venkovní výpoþtove teplotČ 2,3oC Neizolovaný dĤm, vČtrání okny

3420; 11%

SpotĜeba tepla prostupem [kWh];[%] SpotĜeda tepla vČtráním [kWh];[%] 29007; 89%

Obr. 13 PomČr spotĜeby tepla prostupem a vČtráním v první variantČ

5.4.2 Rodinný dĤm ve druhé variantČ Ve druhém pĜípadČ dĤm izolujeme. U obvodového zdiva je souþinitel prostupu tepla Uz=0,21 m-2W K-1 a souþinitel prostupu tepla u oken a venkovních dveĜí je Uo=1,1m-2W K-1. Množství vymČnČného vzduchu necháváme stejné n = 0,5 viz tab.2. VýmČnu vzduchu opČt realizujeme vČtráním okny. PomČr spotĜeby tepla prostupem konstrukcí a vČtráním je znázornČn v obr.14.

PomČr spotĜeby tepla pĜi venkovní výpoþtove teplotČ 2,3oC Izolovaný dĤm, vČtrání okny

3420; 15%

SpotĜeba tepla prostupem [kWh];[%] SpotĜeda tepla vČtráním [kWh];[%] 18892; 85% Obr. 14 PomČr spotĜeby tepla prostupem a vČtráním ve druhé variantČ


Str. 29

5.4.3 Rodinný dĤm ve tĜetí variantČ TĜetí pĜípad rodinného domu je obdobný s prvním - neizolovaným, kde je Uz=0,63 W.m-2K-1 a Uo=2,7m-2WK-1. VČtrání je zde Ĝešeno pĜes klimatizaþní jednotku s úþinností zpČtného získávání tepla 70%. Množství odvČtraného vzduchu se zde liší, protože se využívá tzv. kaskádového vČtrání. To znamená, že pro výmČnu vzduchu v jedné místnosti použijeme odvČtraného vzduchu z místnosti druhé. Proto je u nČkterých místnosti n=0. To ovšem neznamená, že by tyto místnosti nebyly vČtrány. Hodnoty odvČtraného vzduchu jsou v tab.3. Tab. 3 PodrobnČjší informace o místnostech v domu

Charakteristika místností v domČ -1

Místnost

n [h ]


0,5 0,5 0,5 0,5 0 0 0 0,5 0,5 0


0,5 0,5 0,5 0 0 0 0

SchodištČ

0,3

Množství vymČnČného Objem 3 vzduchu m3/h místnosti [m ] PĜízemí 25,9 12,9 38,5 19,2 29,1 14,6 67,1 33,6 24,7 77,7 10,9 31,8 3,9 31,8 23,3 11,7 5,1 2,5 18,8 63,5 Podkroví 50,6 25,3 39,1 19,6 86,5 43,2 30,7 21,6 13,1 55,7 3,5 55,7 17,5 111,3 SchodištČ 62,4 18,7

VnitĜní teplotatis [C°] 20 20 20 20 20 24 20 20 15 15 20 20 20 20 24 20 15 15


Str. 30

Obr. 15. znázorĖuje pomČr spotĜeby tepla prostupem konstrukcí a vČtráním. Je zĜejmé, že se pomČr spotĜeby tepla na rozdíl od pĜedchozích dvou variant znatelnČ liší. TĜí procentní spotĜeba tepla pĜipadající na vČtrání je v porovnání se spotĜebou tepla prostupem konstrukcí neizolovaného domu, podstatČ zanedbatelná.

PomČr spotĜeby tepla pĜi 70% úþinnosti rekuperace a venkovní výpoþtove teplotČ 2,3oC

787; 3% SpotĜeba tepla prostupem [kWh];[%] SpotĜeda tepla vČtráním [kWh];[%]

29007; 97%

Obr. 15 PomČr tepelných ztrát prostupem a vČtráním ve tĜetí variantČ

5.4.4 Rodinný dĤm ve þtvrté variantČ Ve þtvrtém pĜípadČ je dĤm izolovaný tzn. Uz=0,26 m-2WK-1, Uo=1,1m-2WK-1 . Množství odvČtraného vzduchu je zase n=0,5. Využívá se kaskádového vČtrání s úþinnosti 70%. Množství odvČtraného vzduchu je v tab.3. a pomČr tepelných ztrát je znázornČn v obr. 16.

PomČr spotĜeby tepla pĜi 70% úþinnosti rekuperace a venkovní výpoþtove teplotČ 2,3oC

787; 4%

SpotĜeba tepla prostupem [kWh];[%]

18892; 96%

SpotĜeda tepla vČtráním [kWh];[%]

Obr. 16 PomČr tepelných ztrát prostupem a vČtráním ve þtvrté variantČ


Str. 31

5.5 VYHODNOCENÍ CELKOVÝCH TEPELNÝCH ZTRÁT V této þástí se budeme zabývat významem jednotlivých zateplovacích krokĤ, vedoucí k úspoĜe energie, na celkovou tepelnou ztrátu rodinného domu. V následující tab. 4. jsou uvedeny þíselné hodnoty tepelných ztrát v daných variantách rodinného domu. Tab. 4 Souhrn tepelných ztrát v daných variantách rodinného domu

1 2 3 4

Modifikace domu

Intenzita výmČny -1 vzduchu n [h ]

Neizolovaný; VČtrání okny Izolovaný; VČtrání okny Neizolovaný;Nucené vČtrání Izolovaný; Nucené vČtrání

n=0,5 n=0,5 n=0,5 n=0,5

Celkové Tepelné ztráty Tepelné ztráty tepelné ztráty prostupem [W] vČtráním [W] [kW] 12007 7025 12007 7025

2806 2806 660 660

14,813 9,831 12,667 7,685

PĜehlednČjší názornČjší zobrazení tepelných ztrát je uvedeno v obr 17. V prvním sloupci tohoto grafu jsou uvedené tepelné ztráty, kde je rodinný dĤm brán jako neizolovaný a vČtrání bylo realizováno prostĜednictvím oken. Je patrné, že tepelné ztráty vČtráním zde nemČly velký podíl. Další variantou byl rodinný dĤm izolovaný a vČtrání bylo opČt pĜirozené, realizované okny. Tepelné ztráty takového domu jsou charakterizovány tĜetím sloupcem „Izolovaný; VČtrání okny“. Je vidČt, že konstrukþní zásah zateplením obvodového zdiva, mČl na celkové tepelné ztrátČ velký význam. Naproti tomu pokud použijeme vČtrání se zpČtným získáváním tepla u rodinného domu, který je neizolovaný, viz druhý sloupec „Neizolovaný; Nucené vČtrání“, nebude to mít na celkovou tepelnou ztrátu velký vliv. Poslední sloupec „Izolovaný; Nucené vČtrání“ charakterizuje rodinný dĤm izolovaný s vČtrám u nČhož probíhá zpČtné získávaní tepla. Je zĜejmé, že úspora energie pĜi použití vČtrání s rekuperaci, se u izolovaných domĤ projeví více, než u neizolovaných. PomČr celkových tepelných ztrát v rĤzných pĜípadech zatepleni a izolace pĜi venkovní výpoþtové teplotČ -2IoC 16 Tepelná ztráta [kW]

14 12 10 8 6 4 2 0 Neizolovaný; VČtrání okny

Neizolovaný; Nucené vČtrání

Izolovaný; VČtrání okny

Izolovaný; Nucené vČtrání

Modifikace domu

Tepelné ztráty vetráním [kW] Tepelné ztráty prostupem [kW] Obr. 17 Souhrn tepelných ztrát pĜi venkovní výpoþtové -21°C

Str. 32


6. ZÁVċR VýmČnČ vzduchu v obytných prostorech se do nedávné doby nepĜikládal pĜíliš velký význam, protože spáry a netČsnosti v konstrukci zajistily dostateþný pĜívod vzduchu, jenž splĖoval pĜíslušné limity na zdravotnČ nezávadný pobyt. S rostoucími cenami energií byla snaha obytné prostory co nejlépe tepelnČ izolovat. Zaþaly se používat moderní konstrukþní prvky, které obytný prostor izolovaly nejen po stránce tepelné, ale i po strance vzduchotČsné. Tím se nČkolikanásobnČ zhoršilo vnitĜní mikroklima až na hodnoty n=0,05 h-1 intenzity výmČny vzduchu. PĜitom doporuþená standardní hodnota množství þerstvého vzduchu na osobu þiní 25 m3/hod, což pĜibližnČ odpovídá hodnotČ n=0,5 h-1 intenzity výmČny vzduchu. Abychom zajistili v tČchto prostorech dostateþnou výmČnu vzduchu za cenu minimálních tepelných ztrát, je tĜeba použít nČkterých z vČtrácích systémĤ. Jako nejdokonalejší vČtraní nízkoenergetických domu se považuje vČtrání hybridní, ale z dĤvodĤ vysokých poĜizovacích nákladu není tento systém pĜíliš rozšíĜen, proto se bČžnČ používá vČtrání pĜirozené šachtové, nebo nucené, s využitím rekuperace, rovnotlakové a podtlakové. PĜetlakové vČtrání se nedoporuþuje, protože vzniklý pĜetlak v objektu zapĜíþiní unikaní vzduchu a tím i tepelné energie do venkovního prostĜedí. U nízkoenergetických domu lze také nucené vČtrání kombinovat s pĜirozeným. NejtypiþtČjší pĜíklad takového vČtrání je v letním období, kdy se vypne systém nuceného vČtrání a pĜívod þerstvého vzduchu je realizován otevĜenými okny. Tím se ušetĜí energie na pohon nuceného vČtracího systému. Poslední þást této práce je zamČĜena na tepelné ztráty vzniklé vČtráním. Z uvedených poznatkĤ v závČru páté kapitoly vyplývá, že rekuperace se sotva vyplatí u starších objektĤ, které nejsou dobĜe tepelné izolované a vČtrání probíhá pĜirozenou cestou. Návratnost investice do vČtrání s rekuperaþní jednotkou by pak byla v nedohlednu. Využívat rekuperaþního zaĜízení se naopak vyplatí u nízkoenergetických domu, kde se topí nejdražšími energiemi, objekt je dokonale zateplen a utČsnČn tak, že pro pĜívod þerstvého vzduchu je infiltrace nedostateþná. Z obr. 17. v páté kapitole je zĜejmé, jakým smČrem by se mČla ubírat snaha snižovat tepelné ztráty. Nejprve by se mČly provést tepelnČ izolaþní práce a teprve poté investovat do vČtracího zaĜízení s rekuperaþní jednotkou.


Str. 33

7. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1]

TZB-info. VČtrací systémy s rekuperací odpadního tepla pro bytovou výstavbu teorie, návrh a použití (I) [online]. 27.6.2005, [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: .

[2]

TZB-info. Bytové vČtrání ve vztahu k produkci CO2, vlhkosti a škodlivin (I) [online]. 30.1.2006, [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: < http://voda.tzbinfo.cz/t.py?t=2&i=3029>.

[3]

ATREA s. r. o. Úvod – význam vČtrání [online]. 2007 [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: .

[4]

CHYSKÝ, J.;HEMZAL, K a kol. VČtrání a klimatizace. 3., zcela pĜeprac. vyd. Brno : Nakladatelství a vydavatelství BOLIT, 1993. 560 s. ISBN 80-901574-0-8.

[5]

TZB-info. Experimentální dĤm pro výzkum vČtrání [online]. 29.10.2004, [cit. 200805-05]. Dostupný z WWW: .

[6]

CIHELKA,J A kol. VytápČní a vČtráni. 1. Praha 1: Nakladatelství technické literatury, 1969. 612 s. L12-EI-IV-41/22091/IV.

[7]

TZB-info. ZZT - známé principy v nových aplikacích [online]. 11.4.2005, [cit. 200805-05]. Dostupný z WWW: < http://vetrani.tzbinfo.cz/t.py?t=2&i=2453&h=245&pl=47 >.

[8]

TZB-info. Experimentální dĤm pro výzkum vČtrání [online]. 11.4.2005, [cit. 200805-05]. Dostupný z WWW: < http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=2215 >.

[9]

e-ARCHITEKT. Význam vČtrání budov [online]. 11.4.2005, [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: < http://www.e-architekt.cz/index.php?PId=1140&KatId=78>.

[10]

RAUL VČtrací systémy s.r.o. Ventilaþní turbíny VIV [online]. 11.4.2005, [cit. 200805-05]. Dostupný z WWW: .

[11]

HAREX alternativní zdroje energie Princip rekuperace [online]. 11.4.2005, [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: .

[12]

Atrea VČtrací jednotky s rekuperací tepla [online]. 11.4.2005, [cit. 2008-05-05]. Dostupný z WWW: .

[13]

ýSN 06 0210. Výpoþet tepelných ztrát budov pĜi ústĜedním vytápČní. Praha : ýeský normalizaþní institut, 1993. 24 s.


Str. 34

8. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A FYZIKÁLNÍCH VELIýIN Znaþka nebo symbol

název fyzikální veliþiny

jednotka

⋅

tepelný tok konstrukcí

W

tepelný tok vČtráním

W

Uz Uo S d´ Ĳv Ȝ R

souþinitel prostupu tepla obvodového zdiva souþinitel prostupu tepla oken a venkovních dveĜí plocha poþítaného materiálu poþet dnĤ v roce po které se vytápí poþet hodin po které se dennČ vytápí souþinitel tepelné vodivost tepelný odpor konstrukce

W m-2K-1 W m-2K-1 m2

Ri

odpor pĜi pĜestupu tepla na vnitĜní stranČ konstrukce

m2KW-1

Re

odpor pĜi pĜestupu tepla na vnČjší stranČ konstrukce

m2KW-1

αi

souþinitel prostupu tepla na vnitĜní stránČ konstrukce

m-2KW-1

αe

souþinitel prostupu tepla na vnČjší stránČ konstrukce

m-2KW-1

RT

odpor konstrukce pĜi pĜestupu tepla

m2KW-1

tis

stĜední denní teplota vnitĜního vzduchu

K

tes

stĜední denní teplota vnČjšího vzduchu

K

n

intenzita výmČny vzduchu

h-1

⋅

objemový prĤtok vzduchu

m3

Q ⋅

Q

v

Vv

-

W m-1K-1 m2KW-1


Str. 35

9. SEZNAM OBRÁZKģ Obr. 1 Závislost množství CO2 na množství osob v 60m3 zcela nevČtrané místnosti [1] ........14 Obr. 2 Koncentrace CO2 a prĤtok vyústkou v obývacím pokoji [8] ........................................16 Obr. 3 Schéma šachtového vČtrání ...........................................................................................18 Obr. 4 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu ..............................................................19 Obr. 5 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem vzduchu ..............................................................20 Obr. 6 Princip vČtrání s nuceným pĜívodem i odvodem vzduchu ............................................20 Obr. 7 Schéma pĜíkladu nuceného vČtráni s .............................................................................21 Obr. 8 Ventilaþní turbinka VIV. [10] .......................................................................................22 Obr. 9 Deskový rekuperaþní výmČník [12] ..............................................................................23 Obr. 10 ZnázornČní prĤbČhu teplot v konstrukci......................................................................25 Obr. 11 PĤdorys pĜízemí...........................................................................................................26 Obr. 12 PĤdorys podkroví.........................................................................................................26 Obr. 13 PomČr spotĜeby tepla prostupem a vČtráním v první variantČ .....................................28 Obr. 14 PomČr spotĜeby tepla prostupem a vČtráním ve druhé variantČ ..................................28 Obr. 15 PomČr tepelných ztrát prostupem a vČtráním ve tĜetí variantČ ....................................30 Obr. 16 PomČr tepelných ztrát prostupem a vČtráním ve þtvrté variantČ .................................30 Obr. 17 Souhrn tepelných ztrát pĜi venkovní výpoþtové -21°C ...............................................31

Str. 36


10. SEZNAM TABULEK Tab. 1 PĜípady variant rodinného domu ...................................................................................27 Tab. 2 PodrobnČjší informace o místnostech v domu...............................................................27 Tab. 3 PodrobnČjší informace o místnostech v domu...............................................................29 Tab. 4 Souhrn tepelných ztrát v daných modifikacích rodinného domu ..................................31


11. SEZNAM PěÍLOH Elektronická pĜíloha þ. 1 na pĜiloženém CD. PĜíloha þ. 2 - 3.

Str. 37

VĚTRÁNÍ NÍZKOENERGETICKÝCH RODINNÝCH DOMŮ

Recommend Documents