VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV TECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ BUDOV FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF BUILDING SERVICES

VZDUCHOTECHNIKA MATEŘSKÉ ŠKOLY

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS

AUTOR PRÁCE

JIŘÍ BERNARD

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2012

Ing. OLGA RUBINOVÁ, Ph.D.

2

3

Abstrakt Předmětem bakalářské práce je návrh vzduchotechnických jednotek pro mateřskou školu. Vzduchotechnika zajišťuje nucené větrání v prostorách školky. To znamená přívod čerstvého a upraveného vzduchu do místností (herna, loţnice, chodba, kuchyně) a odebírání znehodnoceného vzduchu z hygienických místností. Tím se zabezpečí poţadované vnitřní mikroklima v objektu. Klíčová slova Vzduchotechnika, nucené větrání, mateřská škola

Abstract The aim of the bachelor's thesis is to design an air conditioning system for the kindergarten. Proposed solution ensures forced ventilation of the kindergarten premises. It includes supply of fresh and adjusted air to the rooms (playroom, bedroom, corridor, kitchen) and conducting degraded air away from the sanitary rooms. It should ensure required indoor microclima in the building. Keywords air conditioning, forced ventilation, kindergarten

4

Bibliografická citace VŠKP

BERNARD, Jiří. Vzduchotechnika mateřské školy. Brno, 2011. 87 s., 19 s. příl. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav technických zařízení budov. Vedoucí práce Ing. Olga Rubinová, Ph.D..

5

6

Poděkování: Rád bych poděkoval vedoucí mé bakalářské práce, paní Ing. Olga Rubinová, Ph.D., za trpělivost, pomoc a uţitečné rady. Dále bych rád poděkoval své rodině a přítelkyni, kteří ve mě věřili a umoţňovali mi studium na vysoké škole. Bez nikoho z nic by tato bakalářská práce nevznikla.

7

Obsah A.

TEORETICKÁ ČÁST .......................................................................................................................... 11 A.1

B.

A.1.1

Úvod ......................................................................................................................................... 12

A.1.2

Legislativa................................................................................................................................. 13

A.1.3

Vnitřní prostředí ........................................................................................................................ 14

A.1.4

Současný stav vnitřního mikroklimatu v ČR ................................................................................ 17

A.1.5

Systémy větrání.......................................................................................................................... 19

A.1.6

Příklad rekonstrukce.................................................................................................................. 25

A.1.7

Závěr......................................................................................................................................... 27

VÝPOČTOVÁ ČÁST............................................................................................................................ 28 B.1

ANALÝZA OBJEKTU......................................................................................................................... 29

B.1.1

Popis objektu............................................................................................................................. 29

B.1.2

Popis interiéru........................................................................................................................... 29

B.1.3

Analýza objektu ......................................................................................................................... 30

B.2 B.2.1 B.3 B.3.1 B.4 B.4.1

VÝPOČET SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA ......................................................................................... 33 Vzorec pro výpočet tepelného odporu......................................................................................... 33 VÝPOČET TEPELNÉ BILANCE ............................................................................................................ 38 Vzorec pro výpočet tepelné bilance ............................................................................................ 38 PRŮTOKY VZDUCHU A TLAKOVÉ POMĚRY ........................................................................................ 51 Schéma proudění vzduchu u zařízení 2 ....................................................................................... 54

B.5

DISTRIBUCE VZDUCHU .................................................................................................................... 56

B.6

DIMENZOVÁNÍ POTRUBÍ A TLAKOVÁ ZTRÁTA ................................................................................... 58

B.6.1 B.7

Izolace potrubí .......................................................................................................................... 61 ÚPRAVY VZDUCHU A NÁVRH VZT JEDNOTEK................................................................................... 61

B.7.1

Úprava vzduchu pro zařízení č. 2 ............................................................................................... 61

B.7.2


B.7.3


B.8 C.

VĚTRÁNÍ ŠKOLNÍCH A PŘEDŠKOLNÍCH ZAŘÍZENÍ ............................................................................... 12

ÚTLUM HLUKU ............................................................................................................................... 62

TECHNICKÁ ZPRÁVA ....................................................................................................................... 66 C.1 C.1.1

ÚVOD ............................................................................................................................................. 67 Popis objektu............................................................................................................................. 67

8

C.1.2

Podklady pro zpracování ........................................................................................................... 67

C.1.3

Seznam vzduchotechnických jednotek ......................................................................................... 68

C.1.4

Výpočtové hodnoty klimatických poměrů .................................................................................... 68

C.1.5

Výpočtové hodnoty vnitřního prostředí ....................................................................................... 68

C.2

ZÁKLADNÍ KONCEPČNÍ ŘEŠENÍ ........................................................................................................ 69

C.2.1

Hygienické požadavky ............................................................................................................... 69

C.2.2

Energetické zdroje ..................................................................................................................... 70

C.2.3

Tepelná energie ......................................................................................................................... 70

C.3 C.3.1

POPIS TECHNICKÉHO ŘEŠENÍ ............................................................................................................ 70 Koncepce větracích zařízení....................................................................................................... 70

C.4

NÁROKY NA ENERGIE ...................................................................................................................... 72

C.5

MĚŘENÍ A REGULACE ...................................................................................................................... 72

C.6

NÁROKY NA SOUVISEJÍCÍ PROFESE ................................................................................................... 73

C.6.1

Stavební úpravy ......................................................................................................................... 73

C.6.2

Silnoproud................................................................................................................................. 73

C.6.3

Vytápění a chlazení.................................................................................................................... 73

C.6.4

Zdravotní technika ..................................................................................................................... 73

C.7

PROTIHLUKOVÁ A PROTIOTŘESOVÁ OPATŘENÍ ................................................................................. 73

C.8

IZOLACE A NÁTĚRY ......................................................................................................................... 74

C.9

PROTIPOŢÁRNÍ OPATŘENÍ ................................................................................................................ 74

C.10

MONTÁŢ, PROVOZ, ÚDRŢBA A OBSLUHA ZAŘÍZENÍ ............................................................................ 74

C.11

ZÁVĚR ........................................................................................................................................... 74

C.12

FUNKČNÍ SCHÉMA ........................................................................................................................... 75

C.13

TABULKA MÍSTNOSTÍ ...................................................................................................................... 77

C.14

TABULKA ZAŘÍZENÍ ........................................................................................................................ 78

C.15

POLOŢKOVÁ SPECIFIKACE ............................................................................................................... 79

C.16

ZÁVĚR ........................................................................................................................................... 82

C.17

SEZNAM POUŢITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ ...................................................................................... 83

C.18

SEZNAM POUŢITÝCH ZDROJŮ ........................................................................................................... 85

9

Úvod Bakalářskou práci na téma „Vzduchotechnika mateřské školy“ jsem si vybral jednak z toho důvodu, ţe vzduchotechniku jsem si zvolil jako svůj studijní obor a také, protoţe jsem se často pohyboval v prostorách mateřské školy, kde pracovala moje matka. Tam jsem si všimnul toho, ţe vnitřní mikroklima školky je velmi neadekvátní vůči aktivitám, které byly v prostorách vykonávány. Ať uţ to byla výuka dětí předškolního věku nebo jejich aktivní odpočinek v herně. Vzduch ve školce byl často vydýchaný a děti si tak nemohly soustředit na výuku. Větrání probíhalo pouze přirozeně, to znamená netěsnostmi budovy a při otevření okna, coţ především v zimě nebylo vhodné. Na druhou stranu, to nebylo úplně vhodné ani v létě, protoţe okna v herně byla orientovaná do frekventované ulice, coţ mělo za následek nadměrný hluk a velkou prašnost prostředí. Z tohoto důvodu se osobně domnívám, ţe pro prostory mateřských školek by bylo vhodné nucené větrání pomocí VZT jednotek se zpětným získáváním tepla, které zajistí optimální mikroklima s nízkou prašností prostředí a niţší hluk. Tyto vlastnosti pozitivně působí na soustředěnost a zdraví dětí. Tomuto tématu se věnuji v teoretické části své práce. Pro realizaci svého projektu jsem si vybral objekt v jihomoravském městě Kuřim. Jedná se o jednopodlaţní mateřskou školku aţ pro 84 dětí ve třech oddělených třídách. Pro účely úprav vzduchu budou pouţity 3 VZT jednotky, které budou upravovat vlastnosti vzduchu za pomoci filtrace, ohřevu a chlazení. Díky zpětnému získávání tepla myslíme i na ekonomickou stránku věci. Druhou kapitolou mojí práce je výpočtová část, kde navrhuji moţné řešení nuceného větrání. V ní je obsaţen výpočet tepelné bilance, průtoky vzduchu, tlakové poměry, distribuce vzduchu, dimenzování potrubí, tlakové ztráty, návrh VZT jednotek a útlum hluku.

10

A. TEORETICKÁ ČÁST

11

A.1

Větrání školních a předškolních zařízení

A.1.1

Úvod

Průzkumy a měření vnitřního prostředí, které byly provedeny v zahraničí, i u nás ukazují, ţe kvalita prostředí v objektech pro vzdělávání je velmi špatná. Vhodné dodrţování vnitřního mikroklimatu v objektech pro vyučování je značně znemoţněna chybějícími mechanickými systémy pro větrání. Ve většině škol a školek v ČR, je větrání okny jediným moţným způsobem, jak vyměnit vzduch v učebnách. Přirozené větrání okny není však dostatečně výkonné, pro zajištění poţadovaných hygienických poţadavků. Otevřením okna vzniká tepelný rozdíl mezi ţáky u otevřeného okna a ţáky na druhé straně místnosti. Na většině škol také platí zákaz otevírání oken o přestávkách kvůli bezpečnosti ţáků. Dalším důleţitým aspektem je ekonomická stránka přirozeného větrání. Po otevření okna uniká bez uţitku teplo ze tříd. Je prokázáno, ţe výborné vnitřní prostředí, pomáhá k lepšímu soustředění ţáků i učitelů. K zajištění poţadavkům na vnitřní prostředí provádíme pomocí nuceného větrání se zpětným získáváním tepla, tzv. rekuperací, čímţ dochází ke sníţení ztráty tepla a úsporám energie. Velká část vzdělávacích zařízení, prochází v dnešní době rekonstrukcemi a hlavním cílem je sníţit energie na potřebné minimum. Ovšem na kvalitu vnitřního prostředí a efektivnost větrání se mnohdy zapomíná. Bohuţel v ţádném zákoně nebo vyhlášce není uvedeno, jak mají školy a školky zajistit minimální mnoţství větraného vzduchu. (zákon pouze říká, ţe výměna vzduchu na ţáka je 20 – 30 m3/h viz níţe). Tím pádem nedochází k vylepšení vnitřního prostředí. Velmi často se stává to, ţe projektanti celou budovu utěsní natolik, ţe dochází větrání netěsnostmi minimálně, čímţ vzniká paradox, zateplení budovy se zhoršuje kvalita vnitřního mikroklimatu. Vzdělávací zařízení závisí na pozornosti studentů, a proto je nutné apelovat na změnu přístupu. Při rekonstrukcích škol a školek je třeba váţit rozhodnutí, protoţe ty budou mít dlouhodobý dopad na kvalitu vnitřního prostředí. V ideálním případě by po rekonstrukci měla být škola nebo školka pasivní nebo nízkoenergetická.

12

A.1.2

Legislativa

V současné době vycházejí poţadavky na kvalitu vnitřního prostředí z vyhlášky č. 343/2009 Sb. ze dne 25. září 2009, kterou se mění vyhláška č. 410/2005 Sb., o hygienických poţadavcích na prostory a provoz zařízení a provozem pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých. Tato vyhláška nám říká, s jakými parametry pro větrání a tvorbu vnitřního mikroklimatu máme uvaţovat. Tabulka č. 1 (Tab. 1) nám určuje celoroční poţadované parametry pro tvorbu vnitřních mikroklimatických podmínek. Tab. 1: Intenzita větrání čerstvým vzduchem v učebnách, tělocvičnách, šatnách a hygienických zařízení a provozování pro výchovu a vzdělávání

Max. a min. poţadované hodnoty relativní vlhkosti, rychlost proudění a průměrné teploty nám ukazuje tabulka č. 2 Tab. 2 výsledné hodnoty teplot, proudění a vlhkosti

Rozdíl výsledných teplot v úrovni hlavy a kotníků nesmí být větší neţ 3 °C.

13

Vnitřní mikroklimatické podmínky v místnostech velmi často neodpovídají hodnotám z tabulky č. 2. Teploty vzduchu, které máme v místnostech, jsou díky špatnému zasklení a mnohdy i špatné izolaci obvodové konstrukce vyšší nebo naopak niţší neţ poţadované hodnoty. Při rekonstrukci škol nebo školek by měl být kladen poţadavek nejen na energetickou stránku, ale i na kvalitu vnitřního mikroklimatu. Potřebné mnoţství čerstvého vzduchu najdeme v ČSN EN 15251 z roku 2011, která nám říká, ţe „potřebné množství vzduchu na žáka ve školských zařízeních je 30 m3/h a pro děti ve školkách na 35 m3/h“

A.1.3

Vnitřní prostředí

Vnitřní příznivé podmínky mají vliv na pohodu uţivatelů, především školáků. V příznivých podmínkách se student více soustředí na učení, coţ je pro vzdělávací program zásadní. Největší vliv na pohodlí v místnostech mají tři základní sloţky, které se vyskytují u nuceného větrání. Hluk, znečištění vnitřního vzduchu a tepelný komfort. Znečištění vnitřního vzduchu a tepelný komfort v místnostech lze díky nucenému větrání (pokud je vše správně navrţeno) vylepšit o mnoho více, neţ díky přirozenému větrání (otevření oken). Hlučnost je zhoršena, pokud jsou okna zavřena. Hlučnost větracích jednotek se nachází nad hladinou hluku pozadí. Ovšem při otevřeném oknu je hluk (šum) mnohonásobně vyšší, a navíc se dá hlučnost v nucené větrání regulovat, coţ se vyuţívá ve městech. Tepelný spokojenost prostředím.

komfort uţivatelů Optimální

udává s tepelným teplota

vzduchu pro pobyt v místnosti se pohybuje v rozmezích od 19 do 23°C a střední povrchová teplota od 20 do 25°C

Obrázek 1: Vliv povrchové teploty a teploty vzduchu na pohodlí

14

Operativní teploty pro školy a školky z normy ČSN EN 15251 z roku 2011 jsou zobrazeny v tabulce 3. Hodnoty jsou udávány při relativní vlhkosti 50% Tab. 3: Doporučené hodnoty operativní teploty (ČSN EN 15251:2011)

*met = produkce metabolického tepla (tabulka 4) PPD = procentuální podíl nespokojených lidí pro tepelnou pohodu Tab. 4: Produkce metabolického tepla v závislosti od činnosti

Dalším důleţitým faktorem pro spokojenost uţivatelů je relativní vlhkost, která do značné míry souvisí s teplotou vnitřního prostředí. Uţivatelé obecně lépe snášejí vlhkost vzduchu menší, především v letním období, coţ také dokazuje obrázek 2.

15

Obrázek 2: Diagram závislosti od teploty a vlhkosti s polem pohodlí

Ovšem nuceným větráním, které neřeší úpravu vzduchu v oblasti vlhkosti, často dochází ke sniţování relativní vlhkosti vzduchu a tím se dostáváme pod doporučené hodnoty. Je to dáno tím, ţe při potřebné výměně vzduchu dochází i ke sniţování relativní vlhkosti. Naopak, kdyţ otevřeme okno v učebně a začneme tzv. „přirozeně“ větrat, relativní vlhkost vzduchu je podle měření v přijatelných hodnotách. To je však dosahováno na úkor nesprávné výměně vzduchu v učebnách. Co udělat, abychom zajistily správné vlhkosti vzduchu? Musíme zajistit vzduchotěsnost obálky školy nebo školky a správné dimenzování větracího objemu podle skutečné potřeby, jako je počet ţáků atd. Dále, jak se dá zvýšit nízká relativní vlhkost vzduchu je, ţe do učeben umístíme pokojové rostliny, zvlhčovače vzduchu a větrací jednotky, které zpětně získávají vlhkost.

16

A.1.4

Současný stav vnitřního mikroklimatu v ČR

Státní zdravotnický ústav (dále jen SZU) v Praze udělal studii v ČR pod názvem Závěrečná zpráva z měření kvality vnitřního prostředí a mikroklimatických parametrů ve školách z roku 2008. Měření se účastnila vţdy jedna škola z kaţdého kraje ČR. SZU se zaměřil na potenciální problémy jako je: 

Teplota, která je předpisem stanovena pro chladné období roku 22°C



Relativní vlhkost, která má poţadovanou hodnotu v chladném období min. 30%



Výměna vzduchu, indikovatelné hodnotami proudění vzduchu a hodnotami

2°C

koncentracemi CO2 

Aerosolové částice

Měřením bylo zjištěno, ţe parametry které SZU měřil, představují ve vnitřním mikroklimatu prostředí problém. Především mikroklimatické faktory, ale i poţadavky na výměnu vzduchu. Koncentraci CO2 můţeme ovlivnit přirozeným větráním, jak nám ukazuje graf č. 1 a 2.

17

Graf č. 1

Graf č. 2

Stejná studie byla provedena i na školách a školkách v zahraničí, především v Rakousku a Německu. Byly zjištěny stejné nedostatky, jako u studie v ČR. Dokonce i měření teploty nebo vlhkosti byla značně znepokojující, především v období topné sezóny. Z toho vyplívá, ţe přirozené větrání okny nedosáhneme zabezpečit poţadované vnitřní prostředí a to především u zrekonstruovaných budov.

18

A.1.5

Systémy větrání

Moţnosti větrání školních a předškolních zařízení jsou různá. Ve většině případů rozhoduje dispoziční řešení, prostorové podmínky a typ zařízení. Kaţdý typ větrání má své výhody, ale i nevýhody. Při realizaci je zásadní, aby byla splněna jak správná výměna vzduchu, tak i vnitřní mikroklimatické podmínky kvůli tomu, aby si ţáci ve školních a předškolních vzdělávacích zařízení udrţovali pozornost. Pokud školu či školku začneme rekonstruovat, dochází k zamezení přirozenému větrání netěsnostmi. Tím se nám zvyšuje riziko vzniku nesprávného vnitřního mikroklimatu. Proto je velmi důleţité zajistit správnost a funkčnost větracího systému. To dosáhneme pomocí nuceného větrání. Klademe důraz na účinnost a především na ekonomickou stránku, proto pouţíváme VZT jednotku s rekuperátorem, neboli jinak se zpětným získáváním tepla. K tomu je ovšem důleţitá správná netěsnost obálky. Ta se kontroluje tzv. Blower-door testem (obrázek 3), který nám otestuje těsnost budovy.

Obrázek 3: Blower-door test

19

Větrání rozdělujeme na dva základní typy: přirozené větrání

nucené větrání

okny

podtlakové

infiltrací

přetlakové

aerací

rovnotlaké

šachtové

celkové místní účelové Schéma 1

A.1.5.1

Přirozené větrání

Přirozené větrání je nejzákladnějším systémem větrání, které vzniká rozdílem tlaků v budově. Rozdílné tlaky vznikají rozdílem teplot v místnostech nebo tlakem větru. Tím ovšem nedocílíme správné výměny vzduchu. Přirozené větrání dělíme na čtyři základní typy (viz. Schéma 1.)

Obrázek 4

Obrázek 5

Obrázek 6

Větrání infiltrací: Výměna vzduchu přes netěsnosti obálky budovy. Viz obrázek 4 Větrání aerací: Výměna vzduchu díky otvorům pod stropem a nad podlahou. Viz obrázek 5

20

Větrání okny: Nejzákladnější výměna vzduchu díky otevřenému oknu. Větrání šachtové: Výměna vzduchu dochází kvůli rozdílu teplot v budově. Viz obrázek 6 Přirozené větrání objektu je postačující pouze u budov s nenáročnými poţadavky na vnitřní mikroklima. Škola nebo školka takový typ budovy není, proto je přirozené větrání nedostačující.

A.1.5.2

Nucené větrání

Nucené větrání je definováno, jako mechanická výměna vzduchu pro docílení dobré kvality vnitřního mikroklimatu ve školách a školkách. Nucené větrání řídí výměnu vzduchu v učebnách, úpravu venkovního vzduchu. Úprava vzduchu znamená filtrace a teplotní úpravu, kterou docílíme buď samostatným ohřevem venkovního vzduchu, nebo pomocí rekuperace, coţ znamená pomocí zpětného získávání tepla (zkráceně ZZT) + dohřevu. ZZT je ekonomickým přínosem, proto se VZT jednotka bez ZZT u škol a školek nedoporučuje. Rozlišujeme tři základní typy nuceného větrání: a) Centrální: Centrální koncepce větrání znamená, ţe máme VZT jednotku, která nasává vzduch z exteriéru. Ten je dále upraven tzn. odfiltrován, předehřán pomocí rekuperace (výměník), dohřán nebo ochlazen a ventilátorem rozeslán do učeben. Znehodnocený vzduch z učeben je odváděn zpět do VZT jednotky přes odvodní potrubí. Tam poslouţí na rekuperaci (výměník) k předehřátí venkovního vzduchu a pomocí ventilátorů odveden do exteriéru. Viz obrázek 7.

Obrázek 7: Schéma centrální koncepce větrání

21

b) Decentrální: Decentrální koncepce větrání znamená, ţe VZT jednotka menšího rozměru větrá jen jednu učebnu. Je umístěna nejčastěji pod stropem v podhledu. Řešení je jinak stejné jako u centrálního větrání. Venkovní vzduch je nasáván, upravován pomocí filtru, rekuperátoru, ohřívače nebo chladiče a přes ventilátor hnán do učebny. Znehodnocený vzduch je odváděn do VZT jednotky a pomocí ventilátoru odváděn přes rekuperaci do exteriéru. Obrázek 8.

Obrázek 8: schéma decentrální koncepce větrání

Obrázek 9: ukázka z realizace decentrální jednotky

22

c) Zónové: Zónová koncepce větrání je obdobná jako u centrálního. Také máme VZT jednotku, která přivádí upravený vzduch do více učeben. Rozdíl je v tom, ţe ve VZT jednotce máme jen rekuperaci, filtraci a ventilátory. Ostatní vybavení je rozmístěno v podlaţích a chová se jako decentrální, ovšem uţ bez rekuperační jednotky. Obrázek 10.

Obrázek 10: Zónové koncepce větrání

23

Zhodnocení jednotlivých systémů: Kaţdý systém má své klady a zápory. Důleţité je správný výběr koncepce větrání pro určitou školu či školku. Centrální koncepce větrání: zápory

klady + niţší náklady na údrţbu

- nákladné čištění

+ VZT jednotka je v technické místnosti

- velké tlakové ztráty v dlouhém potrubí

+ odvod kondenzátu

- vysoké náklady při realizaci

+ lepší filtrace

- můţe dojít k přenosu zápachu

+ vyrovnanější rozdíly tepla mezi třídami a

- spotřeba energie díky vysokým tlakovým ztrátám

chodbou + centrální jednotka je mnohem lépe ovladatelná

- nutnost vysoké poţární odolnosti

Decentrální koncepce větrání: zápory

klady + malé náklady na instalaci + minimální rozvody

- stavební zásahy do konstrukce

+ minimální tlakové ztráty

- nákladná úprava přiváděného vzduchu

+ poţární ochrana

- draţší výměna filtrace

+ minimální čištění rozvodů

- odvody kondenzátu z kaţdé jednotky

+ realizace VZT jednotky ve starších objektech

Zónové koncepce větrání: Vyuţívá klady z obou uvedených koncepcí větrání a snaţí se minimalizovat zápory. Výhoda semicentrální koncepce je v tom, ţe můţeme individuálně regulovat.

24

A.1.6

Příklad rekonstrukce

Rekonstrukce proběhla v budově gymnázia Hrabůvka (obr. 11), která se konala od listopadu 2008 do července 2009. Nejprve byla naplánovaná rekonstrukce na výměnu oken a zateplení fasády, ovšem po dohodě byl projekt zpracován i na VZT decentrální jednotku (viz. Obrázek 8.) s rekuperací (tedy s ZZT) do třech učeben.

Obrázek 11: Gymnázium Hrabůvka

Obrázek 12: Decentrální jednotka v gymnáziu

V projektu se uvaţovalo mnoţství vzduchu na studenta 25 m3/h s obsazeností 30 ţáků na učebnu. Byly zvoleny protiproudé rekuperační výměníky tepla. VZT jednotky neobsahují za rekuperátorem dohřev přiváděného vzduchu, protoţe výrobce uvádí účinnost jednoho

25

rekuperátoru 85%. Dále se počítalo s tím, ţe kaţdý student a učitel je zdrojem tepla, který vzduch v učebně ohřívá. Z důvodu moţného proudění studenějšího vzduchu do tříd, bych osobně navrhl elektrický ohřívač za rekuperátor, který by se zapínal jen ojediněle. To by nastalo v případě, pokud by teplota přiváděného vzduchu do místnosti klesla pod min. doporučenou teplotu. Obrázky č. 13 značí učebnu před rekonstrukcí, a na obrázku č. 14 vidíme provedení rozvodů. Pro přivádění čerstvého vzduchu do tříd jsou vyuţity textilní vyústky. K odvádění znečištěného vzduchu je vyuţito SPIRO potrubí (kruhové).

Obrázek 13: foto před rekonstrukcí

Obrázek 14: foto po rekonstrukci s textilními vyústkami

Obrázek 15: půdorys učebny: decentrální systém

26

A.1.7

Závěr

Ve školních a předškolních zařízeních má kvalita vnitřního mikroklimatu veliký vliv na soustředěnost a schopnost koncentrace ţáků a učitelů. Je prokázáno, ţe čím lepší studijní podmínky, tím více se toho člověk naučí. To má celoţivotní vliv na ţáky, ale i na společnost. Je pravda, ţe investice takového systému, který nám zajistí správnou kvalitu vnitřního mikroklimatu ve školách je velká a má delší dobu návratnosti. Ovšem z dlouhodobého hlediska je to investice velice účelná. Svým působením zajišťuje fyzické i psychické zdraví ţáků i učitelů. Snaţme se tedy apelovat na ty, kteří mohou dosáhnout toho, ţe bude do budoucna vyţadováno nucené větrání v budovách školních a předškolních zařízení tím zlepšení vnitřního mikroklimatu.

27

B. VÝPOČTOVÁ ČÁST

28

B.1

Analýza objektu

B.1.1

Popis objektu

Objekt, který jsem si vybral pro realizaci vzduchotechniky je mateřská škola, která se nachází v jihomoravském městě Kuřim (Obrázek 16). Jedná se o jednopodlaţní novostavbu s plochou střechou. Škola je postavena z cihel POROTHERM. Jelikoţ je školka novostavba splňuje tepelné prostupy tepla konstrukcemi. Na budovu školky navazuje prostorná zahrada s hřištěm a dalšími sportovními plochami, které jsou určené, jak pro děti v mateřské školce, tak i pro děti ze základní školy, která se nachází na stejném pozemku.

Obrázek 16: Umístění objektu v Kuřimi (MŠ zvýrazněná červeným kolečkem)

B.1.2

Popis interiéru

Mateřská škola je přístupná dvěma vchody ze strany JV a SZ a je rozdělena na 3 oddělení. Kaţdé oddělení má samostatný vstup na zahradu. Tento projekt řeší oddělení č. 2 (prostřední). V objektu se nacházejí 2 místnosti na úpravu jídla, tzv. výdejna jídla. Řešená část se skládá z místností pro děti a místností pro údrţbu školky. Místnosti pro děti jsou herna, loţnice, mokrá místnost, šatna, WC, umývárna. Místnosti pro chod školky jsou výdejna jídla, hygienické

29

prostory pro výdejnu, strojovna, sklad prádla, chodba, šatna pro učitelky (tab. 15). Konstrukční výška místností je různá, z důvodu mírně šikmé střechy. Z tohoto důvodu budou stropy zakryty podhledem, ale i kvůli zakrytí vzduchovodů. Tab. 5.: Čísla a názvy místností

B.1.3

Č. m.

Název místnosti

Č. m.

Název místnosti

1.11

Umývárna

1.24

Loţnice

1.12

Úklid

1.25

Jídelna + herna

1.13

Chlazený odpad

1.25a

Mokrá místnost

1.14

Výdejna jídla

1.38

Šatna

1.16

WC hoši exteriér

1.39

WC

1.17

WC dívky exteriér

1.40

Sklad čistého prádla

1.20

WC

1.41

Sklad

1.21

Šatna

1.43

Chodba

1.22

Umývárna

1.44

Strojovna

1.23

WC

1.46

WC invalidé

Analýza objektu

Z předchozí tabulky je zřejmé, kde bude potřeba navrhnout systém vzduchotechniky a hlavně jaký. To znamená, kolik m3/h přivádět nebo odvádět, jak upravit přiváděný vzduch a jak a kam ho vyvádět z vzduchovodů, pro správné vnitřní mikroklima. Budeme navrhovat 3 centrální jednotky. První VZT jednotka bude větrat místnosti výdejna jídla, úklid, umývárna, chlazený odpad. VZT jednotka bude také opatřena ZZT a bude pouţit deskový výměník. Ve výdejně budeme poţívat odlučovače tuku, které umístíme nad pracovní plochu. Na obr. 17 je to 3 Druhá VZT jednotka bude obsluhovat místnosti pro děti, jako je herna + jídelna, mokrá místnost, loţnice, šatna, umývárna a WC. Budeme navrhovat VZT jednotku se zpětným získáváním tepla a pouţijeme deskový výměník z důvodu odvádění vzduchu z hygienických místností. Na obr. 17 je to 2

30

Třetí VZT jednotka bude obsluhovat zbylé místnosti, jako chodba, sklad prádla, šatnu učitelek, WC a WC pro invalidy. Bude také obsahovat deskový výměník. Tato jednotka je určena pro malé průtoky, z toho důvodu navrhujeme residenční jednotku vertikální. Na obr. 17 je to 1 Poslední zařízení bude pouţito na WC dívky a WC hoši. Uvaţujeme pouze ventilátor na stěnu, který bude odvádět potřebné mnoţství z místnosti do exteriéru. Toto zařízení bude pracovat pouze v letním období. V zimě bude na zimní provoz, coţ znamená, ţe se uzavře. Na obr. 17 je to 4 Ostatní VZT jednotky budou pracovat v letním i zimním období. Je to z důvodu, ţe mateřská škola je otevřena celoročně (pouze 1 měsíc v létě bývá otevřeno pouze jedno oddělení z důvodu letních prázdnin). Tím nám vznikají problémy pro provoz v letním období i zimním období. Problémy v létě: 

Zajištění správné výměny vzduchu



Přívod ochlazeného čerstvého vzduchu a odvod znehodnoceného vzduchu



Odvod teplého vzduchu, který se v místnosti ohřál



Potřebnou filtraci

Problémy v zimě 

Potřeba vytápění



zajištěný poţadované výměny vzduchu



Přívod čerstvého vzduchu a odvod znehodnoceného vzduchu



Filtrace vzduchu

V zimním období je celá budova vytápěná ústředním vytápěním. VZT jednotky zajišťují pouze nucené větrání místností. VZT jednotky neslouţí k vytápění nebo ochlazování místností. V jednotkách bude umístěn ohřívač a chladič, ale to jen z toho důvodu, abych ohříval přiváděný vzduch a neproudil chladný vzduch do místností nebo v letním období ochladil přiváděny vzduch. Tím se v letním období celá tepelná zátěţ neodvede, ale jen její část. Jedná se tedy pouze o VZT jednotky nuceného větrání a ne klimatizační. Všechny VZT jednotky budou umístěny ve strojovně, kterou je nutné upravit. Strojovna bude zpřístupněná dvěma vchody z chodby. VZT jednotky budou mít sání a výfuk odveden na fasádu objektu. Kvůli malému prostoru strojovny a estetickému vzhledu v exteriéru bude sání a výfuk spojen v jeden. Na sání a na výfuku bude umístěna protidešťová ţaluzie. Sání a výfuk budou od sebe dostatečně daleko, kvůli případnému míchání čerstvého vzduchu s vyfukovaným.

31

Obrázek 17: řešené místnosti + počet vzduchotechnických zařízení

32

B.2

Výpočet součinitele prostupu tepla

B.2.1

Vzorec pro výpočet tepelného odporu

Tepelný odpor každé vrstvy konstrukce: [m2*K/W]

R =Ʃ d

tloušťka konstrukce

[m]

λ

součinitel tepelné vodivosti

[W/m*K] [m2*K/W]

RT = Rse+R+Rsi Rse

odpor při přestupu tepla na vnější straně

[m2*K/W]

Rsi

odpor při přestupu tepla na vnitřní straně

[m2*K/W] [W/m2*K]

U = 1/RT

stěna vnitřní neochlazovaná

A

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

vnitřní VPC omítka

0,015

0,99

0,0152

POROTHERM 24 P+D

0,24

0,37

0,6486


0,015

0,99

0,0152

ƩR =

0,6790

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

0,13

0,13

RT =

0,9390

1,0650

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,9297

1,0756

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

U [W/m2K]


B

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

POROTHERM 24 P+D

0,24

0,37

0,6486


0,015

0,99

0,0152

ƩR =

0,6697

2


C

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]


0,015

0,99

0,0152

POROTHERM 14 P+D

0,14

0,28

0,5000

0,13

0,13


0,015

0,99 ƩR =

0,0152 0,5303

RT =

0,7903

33

2

1,2653


D

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]


0,015

0,99

0,0152

dřevotřísková deska

0,15

0,18

0,8333

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,8544

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

0,13

0,13

RT =

1,1144

0,8973

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,7811

1,2803

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

1,1236

0,8900

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,5425

1,8435

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,04

RT =

3,2090

U [W/m2K]


E

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]


0,015

0,99

0,0152

POROTHERM 14 P+D

0,14

0,28

0,5000

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,5211


F

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]


0,015

0,99

0,0152


0,15

0,18

0,8333


0,015

0,99

0,0152

ƩR =

0,8636


H

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

vnitřní VPC omítka POROTHERM 11,5 P+D keramický obklad

0,015

0,99

0,0152

0,115

0,44

0,2614

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,2825

stěna vnější ochlazovaná

I

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

vnitřní VPC omítka POROTHERM 36,5 P+D vnější tepelně izolační omítka

0,015

0,99

0,0152

0,365

0,134

2,7239

0,03

0,1

0,3000

ƩR =

3,0390

34

2

0,3116


J

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059


0,075

0,18

0,4167

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,4285

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

0,13

0,13

RT =

0,6885

1,4523

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,5517

1,8127

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,04

RT =

3,1998

0,3125

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

2,9958

0,3338

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,7719

U [W/m2K]


K

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

vnitřní VPC omítka POROTHERM 11,5 P+D vnitřní VPC omítka

0,015

0,99

0,0152

0,115

0,44

0,2614

0,015

0,99

0,0152

ƩR =

0,2917


L

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad POROTHERM 36,5 P+D vnější tepelně izolační omítka

0,006

1,01

0,0059

0,365

0,134

2,7239

0,03

0,1

0,3000

ƩR =

3,0298

2


M

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad POROTHERM 36,5 P+D keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

0,365

0,134

2,7239

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

2,7358


N

materiál

d [m]

λ [W/mK]

R [m2K/W]

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

POROTHERM 14 P+D

0,14

0,28

0,5000

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,5119

35

2

1,2955


O

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

POROTHERM 6,5 P+D

0,065

0,65

0,1000

keramický obklad

0,006

1,01

0,0059

ƩR =

0,1119

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

0,13

0,13

RT =

0,3719

2,6890

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

3,0050

0,3328

Rsi [m2K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,04

RT =

3,1998

0,3125

Rsi [m K/W]

Rse [m2K/W]

U [W/m2K]

0,13

0,13

RT =

0,6792

2

U [W/m2K]


P

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad POROTHERM 36,5 P+D vnitřní VPC omítka

0,006

1,01

0,0059

0,365

0,134

2,7239

0,015

0,99

0,0152

ƩR =

2,7450

stěna vnější ochlazovaná

Q

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

keramický obklad POROTHERM 36,5 P+D vnější tepelně izolační omítka

0,006

1,01

0,0059

0,365

0,134

2,7239

0,03

0,1

0,3000

ƩR =

3,0298


R

materiál

d [m]

λ *W/mK+

R [m2K/W]

vnitřní VPC omítka POROTHERM 17,5 P+D vnitřní VPC omítka

0,015

0,99

0,0152

0,175

0,45

0,3889

0,015

0,99

0,0152

ƩR =

0,4192

36

2

1,4723

Obrázek 18: Prostupy tepla konstrukcemi

37

B.3

Výpočet tepelné bilance

B.3.1

Vzorec pro výpočet tepelné bilance

Tepelné zisky okny: Osluněná část okna: SOS = [la - (e1-f)] * [lb - (e2-g)]

[W]

la

výška zasklení

[m]

lb

šířka zasklení

[m]

f

odstup od svislé stínící překáţky

[m]

g

odstup od vodorovné stínící překáţky

[m]

c

hloubka okna od okraje svislého slunolamu

[m]

d

hloubka okna od okraje vodorovného slunolamu

[m]

(1.01)

vodorovný stín: e1 = c * tan | α – γ |

[m]

svislý stín: e2 = d *

tan h

[m]

cos |α - γ|

h

výška slunce

α

sluneční azimut

γ

azimut stěny

Poznámka: Pokud je délka stínu e1 (e2) menší neţ f (g), se stínem nepočítáme, protoţe stín nedopadá na sklo okna. Tepelný zisk sluneční radiací pro jedno okno: Qor = [SOS * Io * c0 + ( So - SOS ) * Iodif] * s

[W]

c0

korekce na čistotu atmosféry

[-]

I0

celková intenzita radiace procházející oknem

[ Wm-2]

I0,dif intenzita difúzní radiace procházející oknem

[ Wm-2]

s

stínící součinitel

[-]

S0

plocha zasklení jednoho okna

[ m2 ]

38

(1.02)

Tepelné zisky oken konvekcí: QOK = SOK * Uo * (te - ti)

[W]

(1.03)

te

teplota exteriéru

[ °C ]

ti

teplota interiéru

[ °C ]

Uo

tepelný součinitel prostupem okna

[ W/m2 K ]

Sok

plocha okna

[ m2 ]

Celková tepelná zátěž okny: QO = Qor + QOK

[W]

(1.04)

[W]

(1.05)

Tepelné zisky stěn: Stěna vnější lehká: Qs = Us * S * (tr – ti) tr

rovnocenná sluneční teplota pro určenou hodinu

[ °C ]

Us

tepelný součinitel prostupem stěny

[ W/m2 K ]

Stěna vnější středně těžká: Qs = Us * Ss * [( trm - ti ) + m * ( trψ – trm )] trm

[W]

(1.05a)

prům. rovnocenná sluneční teplota vnějšího

vzduchu za 24h [ °C ] trψ

rovnocenná sluneční teplota v době o ψ hodin dřív

[ °C ]

Us


[ W/m2 K ]

Ss

plocha stěny s odečtenými otvory

[ m2 ]

součinitel zmenšení teplotního kolísání: m=

[-] tloušťka stěny

[m]

Fázové posunutí teplotních kmitů ψ: ψ = 32 *

- 0,5

[h]

Stěna vnitřní: Qsi = Us * S * (tio – ti)

[W]

(1.06)

tio

teplota na druhé straně stěny

[ °C ]

Us


[ W/m2 K ]

39

Tepelné zisky střechy: Qstr = Ustr * Sstr * (trm – ti)

[W]

(1.06a) 2

Ustr

tepelný součinitel prostupem střechy

[ W/m K ]

Sstr

plocha střechy

[ m2 ]

Tepelné zisky od vnitřních zdrojů: Produkce tepla od lidí: Ql = i1 * 6,5 * ( 36 - ti )

[W]

(1.07)

počet lidí: i1 = 0,85 * iž + 0,75 * id + im

[-]

iţ

počet ţen

[-]

id

počet dětí

[-]

im

počet muţů

[-]

Produkce tepla od svítidel: Qsv = SS* PS * c1 * c2

[W]

Ps

výkon osvětlení

[ W/m2 ]

c1

součinitel současnosti poţívání svítidel

[‐]

c2

zbytkový součinitel

[‐]

SS

podlahová plocha zmenšená o přirozeně

(1.08)

[ m2 ]

osvětlenou plochu u oken Produkce tepla od spotřebičů: Qsv = ƩPS * c2 * c3 Ps

[W]

výkon

(1.08a)

[W]

Vodní zisky: Produkce vodní páry lodí: Ql = nl * ml

[g/h]

(1.10) [‐]

ml produkce vodní páry na jednu osobu Výpočet tepelných zátěţe místností °C ] Us


40

[ W/m2 K ]

Tepelné zisky střechy: Qstr = Ustr * Sstr * (trm – ti)

[W]

(1.06a) 2

Ustr

tepelný součinitel prostupem střechy

[ W/m K ]

Sstr

plocha střechy

[ m2 ]

Tepelné zisky od vnitřních zdrojů: Produkce tepla od lidí: Ql = i1 * 6,5 * ( 36 - ti )

[W]

(1.07)

počet lidí: i1 = 0,85 * iž + 0,75 * id + im

[-]

iţ

počet ţen

[-]

id

počet dětí

[-]

im

počet muţů

[-]

Produkce tepla od svítidel: Qsv = SS* PS * c1 * c2

[W]

Ps

výkon osvětlení

[ W/m2 ]

c1

součinitel současnosti poţívání svítidel

[‐]

c2

zbytkový součinitel

[‐]

SS

podlahová plocha zmenšená o přirozeně

(1.08)

[ m2 ]

osvětlenou plochu u oken Produkce tepla od spotřebičů: Qsv = ƩPS * c2 * c3 Ps

[W]

výkon

(1.08a)

[W]

Vodní zisky: Produkce vodní páry lodí: Ql = nl * ml

[g/h]

ml produkce vodní páry na jednu osobu

[‐]

(1.10)

Výpočet tepelných zátěţe místností Vstupní hodnoty: Místo stavby Kuřim. Teploty pro letní období byly stanoveny pro 21. července.

41

B.3.1.1

Místnost 1.25 (herna + jídelna)

Tepelné zisky okny: Vstupní hodnoty: α = 246; γ = 225; h = 44 Dle vzorce (1.01)

SOS = [2,175 - (0,1113 - 0,075)]*[5 - (1,86 – 0,075)] = 6,8828 W

Dle vzorce (1.02)

Qor = [6,8828*511*0,85 + (10,875 – 6,8828)*117]*0,9 = 3110,98 W

Dle vzorce (1.03)

Qok = 14,14*0,8*(30-26) = 45,238 W

Dle vzorce (1.04)

Qo = Qor + Qok = 3156,2175 W

Tepelná zátěž vnějších stěn: stěna středně těţká tloušťky = 0,365 m tepelná zátěţ se vypočítá dle vzorce (1.05) m=

= 0,217

ψ = 32 *

- 0,5 = 11,18

11h

Jihozápadní stěna trm = 30,2°C trψ = 16,2°C

SS = 14,99m2

Qs = 0,3116*14,99*[(30,2 - 26) + 0,217*(16,2 – 30,2)] = 5,426 W Tepelná zátěž vnitřních stěn: počítáno dle vzorce (1.06) Qsi = Qsi1+ Qsi2+ Qsi3+ Qsi4+ Qsi5 = -5,904 - 12,21 - 9,22 - 2,61 - 6,77 = -36,714 W Tepelné zisky od vnitřních zdrojů: Produkce tepla od lidí: Ql = i1 * 6,5 * ( 36 - ti ) = 22,7*6,5*(36-26) = 1475,5 W i1 = 0,85 * 2 + 0,75 * 28 = 22,7 Produkce tepla od svítidel: Qsv = SS* PS * c1 * c2 = 31,4784*15*0,8*1 = 377,7402W Vodní zisky: Produkce vodní páry lodí: Ql = 202,7 * 116 = 2633,2 g/h

42

B.3.1.2

výpočet tepelné zátěže okny – tabulky

1.25 herna Osluněná část okna:

21

>90°

h

SOS=[l a - (e 1-f)] * [l b - (e 2-g)]

44 α 6,8828

246 m

γ

2

225 la 2,175 m m

lb 5

Vodorovný stín 0,1113 e 1=c*tan|α-γ| Svislý stín e 2=d*(tan h/cos|α-γ|) 1,8567 Tepelný zisk sluneční radiací pro jedno okno: Qor = [Sos*Io*co+( So-Sos )*Iodif]*s co Io Iodif s 0,85 511 117 0,9 Tepelné zisky oken konvekcí: 62,2028 QOK = SOK*Uo*( te-ti ) Celková tepelná zátěž okny: 1.25 jídelna Osluněná část okna:

QO = Qor + QOK 21

>90°

h

SOS=[l a - (e 1-f)] * [l b - (e 2-g)] Vodorovný stín

44

3173,1819 α

246

7,5612

m2

e 1=c*tan|α-γ|

Svislý stín

γ

0,111

e 2=d*(tan h/cos|α-γ|)

1,490

225 la 2,175

lb 4,95

JZ f g c d 0,075 0,075 0,29 1,8 počítám pomocne2,139 počítám pomocne3,218 3110,9791 W So 10,875 ti te Uo Sok W 26 30 1,1 14,14 W

m

počítám

pomocne2,139

m

počítám

pomocne3,535

Tepelný zisk sluneční radiací pro jedno okno:

Tepelné zisky oken konvekcí:

Qor = [Sos*Io*co+( So-Sos )*Iodif]*s co Io Iodif s So 0,85 511 117 0,9 10,77 56,1440 QOK = SOK*Uo*( te-ti )

W

Celková tepelná zátěž okny:

QO = Qor + QOK

W

1.24 ložnice Osluněná část okna:

21

>90°

h

3349,4356 α

246

e 1=c*tan|α-γ|

Svislý stín

γ

m2 0,0633

4,8815


44

0,4655


225 la 2,17

lb 2,46

SOS=[l a - (e 1-f)] * [l b - (e 2-g)] Vodorovný stín Svislý stín

α

88

γ

pomocne2,25

354,2295

W

45

SV lb 7

la 2,25

e 1=c*tan|α-γ|

326,0554

W

ti 26

te 30

f g c 0,075 0,85 1,66

m

počítám

0,4272

m

nepočítám



Qor = [Sos*Io*co+( So-Sos )*Iodif]*s co Io Iodif s 0,85 361 80 0,9 230,4720 QOK = SOK*Uo*( te-ti )


QO = Qor + QOK

2474,9611

43

W

Sok 6,403

d 0,67

pomocne0,777 pomocne 7

2244,4891 So 15,75 W

Uo 1,1

počet oken 1

m 1,5480


Sok 12,76

počet oken 1

počítám

2

5,4392

Uo 1,1

m

QO = Qor + QOK 25

te 30

pomocne2,17


h

ti 26

nepočítám


>90°

W

m

Qor = [Sos*Io*co+( So-Sos )*Iodif]*s co Io Iodif s So 0,85 511 117 0,15 5,3382 28,1741 QOK = SOK*Uo*( te-ti ) W

43

3293,2916

JZ f g c d 0,075 0,255 0,165 0,45


1.43 chodba Osluněná část okna:

počet oken 1

JZ f g c d 0,075 0,075 0,29 1,44

ti 26

W te 36,8

počet oken 1

Uo 1,1

Sok 19,4

1.43 chodba Osluněná část okna:

43

>90°

h

α

88

18,2250


25

e 1=c*tan|α-γ|

Svislý stín


γ

45

SV lb 8,1

la 2,25

pomocne2,25

0,4272

m

nepočítám

pomocne 8,1

Tepelné zisky oken konvekcí: Celková tepelná zátěž okny:

QO = Qor + QOK >90°

h


25

88

0,2394

e 1=c*tan|α-γ|

Svislý stín


γ

So 18,225 W SV lb 0,75

la 0,51

W

ti 26

W

45

te 36,8

Uo 1,1

f g 0,035 0,035

c 0,1

d 0,4

m

počítám

pomocne0,452

0,2550

m

počítám

pomocne0,53




QO = Qor + QOK

76,4190 So 0,3825 W

82,0692

W

ti 26

W te 36,8

Uo 1,1

počet oken 1

výpočet tepelné zátěže vnějších stěn – tabulky

Stěna středně těžká Ložnice 1.24

Us 0,3116

S 12,011

trm 30,2

m 0,217

δ 0,37

trψ 16,2

4,3464

Loţnice

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.24

0,3116

4,47

29,7

0,217

0,37

18,1

1,6467

Herna

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.25

0,3116

14,9943

30,2

0,217

0,37

16,2

5,426

Šatna

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.38

0,3116

6,08

27,8

0,217

0,37

24,8

2,1765

WC

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.39

0,3116

4,8

27,8

0,217

0,37

24,8

4,7097

Sklad

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.41

0,3116

4,8

27,8

0,217

0,37

24,8

4,7097

WC

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.47

0,3116

6,08

27,8

0,217

0,37

24,8

5,9656

Výdejna

Us

S

trm

m

δ

trψ

Qs

1.14

0,3125

33,72

30,2

0,217

0,37

16,2

12,2376

¨

44

Sok 22,08

počet oken 2

m2 0,0933

Tepelný zisk sluneční radiací pro jedno okno: c0 – korekce na čistotu atmosféry

B.3.1.3

5033,1071

10590,8351 α

d 0,67

nepočítám


43

c 0

m


1.38 šatna Osluněná část okna:

f g 0,075 0,85

m2 0,0000

Qs

Sok 0,476

Stěna lehká Herna

Us

Ss

trm

Qs

1.25

1,1

8,4765

54,5

Chodba

Us

Ss

trm

265,7 Qs

1.43

1,1

14,3327

36,8

B.3.1.4 1

výpočet tepelné zátěže střecha – tabulky Ustr

Sstr

trm

ti

Qstr

0,1793

29,53

35,3

26

49,241

24

16,492

8,14

2

Ustr

Sstr

trm

ti

Qstr

0,1793

150,45

35,3

26

49,241

24

16,492

24,03

3

Ustr

Sstr

trm

ti

Qstr

0,1793

151,97

35,3

26

49,241

24

16,492

17,95

B.3.1.5

170,3

výpočet tepelné zátěže vnitřní stěny – tabulky Qs

1.25 Herna

ti=26°C

-36,7143 W 1.24 Ložnice

ti=26°C

1.23 WC ti=24°C

75,26838 W 1.20 WC ti=24°C

Us

S

tio

-5,90389

1,4523

2,0326

24

-12,2083

1,2803

4,7678

24

-9,2175

1,8435

2,5

24

-2,60833

1,0756

1,2125

24

-6,77628

1,0756

3,15

24

-28,81814 W

0,8973

16,058

24

28,81814

0,8973

16,058

26

5,90389

1,4523

2,0326

26

29,52522

1,0756

13,725

26

11,02114

1,0756

5,1233

26

12,20843

1,2803

4,7678

26

20,60111

1,8435

5,5875

26

45

49,55624 W 1.39 WC ti=24°C

38,28518 W

7,5292

1,0756

3,5

26

9,2175

1,8435

2,5

26

10,13925

1,8435

2,75

26

13,39793

1,4723

4,55

26

14,748

1,8435

4

26

10,13925

1,8435

2,75

26

1.38 Šatna

ti=26°C

-10,13925 W

1,8435

2,75

24

1.41 Sklad

ti=26°C

-13,39793 W

1,4723

4,55

24

1.47 WC ti=24°C

12,66178 W

1,4723

4,3

26

1.46 WC ti=24°C

7,3615 W

1,4723

2,5

26

-7,3615

1,4723

2,5

24

-12,66178

1,4723

4,3

24

-10,56777

1,0756

4,9125

24

-9,08882

1,0756

4,225

24

-7,5292

1,0756

3,5

24

-29,52522

1,0756

13,725

24

-4,080705

0,3338

4,075

26

-4,10592

0,3328

4,1125

26

-4,080705 W

0,3338

4,075

26

9,08882

1,0756

4,225

26

4,89398

1,0756

2,275

26

2,06472

1,8435

0,56

26

10,94698

1,2955

4,225

26

6,77628

1,0756

3,15

26

4,60875

1,8435

1,25

26

14,0106

1,8435

3,8

26

10,56777

1,0756

4,9125

26

1.43 Chodba

ti=26°C

-76,73429 W 1.17 WC ti=29°C -8,186625 W 1.16 WC ti=29°C 1.12 Úklid

ti=24°C

16,04752 W 1.13 Odpad

ti=24°C

22,33201 W 1.11 Odpad

ti=24°C

46

49,00381 W 1.14 Výdejna jídla

ti=26°C

-20,99667 W

B.3.1.6 1.25 nž 2 1.24 nž 2

11,69715

1,0756

5,4375

26

12,72829

1,2955

4,9125

26

-2,72047

0,3338

4,075

24

-2,72047

0,3338

4,075

24

-4,60875

1,8435

1,25

24

-10,94698

1,2955

4,225

24

výpočet tepelných zisků od vnitřních zdrojů – tabulky nd

ti

28 26 nd

ti

28 26

i1

Ql

S

Ps

22,7

1475,5 W

i1

Ql

S

22,7

1475,5 W

29,74

31,4784 15 0,8 Ps

1.14 nž

nd

ti

i1

Ql

S

2

0

26

2

130 W

25,54

B.3.1.7

Ps

c1

c2

Qs

800

0,7

1

560 W

c1

c1

c2 Qsv 1

nl

377,74 W

c2 Qsv

ml

22,7 116 nl

ml

Ps

c2 Qsv

nl

ml

Ql

1

2

273

546 g/h

c1

20 0,8

408,64 W

Zařízení 1 Tepelné ztráty přímo do venkovního prostředí Stavební konstrukce Ak [m2]

obvodová stěna střecha podlaha dveře

0,635 34,67 34,67 2,080

Uk [W/(m2ˑK)+ 0,311 0,179 0,430

ΔU [W/(m2ˑK)+ 0,05 0,05 0,05

Ukce [W/(m2K)] 0,361 0,229 0,480

1,100

0

1,100

ek

AˑUkceˑek

1 1 0,353 1

0,23 7,94 5,87 2,29

Celková měrná tepelná ztráta přímo do venkovního prostředí HT,ie [W/K]:

47

Ql

1

výpočet tepelných ztrát – tabulky

Popis

2633,2 g/h

15 0,8

356,85 W

22,7 116

Ql

16,33

2633,2 g/h

Tepelné ztráty z/do prostorů vytápěných na rozdílné teploty: Stavební konstrukce Ukce fij AˑUkceˑek [W/(m2K)] Vnit. stěna WC 8,15 0,334 0,111 0,30 Dveře 1,7 2,000 0,091 0,31 Celk. měrná tep. ztráta do/z prostorů vytápěných na odl. teploty HT,ij [W/K]:

Ak [m2]

Popis

Celková měrná tepelná ztráta prostupem HT,i = HT,ie + HT,ij [W/K]: Qint,i *°C+

Qe *°C+

Qint,I-Qe

HT,i [W/K]

22

-12

34

16,94

0,61 16,94

Návrhová ztráta prostupem QT,i [W] 576,0

Zařízení 2 Tepelné ztráty přímo do venkovního prostředí Stavební konstrukce ΔU [W/(m2ˑK)+ 0,05 0,05 0,05 0

Ukce [W/(m2K)] 0,362 0,229 0,480 1,100

ek

AˑUkceˑek

38,034 174,48 174,48 5,600

Uk [W/(m2ˑK)+ 0,312 0,179 0,430 1,100

1 1 0,353 1

13,75 39,96 29,56 6,16

34,936

1,1

0

1,100

1

38,43

Popis

Ak [m2]

obvodová stěna střecha podlaha dveře Okna jednoduchá - dvojsklo

Celková měrná tepelná ztráta přímo do venkovního prostředí HT,ie [W/K]:

127,86

Tepelné ztráty z/do prostorů vytápěných na rozdílné teploty: Stavební konstrukce Popis Vnitřní stěna WC Dveře

Ak [m2] 16,058 1,7

Ukce [W/(m2K)] 0,897 2,000

fij

AˑUkceˑek

0,056 0,091

0,80 0,31

Celk. měrná tep. ztráta do/z prostorů vyt. na odl. teploty HT,ij [W/K]: Celková měrná tepelná ztráta prostupem HT,i = HT,ie + HT,ij [W/K]: Qint,i *°C+

Qe *°C+

Qint,I-Qe

HT,i [W/K]

22

-12

34

128,97

48

1,11 128,97


Zařízení 3 Tepelné ztráty přímo do venkovního prostředí Stavební konstrukce Popis obvodová stěna střecha podlaha dveře Okna jednoduchá - dvojsklo

Ak [m2] 72,99 2 149,4 149,4 8,460 71,92 2

Uk [W/(m2ˑK)+

ΔU [W/(m2ˑK)+

Ukce [W/(m2K)]

ek

AˑUkceˑek

0,311

0,05

0,361

1

26,35

0,179 0,430 1,100

0,05 0,05 0

0,229 0,480 1,100

1 0,353 1

34,21 25,31 9,31

1,1

0

1,100

1

79,11

Celková měrná tepelná ztráta přímo do venkovního prostředí HT,ie [W/K]: Tepelné ztráty z/do prostorů vytápěných na rozdílné teploty: Stavební konstrukce Popis Vnitřní stěna WC Dveře

Ak [m2] 13,8 1,7

Ukce [W/(m2K)] 1,844 2,000

fij

AˑUkceˑek

0,056 0,091

1,41 0,31

Cel. měrná tep. ztráta do/z prostorů vyt. na odl. tepl. HT,ij [W/K]:

1,72

Celková měrná tepelná ztráta prostupem HT,i = HT,ie + HT,ij [W/K]:

176,02

Qint,i *°C+

Qe *°C+

Qint,I-Qe

HT,i [W/K]

22

-12

34

176,02

49


174,30

B.3.1.8

Závěr – tabulky Zařízení 2

Tepelné zisky oken radiací

Qor

6730,33

[W]

Tepelné zisky oken konvekcí

Qok

106,56

[W]

Tepelná zátěţ vnějších stěn

Qs

504,24

[W]

Tepelná zátěţ vnitřních stěn

Qsi

59,29

[W]

Tepelná produkce lidí

Ql

1475,5

[W]

Tepelná produkce svítidel

Qsv

377,74

[W]

Celková tepelná zátěţ

QL

9253,66

[W]

Tepelné ztráty

QZ

4385,1

[W]

Vodní zisky

Mw

2633,2

[g/h]


Qor

7715,91

[W]


Qok

372,92

[W]


Qs

436,08

[W]


Qsi

-56,71

[W]


Ql

0

[W]


Qsv

120,00

[W]


QL

8588,20

[W]

Tepelné ztráty

QZ

5984,7

[W]


Qor

0,00

[W]


Qok

0,00

[W]


Qs

77,97

[W]


Qsi

156,49

[W]


Ql

130

[W]


Qsv

408,64

[W]


QL

773,11

[W]

Tepelné ztráty

QZ

576

[W]

Vodní zisky

Mw

546

[g/h]

Zařízení 3

Zařízení 1

50

B.4

Průtoky vzduchu a tlakové poměry

V objektu mateřské školy máme tři centrální jednotky. Kaţdá VZT jednotka funguje na rovnotlakém systému = kolik vzduchu přivedeme, tolik odebereme, tím se nám musejí sumy odvodu a přívodu rovnat. Ovšem v budově máme různé tlakové poměry, z důvodu přivádění a odvádění vzduchu (obrázek č. 19). V mateřské škole je nutné dodrţet minimální průtoky pro jednoho ţáka. Rozvody vzduchovodu z jednotky č. 2 jsou vybaveny regulací. Jedná se o to, ţe kdyţ děti jdou po obědě spát, uzavřou se regulační klapky v herně na minimum a otevřou se na plno klapky do loţnice a opačně. (tabulka č. 5) Tím přivádíme dostatečné mnoţství potřebného vzduchu pro děti, jak do loţnice, tak herny a zároveň šetříme ekonomickou stránku projektu. Tab. 6: průtoky vzduchu (VZT zařízení 2)

děti v herně č.m.

název místnosti

1.23 1.25 1.22 1.24 1.21 1.25a 1.20

WC jídelna + herna umývárna ložnice šatna herna WC

počet osob 30 30

plocha [m2]

Sv. výška [m]

objem [m3]

11,28 87,7 7,4 49,3 9,65 6,05 3,1

2,5 2,9 2,5 2,9 2,5 2,5 2,5

28,2 254,33 18,5 142,97 24,125 15,125 7,75

výměna přívod odvod (x/h) [m3/h] [m3/h] 1500 400 100

4

Ʃ

2000

450 500 200 400 100 300 50 2000

děti v ložnici č.m.

název místnosti

1.23 1.25 1.22 1.24 1.21 1.25a 1.20

WC jídelna + herna umývárna ložnice šatna herna WC

počet osob 30 30

plocha [m2]

sv. výška [m]

objem [m3]

11,28 87,7 7,4 49,3 9,65 6,05 3,1

2,5 2,9 2,5 2,9 2,5 2,5 2,5

28,2 254,33 18,5 142,97 24,125 15,125 7,75

výměna přívod odvod (x/h) [m3/h] [m3/h] 450 500 1400 100 -

4

Ʃ

51

2000

1400 100 50 2000

zařízení 1 č.m.

název místnosti

1.11 1.10 1.12 1.13 1.14

umývárna chodba úklid chlazený odpad výdejna jídla

počet osob

plocha [m2]

sv. výška [m]

objem [m3]

4,45 2,784 1,55 2,14 26,53

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

11,125 6,96 3,875 5,35 66,325

výměna přívod odvod (x/h) [m3/h] [m3/h] 4

100 200

10 Ʃ

100

1400

100 100 1400

1700

1700

zařízení 3 č.m.

název místnosti

1.38 1.39 1.41 1.40 1.46 1.43

šatna WC sklad sklad WC invalida chodba

počet osob

plocha [m2]

sv. výška [m]

objem [m3]

výměna přívod odvod (x/h) [m3/h] [m3/h]

4,45 2,9 5,31 2,54 3,15 104,25

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

11,125 7,25 13,275 6,35 7,875 260,625

150

1 Ʃ

300

100 50 50 50 80 120

450

450

Dále z hygienických prostor odvádíme potřebné mnoţství vzduchu: 50 m3/h (kabinka – mísa), 25 m3/h (pisoár), 200 m3/h (sprcha), 30 m3/h (umyvadlo).

52

Obrázek 19: Tlakové poměry v objektu

53

B.4.1

Schéma proudění vzduchu u zařízení 2 Přívod vzduchu od 8:00 – 12:30

herna 1500m3/h

K1 VZT 2000m3/h

šatna 100m3/h

loţnice 400m3/h

K2 Přívod vzduchu od 12:30 – 14:00 .

herna 500m3/h

K1

VZT 2000m3/h

šatna 100m3/h

K2

loţnice 1400m3/h

Přívod vzduchu od 14:00 – 16:30 . herna 1500m3/h K1 VZT 2000m3/h

…… Otevřeno

šatna 100m3/h

K2

loţnice 400m3/h

…… Zavřeno

54

Odvod vzduchu od 8:00 – 12:30 K3 herna 800m3/h K5

VZT 2000m3/h

WC 650m3/h šatna 100m3/h WC 50m3/h

K4 loţnice 400m3/h Odvod vzduchu od 12:30 – 14:00 K3 K3 je uzavřeno úplně.

herna 0m3/h K5

VZT 2000m3/h

WC 450m3/h

šatna 100m3/h

WC 50m3/h

K4 loţnice 1400m3/h

.

Odvod vzduchu od 14:00 – 16:30 K3 herna 800m3/h K5

VZT 2000m3/h

WC 650m3/h

šatna 100m3/h K4 loţnice 400m3/h

…… Otevřeno …… Zavřeno

55

WC 50m3/h

B.5

Distribuce vzduchu

V mateřské školce jsou pouţity především vířivé vyústky pro přívod čerstvého vzduchu a odvod znehodnoceného vzduchu z herny a loţnice. Dalším pouţitou vyústkou jsou talířové ventily, které sloučí k odvodu znehodnoceného vzduchu z hygienických místností. V místnosti, kde se vydává jídlo, se nacházejí na odvodu odlučovače tuku. Poslední vyústkou, která se nachází na chodbě a slouţí pro přívod vzduchu je štěrbinová vyústka. Vířivá vyústka v herně: 

za prvé si předběţně určíme typ desky a rozměr pomocí průtoku vzduchu

Obrázek 20

Typ desky je A a rozměr je 400mm 

za druhé si určíme a tlakovou ztrátu pro

jiţ vybraný rozměr a typ Hlučnost vyústky je 35dB a tlaková ztráta je 23 Pa

Obrázek 21

56

Poté určíme rychlost přiváděného vzduchu.

Obrázek 22

Výsledek je, ţe pouţijeme vířivou vyústku typu A velikosti 400mm, která má hlučnost 35dB a tlak. ztrátu 23Pa. Dále rychlost vzduch, ve výšce 1,6m má 0,15m/s

Další vířivé vyústky se provádějí stejným způsobem.

Obrázek 23

Talířový ventil na WC: 

Za prvé si určíme jmenovitý rozměr: Průtok vzduchu jedním ventilem je 90 m3/h. Jmenovitý rozměr je 100 a typ TVOM. Průměr je 125mm.

Z následujícího

diagramu

si určíme

tlakovou ztrátu a hlučnost. Výsledek je: tlaková ztráta 80 Pa a hlučnost 27 dB. Návrh ostatních vyústek je v příloze specifikace.

Obrázek 24

57

Dimenzování potrubí a tlaková ztráta

B.6

Pro přehlednost nadimenzovaných úseků slouţí tabulka č. 7. Vzorový výpočet jednoho úseku: průtok 375 m3/h, délka úseku je 1,7m předběţnou rychlost volíme 2,5m/s. Vypočítáme si plochu S, ze které si vypočítáme průměr kruhového potrubí d. S = (V/3600) / v' = (375/3600) / 2,5 = 0,042 m2 d=

=

= 0,230 m

Z tabulky „rovnocenný průměr čtyřhranného potrubí si vybereme nejbliţší vyšší d a tím se dozvíme rozměry stran 200x355mm a k tomu odpovídající průměr 0,256m. Skutečnou rychlost vypočítáme v =

= 2,024 m/s

Nyní si vypočítáme měrnou tlakovou ztrátu podle skutečného průměru d. R = 0,21 Pa/m Určíme součet součinitelů vřazených odporů tvarovek v úseku ξ = 0,9, dále tlakovou ztrátu místními odpory v úseku Z = ξ*0,5*v2*ρ = 1,84 Pa a nakonec celkovou tlakovou ztrátu úseku Z+R*L = 1,84+0,21*1,7 = 2,2 Pa

1 2 3 4 5 6 7

100 450 800 1150 1500 200 1700

1,6 2 3,5 2,7 1,3 2 9,1

2,5 2,5 3 3,5 3,5 2,5 4

celková tlaková ztráta úseku

[m/s]

tlaková ztráta místními odpory v úseku

[m]

součet součinitelů vřazených odporů tvarovek v úseku

[m /h]

průměru d odpovídá podle tabulky měrná tlaková ztráta

[-]

skutečná rychlost

v'

čtyřhrannému potrubí typizovaného průřezu d odpovídá průměr kruhu

předběžná rychlost

L

3

rozměr stran

délka úseku

V

průměr kruhového potrubí

průtok vzduchu v úseku

u

průtočná plocha S = (V/3600)/v'

pořadové číslo úseku

Tab. 7: dimenzování (u slopce d je červeně označené kruhové potrubí)

S

d'

AxB

d

v

R

ξ

Z

Z+R*L

[m ]

[m]

[mm]

[m]

[m/s]

[Pa/m]

[-]

[Pa]

[Pa]

0,011 0,050 0,074 0,091 0,119 0,022 0,118

0,119 0,252 0,307 0,341 0,389 0,168 0,388

0,14 0,31 0,45 0,45 0,31

0,6 1,2 0,6 0,3

0,22 1,59 4,88 3,23 1,65

34,45 2,21 6,45 4,45 2,05

0,45

3,9

27,54 Ʃ

31,63 81,24

2

225x180 0,2 0,884 225x315 0,263 2,301 315x315 0,315 2,852 315x400 0,352 3,283 400x400 0,4 3,316 180x180 0,18 2,183 400x400 0,4 3,758

58

Vţdy u nejdelšího úseku, který vede od VZT jednotky aţ po nejvzdálenější vyústku je započítána u celkové tlakové ztráty i tlaková ztráta samotné vyústky. U zařízení č 1 na přívodu je tlaková ztráta vyústky 34 Pa, u odvodu 18 Pa. U zařízení č. 2 na přívodu a na odvodu je tlak. ztráta 8 Pa. U zařízení č. 3 na přívodu je tlak. ztráta 20 Pa a na odvodu 25 Pa.

u

V

L

v'

3

[-] [m /h]

[m]

[m/s]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

350 700 350 700 1400 1500 100 200 1700

0,5 2,3 0,5 1,6 2,3 0,45 0,5 2,8 9,9

1,3 1,3 1,3 1,3 2,6 3 2,5 3 4

S

d'

AxB

d

v

R

ξ

Z

Z+R*L

[m ]

[m]

[mm]

[m]

[m/s]

[Pa/m]

[-]

[Pa]

[Pa]

0,075 0,150 0,075 0,150 0,150 0,139 0,011 0,019 0,118

0,309 0,436 0,309 0,436 0,436 0,421 0,119 0,154 0,39

400x500 400x500 400x500 400x500 400x500 400x500 125x125 200x200 400x500

0,444 0,444 0,444 0,444 0,444 0,444 0,125 0,2 0,444

0,628 1,256 0,628 1,256 2,512 2,691 2,264 1,768 3,050

0,055 0,055 0,055 0,055 0,21 0,31 1 0,31 0,45

0,3 0,3

0,06 0,24

18,09 0,36

0,6 0,3

1,89 1,09

2,38 1,23

3

13,95

18,41

Ʃ

40,46

2

Zařízení 2 u

V 3

L

v'

S 2

[-] [m /h] [m] [m/s] [m ] 1 350 1,7 2,5 0,042 2 700 1,7 2,5 0,083 3 1050 1,7 3,5 0,089 4 1400 17 3,5 0,119 5 300 3,3 2 0,042 6 600 1,3 2,5 0,067 7 300 1,4 2 0,042 8 600 2,3 2,5 0,067 9 1500 2,4 3 0,139 10 1900 6 3,5 0,151 11 100 3,4 2 0,014 12 2000 7,5 4 0,139

d'

AxB

d

[m] 0,230 0,326 0,337 0,389 0,230 0,291 0,230 0,291 0,421 0,438 0,133 0,421

[mm] 200x355 315x355 315x400 400x400 250x225 250x400 250x225 250x400 400x400 400x450 125x125 400x450

[m] 0,256 0,334 0,352 0,4 0,237 0,293 0,237 0,293 0,4 0,424 0,125 0,424

59

v

R

ξ

Z

Z+R*L

[m/s] [Pa/m] [-] [Pa] 2,024 0,21 0,9 1,84 2,378 0,21 0,6 1,70 3,211 0,45 1,2 6,19 3,316 0,31 0,9 4,95 1,889 0,21 2,472 0,21 1,889 0,21 2,472 0,21 3,316 0,21 3,738 0,21 0,3 2,10 2,264 1 3,935 0,31 2,4 18,58

[Pa] 10,20 2,05 6,95 10,22

Ʃ

53,68

3,36 20,90

u

V

L

v'

S

3

d'

AxB

2

[-] [m /h] [m] [m/s] [m ] [m] [mm] 1 350 1,7 2,5 0,042 0,230 200x355 2 700 1,7 2,5 0,083 0,326 315x355 3 1050 1,7 3,5 0,089 0,337 315x400 4 1400 13,5 3,5 0,119 0,389 400x400 5 200 1,3 2 0,028 0,188 200x200 6 450 3,8 2,5 0,050 0,252 250x280 7 550 2 3 0,051 0,255 250x280 8 650 3,1 3,5 0,052 0,256 250x280 9 300 3,2 2,5 0,033 0,206 250x180 10 550 3,2 3 0,051 0,255 250x280 11 800 2,3 3,5 0,063 0,284 400x300 12 1500 0,775 3,5 0,119 0,389 400x400 13 1600 2,8 4 0,111 0,376 400x400 14 2000 10,2 5 0,111 0,376 400x400

d

v

R

[m] 0,256 0,334 0,352 0,4 0,2 0,264 0,264 0,264 0,209 0,264 0,329 0,4 0,4 0,4

[m/s] 2,024 2,378 3,211 3,316 1,768 2,284 2,791 3,298 2,429 2,791 2,614 3,316 3,537 4,421

[Pa/m] 0,21 0,21 0,45 0,31 0,31 0,31 0,31 0,45 0,31 0,31 0,21 0,45 0,45 0,67

ξ

Z

Z+R*L

[-] [Pa] 0,9 1,84 0,6 1,70 0,9 4,64 2,1 11,54

[Pa] 10,20 2,05 5,41 15,73

3,6 35,18

42,01

Ʃ

75,40

Zařízení 3 u V [-] [m3/h] 1 2

u

150 450

V 3

L [m]

v' [m/s]

S [m2]

15,25 17,2

2 2,5

0,021 0,050

L

v'

S

d' [m]

d [m]

v [m/s]

0,163 200x160 0,18 0,252 200x315 0,25

1,637 2,546

d' 2

[-] [m /h] [m] [m/s] [m ] 1 50 2,05 2 0,007 2 150 2,7 2,5 0,017 3 200 2,5 2,5 0,022 4 250 28,5 3 0,023 5 120 2,3 2 0,017 6 200 0,55 2,5 0,022

[m] 0,094 0,146 0,168 0,172 0,146 0,168

AxB [mm]

AxB

d

[mm] [m] 125x100 0,125 160x160 0,16 180x180 0,18 180x180 0,18 180x180 0,18 250x250 0,25

v

R ξ [Pa/m] [-] 0,31 0,45

R

ξ

Z [Pa]

Z+R*L [Pa]

1,65 6,05

26,38 13,79

Ʃ

40,17

Z

Z+R*L

[m/s] [Pa/m] [-] [Pa] 1,132 0,31 2,25 2,072 0,45 2,15 2,183 0,45 9,40 2,729 0,5 14,25 1,310 0,21 1,132 0,1

[Pa] 27,89 3,37 10,53 28,50

Ʃ

70,28

Sání je u VZT jednotek společné + na konci připočítána tlaková ztráta protidešťové ţaluzie 40 Pa

60

u

V

[-]

3

L

v'

[m /h] [m] [m/s]

1 2 3 4

2000 1700 3700 4150

3,3 2,6 1,3 0,9

3,5 3 4 4

S

d'

AxB

d

v

R

ξ

Z

Z+R*L

[m ]

[m]

[mm]

[m]

[m/s]

[Pa/m]

[-]

[Pa]

[Pa]

0,159 0,157 0,257 0,288

0,450 0,448 0,572 0,606

500x450 500x450 500x800 500x800

0,474 0,474 0,615 0,615

3,148 2,676 3,460 3,881

0,21

2,4 11,89

12,59

0,21 0,21

0,3 0,3

2,07 42,45

2

1,80 2,26

57,10

Výfuk je společný pro VZT zařízení č. 1 a 2 a mají připočítanou tlakovou ztrátu protidešťové ţaluzie 25 Pa. VZT jednotka č. 3 má vlastní výfuk průměru 250mm. u

V 3

L

v'

S

d' 2

[-] [m /h] [m] [m/s] [m ] [m] 1 2000 3,3 3,5 0,159 0,450 2 1700 2,6 3 0,157 0,448 3 3700 1,3 4 0,257 0,572

AxB

d

v

[mm] [m] [m/s] 500x450 0,474 3,148 500x450 0,474 2,676 500x800 0,615 3,460

R

ξ

Z

[Pa/m] [-] [Pa] 0,21 3,2 15,86 0,21

1,2

7,18

Z+R*L [Pa] 16,55 32,46 49,01

B.6.1

Izolace potrubí

Budeme izolovat potrubí výfuku a sání čtverhranného potrubí deskami z minerálních vláken o tloušťce 50 mm. Dále kruhové potrubí sání a výfuk lamelovými skruţovanými pásy o tloušťce také 50 mm a nakonec čtverhranné potrubí přívodu lamelovými skruţovanými pásy o tloušťce také 20 mm

B.7

Úpravy vzduchu a návrh VZT jednotek

B.7.1

Úprava vzduchu pro zařízení č. 2

Zařízení č. 1 obsluhuje výdejnu jídla a hygienické prostory pro výdejnu. Je navrţeno na nucené větrání se zpětným získáváním tepla. VZT jednotka je navrţena v provedení nad sebou. Jednotka obsahuje filtr, deskový výměník, který slouţí jen v zimním období, kvůli předehřátí venkovního vzduchu, dále vodní ohřívač, chladič a ventilátor. Filtry jsou třídy G3. Podrobnosti o VZT jednotce + h-x diagramy jsou uloţeny v příloze.

61

Zimní období: V celém objektu je ústřední vytápění, které nám zajišťuje poţadovanou teplotu. VZT jednotka nemá za úkol vytápět, ale jen větrat. Ohřívač, který má v sobě VZT jednotka je pouze pro ohřátí venkovního vzduchu. Tím se zamezí proudění chladného vzduchu do místností. Letní období: V letních měsících, nám VZT jednotka slouţí zase pouze k nucenému větrání. Tepelná zátěţ, která v objektu nastane, nebude celá odstraněna, ale pouze její část 5,4kW. Q = Vp * ρ * c * (ti – tp) = 2000 * 1,2 * 1012 * (26 – 18) = 5,4kW Jednotka má v sobě chladič, který nám slouţí především ke chlazení loţnice, kde máme menší zátěţe, kvůli malému počtu oken a venkovním ţaluziím.

B.7.2


VZT jednotka č. 1 je řešená stejně jako jednotka č. 2. Podrobnosti o VZT jednotce + h-x diagramy jsou uloţeny v příloze.

B.7.3


Zařízení č. 3 je rezidenční vertikální VZT jednotka. Obsahuje filtry třídy G4 deskový výměník, ventilátor a elektrický ohřívač. Ohřívač pracuje na stejném principu jako VZT jednotky 1 a 2. Také pouze ohřívá přiváděný vzduch. Podrobnosti o VZT jednotce jsou uloţeny v příloze.

B.8

Útlum hluku

Hluk se šíří vzduchovodama od ventilátoru k vyústkám do chráněných místností. Tlumiče hluku zamezují toto šíření. Podle účelu místnosti máme max. hladiny vzduchu. Výchozí hodnota pro zjištění hluku od ventilátorů je jejich akustický výkon od frekvence 250 Hz do 8000 Hz. Pomocí výpočtů zjistíme, zda bude potřeba tlumič hluku. Po výpočtu hluku v místnosti, provedeme i výpočet v exteriéru.

62

Pomocné výpočty pro interiér: Odbočka Dn = 10 * log (

) [dB]

Útlum vyústkou D3 = 10 * log Hluk ve vyústce LW = Lventilátoru – ƩD Součtová hladina L1 = 10 * log (10 0,1*L250 + 10 0,1*L500 + …. + 10 0,1*L8000) Hluk vystupující z vyústky Ls = 10 * log (10 0,1*L1 + 10 0,1*LW) Korekce K1 = 10 * log (počet vyústek) Hladina akustického výkonu všech vyústek L = Ls + K1 Výpočet pro exteriér: max = 40dB Útlum hluku vzdáleností L = 47m; r = 47 – 2 = 45m Lr = 10 * log (

) = 10 * log (

) = -38dB

Lp = 67,89 dB; Hladina hluku ve vzdálenosti 45m je Lp - Lr = 67,89 – 38 = 29,89dB Lo = 74,8 dB; Hladina hluku ve vzdálenosti 45m je Lp - Lr = 74,8 – 38 = 36,8dB Vyhovuje jak na přívodu, tak na odvodu a není potřeba dávat tlumiče na výfuk a sání.

Pro ložnici je přípustná hladina hluku 25dB < 23,7 dB Přívod LWA (dB/A) /f (Hz)

250

500

1000

2000

4000

8000

součet

59,9

56,3

41,3

36,6

45,1

45,5

62,4

24,3 14,58

7,29

3,65

3,65

3,65

3,65

0,00

7,00

14,00 21,00 21,00

21,00

1

Přívod - výstup Lvent

2

Přirozený útlum:

3

rovné potrubí (m)

4

kolena (ks)

5

odbočka z hlavní větve

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

6


3,01

3,01

3,01

3,01

3,01

3,01

7

odbočka k vyústce

3,57

3,57

3,57

3,57

3,57

3,57

8

ohebné potrubí (m)

33,60 28,00

21,60 16,00 20,00

12,80

9

útlum koncovým obrazcem D3

6,21

2,70

0,91

0,27

0,07

0,02

10

Hluk ve vyústce LW

0,00

3,69

0,00

0,00

0,00

0,41

11

Vlastní hluk vyústky L1

20,00

12

hluk vystupující z výústky Ls

20,31

13

korekce na počet vyústek K1

14

hluk všech přívodních vyústek L

7

1,6

4

8,71

6,02 26,33

63

Odvod LWA (dB/A) /f (Hz)

250

500

1000

2000

4000

8000

součet

51,9

46,3

27,3

21,6

28,1

26,5

54,4

1

Odvod - vstup Lvent

2 3 4 5 7 8 9

Přirozený útlum: rovné potrubí (m) 23,5 14,10 kolena (ks) 10 0,00 odbočka z hlavní větve 3,01 odbočka k vyústce 3,56 ohebné potrubí (m) 1,5 31,50 útlum koncovým obrazcem D3 6,21

7,05 3,53 3,53 10,00 20,00 30,00 3,01 3,01 3,01 3,57 3,57 3,57 26,25 20,25 15,00 2,70 0,91 0,27

3,53 3,53 30,00 30,00 3,01 3,01 3,57 3,57 18,75 12,00 0,07 0,02

10

Hluk ve vyústce LW

0,00

0,00

11


20,00

12 13

hluk vystupující z výústky Ls korekce na počet vyústek K1

20,25 6,02

14


0,00

0,00

0,00

0,00

4

7,78

26,27

Souč. hladina přívodního a odvodního potrubí je Ls=10*log(10 0,1*26,33 + 10 0,1*26,27) = 29,31dB α = 0,4, Q = 2, S = 49,3 m2, A= S*α = 19,72m2 Lp = Ls+10*log(

)= Ls+10*log(

) = 23,7dB

VYHOVUJE, nemusíme navrhovat tlumič Pro hernu je hladina akustického hluku 45 dB < 38 dB Přívod 1 2 3

LWA (dB/A) /f (Hz) Přívod - výstup Lvent Přirozený útlum: rovné potrubí (m)

250 59,9

500 56,3

1000 41,3

2000 36,6

4000 45,1

8000 45,5

11,75

7,05

3,53

1,76

1,76

1,76

1,76

5

0,00

5,00

10,00 15,00

15,00 15,00

4

kolena (ks)

5


1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

6


3,01

3,01

3,01

3,01

3,01

3,01

7

odbočka k vyústce

3,57

3,57

3,57

3,57

3,57

3,57

8

ohebné potrubí (m)

9

1,5

součet 62,4

31,50 26,25

20,25 15,00

18,75 12,00

útlum koncovým obrazcem D3

2,79

0,95

0,28

0,08

0,02

0,01

10

Hluk ve vyústce LW

10,94 12,95

1,39

0,00

1,94

9,11

11


35,00

12

hluk vystupující z výústky Ls

35,06

13

korekce na počet vyústek K1

14


5

16,46

6,99 42,05

64

Odvod LWA (dB/A) /f (Hz)

250

500

1000

2000

4000

8000

součet

16,5

22,9

21,3

50,4

1

Odvod - vstup Lvent

48,0

41,8

22,4

2 3 4 5 7 8 9

Přirozený útlum: rovné potrubí (m) 8,8 kolena (ks) 7 odbočka z hlavní větve odbočka z hlavní větve odbočka k vyústce ohebné potrubí (m) 0,25 útlum koncovým obrazcem D3

5,28 0,00 3,01 2,00 2,91 5,25 2,79

2,64 7,00 3,01 2,00 2,91 4,38 0,95

1,32 1,32 14,00 21,00 3,01 3,01 2,00 2,00 2,91 2,91 3,38 2,50 0,28 0,08

1,32 1,32 21,00 21,00 3,01 3,01 2,00 2,00 2,91 2,91 3,13 2,00 0,02 0,01

10

Hluk ve vyústce LW

26,76

18,92

0,00

0,00

11


35,00

12 13

hluk vystupující z výústky Ls korekce na počet vyústek K1

35,70 4,77

14


3

0,00

0,00

27,46

40,48

Souč. hladina přívodního a odvodního potrubí je Ls=10*log(10 0,1*40,48 + 10 0,1*42,05) = 44,34dB α = 0,3, Q = 2, S = 93,75m2, A= S*α = 28,125m2 Lp = Ls+10*log(

)= 44,+10*log(

) = 38dB

VYHOVUJE, nemusíme navrhovat tlumič Hladina hluku v místnostech je malá z toho důvodu, ţe jsou tlumiče umístěny ve VZT jednotkách. VZT jednotka č. 3 nemá zabudované tlumiče hluku coţ znamená, ţe je umístíme na kruhové potrubí. Jedná se o tlumiče dodávané s jednotkou.

65

C. TECHNICKÁ ZPRÁVA

66

C.1 Úvod Předmětem této projektové dokumentace je vypracování vzduchotechniky pro mateřskou školu v Kuřimi.

C.1.1

Popis objektu

Mateřská škola, ve které se koná realizace vzduchotechniky, je postavena v jihomoravském městě Kuřim. Jedná se o jednopodlaţní novostavbu. V objektu je cílem zlepšit vnitřní mikroklima a tím zajistit soustředění ţáčků. Mateřská škola je postavena vedle základní školy. Budova je obklopena parkem s hřištěm. Provoz mateřské školy je od 6:00 do 16:00.

C.1.2

Podklady pro zpracování

Podkladem pro zpracování projektové dokumentace jsou výkresy půdorysu, stavebních řezů a pohledů. Součástí podkladů jsou příslušné zákony a prováděcí vyhlášky, České technické normy a podklady výrobců vzduchotechnických zařízení: 

ČSN EN 15251/2011 - Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, tepelného prostředí, osvětlení a akustiky



ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov



ČSN 013454 – Technické výkresy – Instalace – Vzduchotechnika, klimatizace



NV č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací



vyhl. č. 343/2009 Sb., o hygienických poţadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých.



VKV Pardubice spol. s.r.o. – podklady výrobce



REMAK a.s. – podklady výrobce



Systemair a.s. – podklady výrobce



Multi-VAC spol. s.r.o. – podklady výrobce



MANDÍK a.s. – podklady výrobce

67

C.1.3 

Seznam vzduchotechnických jednotek Centrální

VZT jednotka č. 1 (ve výkresu č. 1.01) – nucené větrání výdejny jídla a pomocných místností výdejny. VZT jednotka č. 2 (ve výkresu č. 2.01) – nucené větrání místností určené dětem (herna, loţnice, WC) VZT jednotka č. 3 (ve výkresu č. 3.01) – nucené větrání chodby a místností pro učitelky (šatna, WC) 

decentrální

Axiální nástěnné ventilátory (pouţity v místnostech 1.16 a 1.17)

C.1.4

Výpočtové hodnoty klimatických poměrů

Místo

: Kuřim

Nadmořská výška

: 286 m n.m.

Normální tlak vzduchu

: 101,6 kPa

Výpočtová teplota vzduchu:

: léto: +29°C, zima: -12°C, entalpie: léto 56,5 kJ/kg

C.1.5

Výpočtové hodnoty vnitřního prostředí

VZT zajišťuje nucené větrání v mateřské škole. Přívod vzduchu do místností určené dětem a odvod vzduchu z hygienických místností. Jelikoţ se jedná pouze o VZT jednotku na nucené větrání místností, nedokáţeme odstranit v letním období celou tepelnou zátěţ z herny a výdejny jídla, čímţ nezajistíme poţadovanou teplotu v místnostech. V zimním období nám poţadovanou teplotu v místnostech zajišťuje ústřední vytápění. Místnost

Výsledná teplota (°C)

Relativní vlhkost (°C)

Hladina akust.

Zima

Léto

Zima

Léto

tlaku (dB/A)

Loţnice

22

26

Min. 30

Max. 60

25

Herna

22

-

Min. 40

Max. 60

45

Výdejna jídla

22

-

Max. 70

Max. 70

55

68

Hluk ve vnějším prostoru v chráněném prostoru staveb v denní době 45 dB(A) a v noci 40 dB(A). Vzhledem k charakteru obsluhovaného prostoru není uvaţován provoz zařízení v noční době. Ovšem musíme brát na vědomí, ţe spánek probíhá od 12:00 do 14:00.

Základní koncepční řešení

C.2

Nucené větrání je navrţeno pro hernu, loţnici, WC, šatnu pro děti, výdejnu jídla, sklad a hygienické místnosti slouţící výdejně, chodbu a místnosti učitelek. Kaţdá jednotka obsahuje zpětné získávání tepla. VZT jednotka č. 1 a č. 2 obsahuje filtry, deskový výměník, ohřívač, chladič, ventilátory a tlumiče. VZT jednotka č. 3 je rezidenční jednotka vertikální. Obsahuje filtry, odmrazovací klapku, deskový výměník ventilátory a elektrický ohřívač. Vlhčení vzduchu není uvaţováno ani v jedné VZT jednotce. Všechny zařízení jsou určeny pro zimní i letní provoz. Všechny hygienické místnosti pracují v podtlaku. Vzduch je přiváděn z okolních místností přes dveřní mříţky. U rozvodu vzduchu (VZT jednotka č. 2) je instalováno několik regulačních klapek, slouţících k správnému a efektivnímu rozvádění vzduchu do místností. Místnost, které pracují na rovnotlakém větrání je loţnice, výdejna jídla a šatna pro děti. Provoz VZT jednotek je řízen samostatným systémem MaR. Jednotky jsou umístěné v centrální strojovně č.m. 1.44. Místnosti, které nejsou napojeny na VZT, lze přirozeně větrat okny.

C.2.1

Hygienické požadavky

Přivádění čerstvého venkovního vzduchu budou zajišťovat všechny VZT jednotky. 

dávka venkovního vzduchu na ţáka ve školkách je 35 m3/h



dávka vzduchu na zařizovací předmět je 50 m3/h (kabinka – mísa), 25 m3/h (pisoár), 200 m3/h (sprcha), 30 m3/h (umyvadlo)



Filtrace vzduchu u VZT jednotky č. 1 a 2 je třídy G3, jednostupňová



Filtrace vzduchu u VZT jednotky č. 3 je třídy G4, jednostupňová

69

C.2.2

Energetické zdroje

Elektrická energie je uvaţována pro pohon elektromotorů VZT zařízení, venkovní kondenzační jednotky a regulačních klapek.

C.2.3

Tepelná energie

Pro ohřev vzduchu ve VZT jednotek č. 1 a 2 bude slouţit jiţ stávající kotel o teplotním spádu 80/60°C. Výrobu a návrh kotle řeší profese ÚT. Strojovna je větraná oknem. Chlazení venkovního vzduchu v jednotkách uvaţujeme se systémem chlazení pomocí výparníku osazeného ve VZT jednotkách č. 1 a 2. a vzduchem chlazený kondenzátor umístěný na venkovní stěně strojovny. Návrh kondenzátoru navrhuje profese chlazení i s projektem.

C.3

Popis technického řešení

C.3.1

Koncepce větracích zařízení

Všechny tři zařízení jsou umístěné ve strojovně (č.m. 1.44). Strojovna je přístupná dvěma vstupy z chodby. Strojovna je přirozeně větraná okny a tím i přirozeně osvětlená. Podlaha VZT strojovny musí být vyspárovaná, kvůli odvodu kondenzátu. VZT jednotky mají společné nasávání, které je umístěno na stěně a opatřeno protidešťovou ţaluzií, ale výfuk mají společné jen VZT jednotky č. 1 a 2., které mají také výfuk umístěný na stěně s protodešťovou ţaluzií. VZT jednotka č. 3 má vlastní odvodní potrubí. Rozvádění vzduchu bude zajištěno z velké části čtyřhranným potrubím z pozinkovaného plechu tl. 1 mm umístěný pod stropem a zakrytý podhledem. Rozvod vzduchu z jednotky č. 3 je zajištěn kruhovým potrubím SPIRO. Potrubí výfuku, sání a přívodu bude tepelně izolováno, aby se zamezilo kondenzaci. Distribuční prvky pro přívod a odvod vzduchu do pobytových místností jsou převáţně vířivé vyústky. V hygienických místností máme talířové ventily a v kuchyni jsou pro odvod pouţity zákryty s odlučovači tuku nad přípravnou zónou. Na chodbě jsou pouţity štěrbinové vyústky.

C.3.1.1

Zařízení č. 1

Nucené větrání se zpětným získáváním tepla je navrţeno na přívod a odvod vzduchu pro místnosti výdejna jídla a hygienické místnosti slouţící pro výdejnu. VZT jednotka je navrţena

70

v provedení nad sebou a je umístěna na podlaze ve strojovně. Kondenzační jednotka, která vytváří chlad pro chladič ve VZT jednotce, bude umístěna na fasádě. Rozvedení vzduchu je zajištěno čtverhranným potrubím, které je umístěno pod stropem a zakryté podhledem. Distribuce vzduchu z potrubí do místnosti je zajištěno pomocí ohebného otrubí přes vyústky. Jednotka má skladbu: 

Přívod: Tlumící vloţka, klapka, filtr, deskový výměník, ohřívač, chladič, ventilátor, tlumič, tlumící vloţka



Odvod: Tlumící vloţka, klapka, filtr, tlumič, deskový výměník, ventilátor, tlumící vloţka

C.3.1.2

Zařízení č. 2

Nucené větrání se zpětným získáváním tepla je navrţeno na přívod a odvod vzduchu pro místnosti herna, loţnice, šatna a WC. VZT jednotka je totoţná se VZT jednotkou č. 1. Jednotka má skladbu: 

Přívod: Tlumící vloţka, klapka, filtr, deskový výměník, ohřívač, chladič, ventilátor, tlumič, tlumící vloţka



Odvod: Tlumící vloţka, klapka, filtr, tlumič, deskový výměník, ventilátor, tlumící vloţka

C.3.1.3

Zařízení č. 3

Nucené větrání se zpětným získávání tepla slouţí pro chodbu, šatnu učitelek, sklady prádla. Jednotka je rezidenční vertikální. Je určena pro malé průtoky. Z jednotky vedou hrdla k napojení přívodního a odvodního kruhového potrubí SPIRO. Potrubí je vybaveno tlumícími vloţkami. Ohřívač je zde elektrický. Jednotka má skladbu: 

Přívod: Tlumící vloţka, filtr, odmrazovací klapka, deskový výměník, elektrický ohřívač, ventilátor, tlumící vloţka



Odvod: Tlumící vloţka, ventilátor, deskový výměník, filtr, tlumící vloţka

71

C.3.1.4

Zařízení č. 4

Jedná se o decentrální zařízení, které je umístěno na WC. Zařízení slouţí pouze pro letní období, přes zimu je vypnuté. Jedná se o nástěnný ventilátor, který odvádí vzduch z místnosti.

C.4

Nároky na energie

K zajištění chodu všech VZT jednotek je potřeba zajistit následující zdroje energie viz příloha č.2

C.5

Měření a regulace

Navrţené systémy VZT budou řízeny a regulovány samostatným systémem měření a regulace – software MaR:  ovládání chodu ventilátorů, silové napájení ovládaných zařízení  regulace teploty vzduchu řízením výkonu teplovodního ohřívače v zimním období – vlečná regulace (směšování)  regulace teploty vzduchu řízením výkonu vodního chladiče v letním období (rozdělování)  umístění teplotních a vlhkostních čidel podle poţadavku  ovládání uzavíracích klapek na jednotce včetně dodání servopohonů  protimrazová ochrana teplovodního výměníku – měření na straně vzduchu i vody.

Při

poklesnutí teploty: 1) vypnutí ventilátoru, 2) uzavření klapek, 3) otevření třícestného ventilu, 4) spuštění čerpadla  signalizace bezporuchového chodu ventilátorů pomocí diferenčního snímače tlaku  plynulá regulace výkonu ventilátorů frekvenčními měniči na přívodu i odvodu vzhledem k zanášení  filtrů a moţnosti nastavení vzduchového výkonu zařízení podle potřeby provozu a časového rozvrhu  snímání a signalizace zanesení filtrů  poruchová signalizace  snímání signalizace chodu, poruchy a zapnutí a vypnutí zdroje chladu

72

C.6

Nároky na související profese

C.6.1

Stavební úpravy

Vyspárování podlahy strojovny do vpusti a natření ochranným nátěrem, zřízení základu s protivibračními podloţkami pro uloţení VZT zařízení. Vytvoření ocelové kce pro venkovní kondenzační jednotku. Prostupy pro VZT potrubí zhotovit o 50mm větší neţ je jejich jmenovitý rozměr. Po uloţení potrubí pořádně zaizolovat. Do dveří v hygienických místnostech osadit ventilační mříţky.

C.6.2

Silnoproud

Připojení VZT jednotky a venkovní kondenzační jednotky. Uzemnit zařízení! Zajistit ochranu před zásahem elektrickým proudem. Napojení zařízení podle návodu výrobců. Napojení softwaru MaR s jednotlivými komponenty

C.6.3

Vytápění a chlazení

Připojení na rozvod topné vody o teplotním sádu 80/60°C na oba ohřívače ve VZT jednotkách č. 1 a 2. Připojení obou chladičů na venkovní kondenzátory pomocí měděného potrubí.

C.6.4

Zdravotní technika

Odvedení kondenzátu z deskového výměníku, chladičů do vpustě. Podlahová vpusť je umístěna u VZT jednotek.

C.7

Protihluková a protiotřesová opatření

Tlumiče hluku jsou součástí VZT jednotek č. 1 a 2. Tím se zabránilo nadměrnému šíření hluku od ventilátorů do chráněných prostor. Z důvodu malé VZT jednotky č. 3 jsou zajištěny tlumiče na přívodní a odvodní trase vzduchovodů. VZT jednotky budou pruţně uloţeny kvůli zamezení šíření vibrací. Přívodní a odvodní potrubí bude připojeno k VZT jednotkám přes tlumící vloţky. Prostupy konstrukcemi budou dotěsněny izolací.

73

C.8

Izolace a nátěry

Budou pouţity desky ISOVER ORSTECH 45 na čtyřhranné potrubí, které plní funkci tepelnou, protipoţární a akustickou. Dále na kruhové potrubí budou pouţity rohoţe ISOVER ORSTECH LSP H, které také plní funkci tepelnou, protipoţární a akustickou.

C.9

Protipožární opatření

V zásadě budou do vzduchovodů procházející stavební konstrukcí ohraničující poţární pás strojovny vřazeny protipoţární klapky IMOS PK-I - EI90S

C.10 Montáž, provoz, údržba a obsluha zařízení Montáţ jednotlivých prvků ve VZT jednotce se musí provádět podle návodu výrobce. Při prvním puštění je dobré provést kontrolu a seřízení jednotlivých částí. Obsluha musí být kvalifikovaná a být seznámena se VZT jednotkami, aby se předešlo chybám a haváriím. Údrţba musí být prováděna pravidelně a to podle předpisů od výrobce.

C.11 Závěr Realizovaná VZT zařízení nuceného větrání splňují poţadavky na vnitřní mikroklima, hlukové parametry a hospodárnost.

74

C.12

Funkční schéma

75

76

C.13

Tabulka místností údaje místnosti

č.m.

název místnosti

počet osob

plocha [m2]

parametry větrání

sv. výška [m]

objem [m3]

2,5 2,5 2,5 2,5 2,9 2,9 2,5

7,75 24,125 18,5 28,2 142,97 254,33 15,125

výměna (x/h)

přívod [m3/h]

odvod [m3/h]

tepelná bilance tepelná zátěž [kW]

vlhkostn í zátěž [kg/h]

2,24 8,5

2,6 2,6

Zařízení č. 2 - nucené větrání 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.25a

WC šatna umývárna WC ložnice jídelna + herna herna

30 30

3,1 9,65 7,4 11,28 49,3 87,7 6,05

4

100

1400 1500

50 100 200 450 1400 500 300

z důvodu zónového větrání nemůžeme sečíst přívod a odvod. Podrobně to je na str. 51 Zařízení č. 1 - nucené větrání 1.11 1.10 1.12 1.13 1.14

umývárna chodba úklid chlazený odpad výdejna jídla

4,45 2,784 1,55

2,5 2,5 2,5

11,125 6,96 3,875

2,14

2,5

5,35

26,53

2,5

66,325

4

100 200

100 100 100

10 Ʃ

1400

1400

1700

1700

150

300

100 50 50 50 80 120

450

450

1,1

Zařízení č. 3 - nucené větrání 1.38 1.39 1.41 1.40 1.46 1.43

šatna WC sklad sklad WC invalida chodba

4,45 2,9 5,31 2,54 3,15 104,25

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

11,125 7,25 13,275 6,35 7,875 260,625

1 Ʃ

77

13,33

0,5

C.14

Tabulka zařízení

78

Položková specifikace

C.15

Budova mateřské školy Zařízení 1 - výdejna jídla 1.01

Remak

1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07

VKV VKV VKV VKV Mandík VKV

Centrální VZT jednotka AeroMaster Xp pro přívod a odvod vzduchu ve skladbě: tlumící vložka, uzavírací klapka, filtr G3, deskový rekuperátor s účinností 53%, ohřívač vodní, přímý výparník, eliminátor kapek, sifony, ventilátory, vnitřní provedení, transport jednotky po dílech Poţární klapka PK-I-se servopohonem 400x400 Poţární klapka PK-I-se servopohonem 500x400 Vířivá vyústka IMOS VVT-A-H-400 Vířivá vyústka IMOS VVT-A-H-500 Talířový ventil TVOM 125 Odlucovace tuku OTH 350x350

Elektrodesing Kruhové SPIRO potrubí do průměru: 200 / 40 % tvar. dílů 180 / 40 % tvar. dílů 125 / 80 % tvar. dílů Čtyřhranné pozinkované potrubí do obvodu 1890 / 60 % tvar. dílů Ohebná hadice: Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 102 Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 203 Isover

Tepelná izolace tl. 4 cm - iz. deskami nebo pásy

kpl

1

ks ks ks ks ks ks

1 1 4 4 4 4

bm 4 bm 2,5 bm 1

bm

40

bm bm

5 6

m2

26

kpl

1

ks ks ks

1 1 1

Zařízení 2 - místnosti pro děti 2.01

Remak

2.02 2.03 2.04

VKV VKV VKV

Centrální VZT jednotka AeroMaster Xp pro přívod a odvod vzduchu ve skladbě: tlumící vložka, uzavírací klapka, filtr G3, deskový rekuperátor s účinností 53%, ohřívač vodní, přímý výparník, eliminátor kapek, sifony, ventilátory, vnitřní provedení, transport jednotky po dílech Poţární klapka PK-I-se servopohonem 400x400 Poţární klapka PK-I-se servopohonem 400x450 Vířivá vyústka IMOS VVT-A-H-300

79

2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12

VKV VKV VKV VKV Mandík Mandík VKV VKV

Vířivá vyústka IMOS VVT-A-H-400 Regulátor průtoku vzduchu IMOS-RPV-H 400x400 Regulátor průtoku vzduchu IMOS-RPV-H 400x300 Vířivá vyústka IMOS VVT-B-H-600 Talířový ventil TVOM 100 Talířový ventil TVOM 80 dveřní mříţka IMOS-DMPO 425x125 protidešťová ţaluzie 800x800 IMOS - PZ AL 40

Elektrodesing Kruhové SPIRO potrubí do průměru: 100 / 20 % tvar. dílů 125 / 20 % tvar. dílů 200 / 40 % tvar. dílů Čtyřhranné pozinkované potrubí do obvodu 1890 / 40 % tvar. dílů 1500 / 40 % tvar. dílů 1050 / 40 % tvar. dílů Ohebná hadice : Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 102 Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 203 Isover


ks ks ks ks ks ks ks ks

8 4 1 8 7 1 2 1

bm 5 bm 4 bm 1,5

bm bm bm

84 12 7

bm bm

16 20

m2

82

kpl

1

ks ks ks

1 1 3

ks

2

ks

1

ks

3

Zařízení č. 3 - Nucené větrání chodby

3.01

Systemair

3.02 3.03 3.04

Systemair VKV Systemair

3.05

VKV

3.06

VKV

3.07

VKV

Vertikální VZT jednotka SAVE VTC 700 R - viz SYSTEMAIR č. 2173, ve vnitřním vertikálním provedení, s hrdly nahoru, včetně deskového výměníku, prokabelování, filtry, noţičky, manţety, zprovoznění jednotek *elektrický ohřívač o příkonu 4,5 W ELB-4,5kW VTC 700 R protidešťová ţaluzie 250x250 IMOS - PZ AL 40 Tlumič proti přeslechu do potrubí Ø250 LCR 250-600 Poţární klapka se servopohonem a komunikační a napájecí jednotkou Ø250 Poţární klapka se servopohonem a komunikační a napájecí jednotkou Ø180 Štěrbinová vyústka KSV-1

80

3.08 3.09 3.10 3.11

Mandík VKV VKV Mandík

Talířový ventil TVOM 80 Vířivá vyústka IMOS VVT-A-H-300 dveřní mříţka IMOS-DMPO 425x125 Talířový ventil TVOM 100

ks ks ks ks

3 2 4 1

Elektrodesing Kruhové SPIRO potrubí do průměru: 250 / 40 % tvar. dílů 180 / 40 % tvar. dílů 125 / 20 % tvar. dílů

bm bm bm

20 40 5

Ohebná hadice: Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 125 Elektrodesing Ohebná hadice Sonoflex MI - 160

bm bm

5 2

m2

3

ks

2

Isover


Z.č. 4 - Větrání WC 4.01

Multi-VAC

Axiální nástěnný ventilátor LO-CARBON SILHOUETTE 125 100 m3/hod včetně pruţných manţet a zpětné klapky

81

C.16

Závěr

Pro mateřkou školu byly zvoleny VZT jednotky nuceného větrání. Ty dohromady zajistí správné nucené větrání prostorů během celého roku. Rozvody jsou navrţeny jako čtverhranné pozinkované potrubí, na které jsou napojeny vyústky vířivé, talířové, štěrbinové. Ty dodávají upravený a čistý vzduch do poţadovaných místností. Pro odvod slouţí vyústky vířivé, talířové a ve výdejně jídla odlučovače tuku, které jsou umístěny nad pracovní plochou. Vzduchovody u VZT jednotky č. 2 jsou opatřeny regulací průtoku, coţ umoţňuje efektivní a ekonomické šíření vzduchu po místnostech. Pokud budou děti v herně, přívod a odvod vzduchu bude směřován do této místnosti a v loţnici, kde nikdo není, bude přívod a odvod zmenšen na malé průtoky. Druhá varianta je ta, ţe děti budou v loţnici, kam se začne přivádět potřebné mnoţství vzduchu. V herně se uzavře odvod vzduchu a přívod se sníţí na malé mnoţství. Odvod zůstane na WC. Tato práce byla vypracována podle příslušných norem, vyhlášek, zákonů a katalogů výrobců. VZT jednotka byla navrţena s ohledem na hlučnost, ekonomickou stránku, ţivotní prostředí a hospodárnost.

82

Seznam použitých zkratek a symbolů

C.17

Značka

Veličina

jednotka

A

plocha; průřez

m2

b

šířka

m

c

měrná tepelná kapacita

J/kgK

D

útlum akustického výkonu

dB

d

průměr

m

f

frekvence

Hz

h

výška; měrná entalpie

m; J/kg

h

výška slunce nad obzorem

°

I

intenzita zvuku; sluneční radiace

dB; W/m2

l

délka

m

L

hladina akustického tlaku a výkonu

dB

m

měrný hmotnostní tok

kg/s

n

intenzita výměny vzduchu

h-1

O

objem

m3

p

tlak; měrná ztráta tlaku

Pa; Pa/m

P

akustický tlak; akustický výkon

dB

Q

tepelný tok

W

r

poloměr

m

R

tepelný odpor

m2K/W

s

stínící součinitel

-

S

plocha; průřez

m2

t

teplota

°C

U

součinitel prostupu tepla

W/m2 K

v

měrný objem

m3/kg

V

objem

m3

x

měrná vlhkost

kg/kg

83

X

výměna vzduchu

h-1

Y

dávka vzduchu

m3/h

Z

tlaková ztráta

Pa

γ

azimutový úhel stěny

°

sluneční deklinace

°

ξ

součinitel vřazeného odporu

-

ɳ

účinnost

-

λ

součinitel tepelné vodivosti

W/mK

ρ

objemová hmotnost

kg/m3

φ

relativní vlhkost vzduchu

%

ψ

časové zpoţdění

h

α

sluneční azimut

°

VZT MaR ZZT

Vzduchotechnocká jednotka Software Zpětné získávání tepla

84

C.18

Seznam použitých zdrojů

KNIHY A NORMY [1]

GEBAUER, Günter, Olga RUBINOVÁ a Helena HORKÁ. Vzduchotechnika. 2. vyd. Brno: ERA, 2007, xx, 262 s. ISBN 978-80-7366-091-8.

[2]

HIRŠ, Jiří, Olga RUBINOVÁ a Helena HORKÁ. Vzduchotechnika v příkladech. Vyd. 1. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2006, 230 s. ISBN 80-720-4486-9.

[3]

Vyhláška č. 343/2009 o hygienických požadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých. In: č. 343/2009 Sb. 2009.

[4]

ČSN EN 15251/2011. Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, tepelného prostředí, osvětlení a akustiky. Fakulta strojní ČVUT v Praze: Centrum technické normalizace, 2011.

[5]

Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. In: č. 148/2006 Sb. 2006.

OBRÁZKOVÝ MATERIÁL [1]

Obrázek č. 16. Dostupné z WWW .

[2]

Obrázek č. 20, č. 21, č. 22, č. 23, č. 24. Dostupné z WWW http://www.vkvpardubice.cz/produkty/vyustky-a-anemostaty/virive-vyustky-s-termostatickymovladanim.htm>

WEBOVÉ STRÁNKY [1]

RUBINOVÁ, Olga; RUBINA, Aleš. Rubinová Olga | VUT V BRNĚ, FAST [online]. [cit. 2012-05-14]. Týden. Dostupné z WWW: http://www.fce.vutbr.cz/TZB/rubinova.o/vzt.htm>

[2]

MIKEŠOVÁ, Miroslava a Bohumil KOTLÍK. Měření vnitřního prostředí v základních školách: Závěrečná zpráva z měření kvality vnitřního prostředí a mikroklimatických parametrů ve školách. Měření vnitřního prostředí v základních školách: Závěrečná zpráva z měření kvality vnitřního prostředí a mikroklimatických parametrů ve školách. 2008, s. 10. ISSN závěrečná měření. Dostupné z WWW:

85

[3]

Tzb-info. Tzb-info [online]. 2001 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z WWW:

[4]

HAZUCHA, Juraj a Jan BÁRTA. Nucené větrání s možností rekuperace odpadního tepla v objektech pro vzdělávání. Nucené větrání s možností rekuperace odpadního tepla v objektech pro vzdělávání [online]. 2009 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z WWW:

86

C.19

Seznam příloh Výkres č.1 ……………………………. půdorys

1:50

Výkres č.2 ……………………………. řezy

1:50

Technický list č. 1……………………...VZT zařízení 1 Technický list č. 2……………………...VZT zařízení 2 Technický list č. 3……………………...VZT zařízení 3

87

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Recommend Documents