Pri nízkoenergetickom dome zvážte vetranie s rekuperáciou

07.05.2013  |     

Príroda nás čoraz viac drží pod krkom. Zdroje energie sa míňajú a my pomaly, ale iste nabiehame na šetriaci režim. Začali sme zatepľovať steny a staré okná vymieňať za nové, tesnejšie. Zbavili sme sa všetkého, čo sme považovali za zlé, a tu vyvstal nový problém: to, čo predtým zabezpečovali netesnosti okien a fasády, teda priebežné prevetrávanie interiéru, nám začína chýbať.

 
Nedostatočne vetraný interiér je zdrojom zdravotných problémov, minimalizovaním tepelných strát objektu dochádza k problémom s vyregulovaním klasických vykurovacích sústav a v lete vplyvom tepelných ziskov k prehrievaniu interiéru.
 

Nevetranie škodí zdraviu

Aby sme získali hygienicky potrebné množstvo čerstvého vzduchu v miestnosti, mali by sme raz za hodinu vymeniť polovicu objemu vzduchu v nej. Pri nedostatočnom vetraní ale začne stúpať vlhkosť. Na to, aby nám nevysychali sliznice, hygienici odporúčajú vlhkosť vzduchu 35 až 60 %. Nepríjemné je, že takáto úroveň relatívnej vlhkosti vzduchu sa spravidla stáva príčinou vzniku plesní – chladné a nevetrané kúty, ale aj ostenia a nadpražia zakvitnú čiernou kvetenou. A tá môže spôsobiť nevoľnosť, zvýšenú chorobnosť a alergie. Optimálna relatívna vlhkosť v interiéri je 38 až 45 %. Ak prekročí 60 %, oproti optimu sa až dvojnásobne zvyšuje množstvo mikroorganizmov prežívajúcich vo vzduchu. Keď zasa relatívna vlhkosť príliš klesne, rozmnožia sa roztoče a narastá riziko výskytu alergií. V nevetranom interiéri sa zvyšuje aj množstvo prachu, čo je príčinou vzniku astmy. Rastie podiel CO2, obťažujúcich zápachov z varenia, fajčenia či rôznych biologicky nutných ľudských činností, môže sa hromadiť radón a formaldehydy. Možnosťou, ako znížiť prevádzkovú energetickú náročnosť stavieb, a pritom skvalitniť ich vnútornú mikroklímu, je nútené vetranie s rekuperáciou v kombinácii s cirkulačným teplovzdušným systémom. 
 
Energia na pohon tepelného čerpadla sa musí vyrobiť v elektrárni. Celková záťaž životného prostredia je potom asi 2,5-krát väčšia ako pri kúrení plynom. Ak však nemáte možnosť napojiť sa na plyn, je variant s tepelným čerpadlom šetrnejší než kúrenie elektrinou.

Kadiaľ teplo uniká

Existujú tri spôsoby tepelných strát objektov. Prvým a obvykle tým najzávažnejším sú straty cez obvodový plášť. Druhý tvoria straty cez netesnosti objektu. Poslednou zložkou vytvárajúcou tepelné straty objektu je vetranie. Pri nízkoenergetických a pasívnych objektoch má vetranie dokonca ten najväčší podiel na celkových tepelných stratách. Už filozofia takýchto domov napovedá, že je nutné takúto tepelnú stratu nejakým spôsobom riadiť a znižovať. Preto sa pristúpilo k systémom riadeného vetrania s rekuperáciou (ďalším využitím) tepla. Ide o nepretržité vetranie bez otvárania okien a s minimálnou tepelnou stratou. Tento spôsob vetrania však nie je doménou len nízkoenergetických objektov. Dá sa využiť všade a jeho prínos pre zdravé bývanie nie je o nič menší. Samozrejme, ak porovnáme spotrebu energie na vykurovanie v nezateplenom objekte s úsporou tepla rekuperáciou, ide o relatívne malý zisk, ale aj ten sa počíta a je rovnaký ako v energeticky pasívnych domoch. 
Bez ohľadu na to, či je objekt zateplený a utesnený viac či menej, na pokrytie tepelných strát obvodovým plášťom potrebujeme v našich zemepisných šírkach zdroj tepelnej energie. Máme na výber od kotlov plynových cez elektrické až po peletkové, a ak vás nadchla myšlienka zdravého a na energiu nenáročného bývania, môžete využiť tepelné čerpadlo.
 
Treba upozorniť, že núteným vetraním s rekuperáciou nemôžete celoročne ani kúriť, ani chladiť. Je nutné viac či menej (v závislosti od typu objektu) zapojiť aj technológie na vykurovanie a chladenie a na minimalizáciu tepelných ziskov využívať rôzne tieniace prvky
 

Vetranie predhriatym vzduchom 

Princíp vetrania s rekuperáciou znie veľmi jednoducho, aj keď samotná technológia je trocha zložitejšia. Otvorom vo fasáde sa cez nasávaciu mriežku do objektu privádza čerstvý vzduch. Pomocou filtrov sa zbaví prachu, peľu a mikroorganizmov a privedie sa do rekuperátora. Rovnako veľký objem vzduchu sa z kuchyne, kúpeľne a WC odvádza a tiež smeruje do rekuperátora. Tu sa z neho odčerpá teplo a takýto vydýchaný, zasmradený a olúpený o tepelnú energiu ho môžeme vrátiť do prírody. Čerstvý vzduch si v rekuperátore prevezme od toho znečisteného prevažnú časť tepelnej energie a pomocou rozvodov v podlahách či pod stropom sa privádza do obývačiek a spální. Pritom ale nedochádza k žiadnemu premiešaniu privádzaného a odvádzaného vzduchu, ba ani k preneseniu pachov. Oba prúdy vzduchu sú poháňané ventilátormi s veľmi nízkym energetickým príkonom a zabezpečujú primeranú výmenu vzduchu v byte. Čerstvý vzduch sa môže privádzať buď priamo zvonku, alebo cez zemný, prípadne soľankový výmenník, čo zároveň v zime ochráni rekuperátor pred zamŕzaním. Je pritom výhodné riešiť vetrací systém spolu s cirkulačným teplovzdušným systémom (dvojzónové vetranie a vykurovanie), kde intenzitu vetrania automaticky riadia snímače vlhkosti a CO2, nezávisle od vykurovania.

Čo to znamená pre stavbu?

Privádzaný vzduch sa rozdeľuje do privetrávacej zóny (obývačka, spálne) cez rozvody v podlahách alebo pod stropom. Vzduch potom prúdi interiérom popod bezprahové dvere cez prechodnú zónu (chodba) do miestností odvetrávanej zóny (kuchyňa, WC alebo kúpeľňa). Tam sa znečistený odsáva cez nasávacie štrbiny (pod stropom alebo v sadrokartónových podhľadoch) a odvetrávacím systémom cez tepelný výmenník – rekuperátor sa vyvedie von. Vetracia jednotka môže mať miesto v technickej miestnosti alebo šatni, výhodné je umiestniť ju pod stropom napríklad na WC. Rozvody čerstvého vzduchu sa inštalujú podľa možností stavby buď v podlahách, alebo pod stropom. Pri inštaláciách v nezateplenom podkroví hrozí zamŕzanie jednotky a ochladzovanie rozvodov systému vzduchotechniky. Nasávanie čerstvého a vyfukovanie odpadového vzduchu sa bežne umiestňuje do protidažďových žalúzií na fasáde domu, pri viacpodlažných budovách do centrálnych stúpačiek. Odporúča sa rozvody vzduchu raz za tri až päť rokov vyčistiť. Najlepšie je zavolať si na to špecializovanú firmu, aj keď v rodinnom dome to zvládne aj šikovnejší užívateľ.

Zemný verzus soľankový

Na ďalšie zníženie energetickej náročnosti vetrania sa zvyčajne inštalujú tzv. zemné výmenníky tepla (inak zemné registre alebo kolektory), ktorými sa vo vykurovacom období privádzaný čerstvý vzduch ešte pred vstupom do rekuperátora predhrieva. Potláča sa tak riziko zamŕzania rekuperátora a zvyšuje sa teplota vzduchu privádzaného do interiéru. V lete sa, naopak, privádzaný vzduch v zemnom kolektore mierne ochladí. Princíp je založený na skutočnosti, že v hĺbke 1,2 až 2,0 m pod zemou je celoročne konštantná teplota okolo 8 až 15 °C. Zemný výmenník sa skladá z nasávacej šachty s filtrom proti prachu, hmyzu a rôznym nečistotám z podzemného vedenia, ktoré vyúsťuje do rekuperátora. V podzemných rozvodoch studený zimný nasávaný vzduch preberá časť tepelnej energie zeme, teplý letný ju tu zasa odovzdá. Preto v zime do rekuperátora prichádza vzduch s teplotou nad 0 °C aj napriek tomu, že vonku mrzne. Znie to jednoducho, ale na správne fungovanie zemného výmenníka je potrebné dodržať množstvo veľmi dôležitých konštrukčných zásad. Potrubie, ktorým sa privádza vzduch, musí mať zvýšenú tepelnú vodivosť, hladký vnútorný povrch (aj v spojoch) s antibakteriálnou a antistatickou úpravou, vysokú kruhovú tuhosť a, samozrejme, musí byť vodotesné a plynotesné. Nie je jedno, v akej zemine je uložené, lebo nie každá má rovnaké tepelnoizolačné vlastnosti. Ideálne sú íly a ílovité zeminy. Dĺžka rozvodov je závislá od množstva faktorov a môže sa pohybovať niekde medzi dvadsiatimi až sto metrami. Je dobré minimalizovať počet ohybov, vzhľadom na nutnosť pravidelného čistenia (1- až 2-krát ročne). Pretože (najmä v lete) v potrubí kondenzuje vodná para, je dôležité dodržať minimálne dvojpercentný spád a kondenzát odvádzať preč. V opačnom prípade sa nahromadená voda v tmavom a teplom prostredí zemného výmenníka stane zdrojom choroboplodných zárodkov a hnilobného zápachu šíriaceho sa po celom dome. Konštrukčné chyby zemného kolektora väčšinou nie je možné dodatočne odstrániť a finančne náročné zariadenie sa musí úplne vyradiť z prevádzky. Navyše, energetické zisky z prevádzky zemného kolektora v kombinácii so vzduchotechnickým systémom s rekuperáciou nie sú veľmi výrazné a ani zďaleka nepokryjú náklady na jeho realizáciu. Pre hygienické riziká, ktoré so sebou nesie, sa zemný kolektor v poslednom čase nahrádza soľankovým vzduchovým tepelným výmenníkom. Princíp fungovania je veľmi podobný, v uzavretom okruhu v zemi však neprúdi priamo privádzaný vzduch, ale cirkuluje tu teplonosné médium (soľanka). Vďaka tomu nedochádza k hygienickým problémom so vzduchom ako v prípade klasického zemného kolektora. Soľanka potom odovzdáva svoju tepelnú energiu čerstvému vzduchu v malom výmenníku ešte pred ventilačným systémom. 
 
Účinnosť rekuperácie sa pohybuje medzi 30 až 95 %, pričom viac ako 60 % je dobrá účinnosť a viac ako 80 % špičková. Dnes už bežne dosahujú rekuperačné výmenníky účinnosť až 90 %. V takomto prípade odpadový vzduch z domu s teplotou 22 °C dokáže predhriať čerstvý vzduch s teplotou –5 °C až na +20 °C. Rekuperácia je teda významnou súčasťou vzduchotechnického (VZT) systému. Dokáže znížiť množstvo energie, ktorá je potrebná na dohriatie čerstvého vzduchu na teplotu požadovanú v interiéri, sama však vykurovať nedokáže. To už musí zaistiť vykurovacia sústava. Pri riadenom vetraní využívajúcom rekuperáciu sa dá ušetriť v nízkoenergetickom objekte 20 až 25 % celkových nákladov na vykurovanie, pretože sa neohrieva privádzaný čerstvý vzduch z vonkajšej teploty, ale dohrieva sa iba teplotný rozdiel medzi interiérom a exteriérovým vzduchom predhriatym rekuperáciou. Pritom na prevádzku malej vetracej jednotky v byte je potrebných asi 250 kWh/rok, z toho v zime asi 150 kWh. Úspora energie využitím rekuperátora je za vykurovaciu sezónu okolo 1 700 až 2 200 kWh. 

Letné opatrenia

V objektoch s nízkoenergetickým či pasívnym štandardom je možné udržiavať vnútornú teplotu na príjemných hodnotách aj v horúcom lete, pričom použitie energeticky náročnejšej klimatizácie nie je nutné. Kvalitné rekuperačné systémy majú zabudovanú tzv. bajpasovú klapku, ktorá sa uplatňuje pri nočnom vetraní v lete, keď chladnejší vonkajší vzduch môže znižovať teplotu v prehriatom interiéri. Vtedy klapka automaticky otvorí kanál, ktorým vonkajší vzduch obchádza rekuperátor a bez ohriatia sa privádza priamo do miestností. Počas dňa možno do miestností privádzať vzduch schladený v rekuperačnom výmenníku odvádzaným chladnejším vzduchom z interiéru, prípadne využiť možnosti zemného či kvapalinového (soľankového) výmenníka. Toto však neplatí pri štandardných objektoch, kde tepelné zisky vysoko prekračujú chladiace schopnosti ventilačného systému. Netreba si preto zamieňať nútené vetranie s chladením. Pri takýchto prípadoch je tu možnosť prepojiť rekuperačnú vzduchotechnickú jednotku s klimatizačným zariadením. Vtedy je výhodou, ak sú obidve zariadenia jednej značky. Jednoduchosť ich prepojenia zaistí, že celý systém sa bude dať ovládať jediným centrálnym ovládačom. Vetranie sa tak môže riadiť automaticky zapnutím klimatizácie. 
 

Špeciálne riešenie nielen na špeciálne situácie

Nútené vetranie s rekuperáciou samo osebe nie je lacný špás. Je potrebné už počas prípravy projektu nového domu alebo rekonštrukcie staršieho uvažovať o tom, či chcete len vetrať, alebo zvolíte teplovzdušné vykurovanie, napríklad so zapojením tepelného čerpadla. Tomu treba prispôsobiť aj riešenie celého obvodového plášťa budovy. Potom sa nútené vetranie s rekuperáciou môže stať súčasťou systému, ktorý zabezpečí vykurovanie, prípravu teplej vody, prípadne využitie slnečnej energie a tepla z kozuba. Investícia sa tak stáva znesiteľná, s prihliadnutím na následnú ekonomickú a ekologickú prevádzku dokonca výhodnejšia ako pri klasickom riešení. Rovnotlakové vetranie s rekuperáciou ale môže mať svoj význam v každom objekte, bez ohľadu na kvalitu jeho obvodových konštrukcií a ostatné použité technológie. Hlučné a znečistené prostredie v mestách, problémy s alergiami (aj v dôsledku nedostatočného vetrania) či rastúce ceny energie nás čoraz viac nútia premýšľať o tomto úspornom spôsobe vetrania ako o riešení, do ktorého nás tlačí situácia. Môžeme ho teda považovať za systém blízkej budúcnosti.


Text: Ing. Nora Škripcová, odborná spolupráce Martin Jindrák, Atrea
Foto: Atrea, Knauf Insulation, thinkstock.com
Zdroj: Všetko o stavbe a prevádzke domu JAGA GROUP

Mohlo by vás tiež zaujímať:

Foto dňa

Jednopodlažný pasívny dom odkazuje na typické vidiecke osídlenia

Mojdom.sk  odporúča

Najnovšie príspevky