Vzduchotechnika v dobře izolovaných budovách
V energeticky úsporné budově je potřeba vytápění nízká, a proto může být uspokojena ventilačním vytápěním. Například v pasivní budově je maximální výkon potřebný pro vytápění 10 - 15 W/m
2 , což představuje 1,0-1,5 kW celkového výkonu potřebného na 100 m
2 ošetřené plochy. Tradiční topný systém založený na radiátorech nebo podlahovém vytápění již není nutný. Teplo se dodává pomocí ventilace.
Existují dvě hlavní alternativy:
- přiváděný vzduchu může být ohříván centrálně ihned po opuštění ventilačního stroje nebo
- samostatně pro každý pokoj, ve ventilačních terminálech.
První varianta vytváří vzduch o stejné teplotě pro každý pokoj. V druhém případě se může teplota vzduchu nastavit pro každý pokoj.
V energeticky úsporné budově, která má dobrou úroveň tepelné izolace obvodového pláště, lze dobré tepelné pohody dosáhnout při použití nižších úrovní pokojové teploty. Cíl teploty v pokoji ve fázi návrhu je obecně 20–21°C.
Podlahové vytápění je užitečné v prostoru koupelny, protože poskytuje pohodlí a umožňuje rychlé vysušení podlahy. Avšak teplota podlahy musí být nižší než u běžného podlahového vytápění, aby se zabránilo přehřátí. Teplota podlahy by měla být pouze o 1-3 ° C vyšší než teplota vzduchu. V ostatních místnostech je nutno se vyvarovat velkých ploch podlahového vytápění.
Vertikální teplotní rozdíl v místnosti musí být menší než 2 ° C mezi 0,1 m a 1,1 m, tj. mezi kotníkem a krkem sedící osoby.
Pasivní solární vytápění je součástí topného systému v pasivním domě. Teplota různých místností se liší vzhledem k solárnímu zatížení a vnitřnímu zatížení a podle toho se doporučuje i regulace teploty specificky pro pokoj. Doba vytápění pasivního domu je krátká ve srovnání s normálním domem. Solárním tepelným zatížením může dojít k přehřátí již v raném období jara. V důsledku toho může být užitečný obtok příjmu tepla, aby se zabránilo potřebě chlazení.
Návrh by vytvořit řešení chlazení z pasivních prostředků. Patří mezi ně stínování oken, noční chlazení pomocí ventilace a účinné větrání přes den (viz obrázek). Výměna vzduchu pro větrání se může provádět ze severní strany domu. Je možné použít zemní teplo pro předehřev čerstvého vzduchu v zimě a jeho chlazení v létě. Předehřev čerstvého vzduchu v zimě snižuje riziko chlazení spojené s příjmem ventilačního tepla a zvyšuje míru využití.
Okna se stínidly a stínidla pod okny jsou nejúčinnější pasivní metody.
Pozornost je třeba věnovat velikosti krbů při jejich výběru, protože potřeba topného výkonu pasivního domu je malá, měl by tepelný výkon krbu být také malý. Kapacita tepelné rezervy a tepelný výkon krbu jsou přímo srovnatelné s hmotou krbu.
Míra ventilace a rekuperace tepla
Stavební předpisy obvykle vyžadují minimální míru větrání v rozmezí 10-15 l/s na osobu, což je přibližně 1 l/s na m
2 v kancelářských budovách s normální hustotou osob a 0,5 výměny vzduchu za hodinu v obytných prostorách bytové zástavby.
Příklad míry ventilace pro kanceláře v závislosti na zatížení znečištěním ve třech kategoriích (CEN 1752)
| Kategorie |
Pouze osoby |
Nízkoemisní materiály |
Vysokoemisní materiály |
| |
l/sm2 |
l/sm2 |
l/sm2 |
| A |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
| B |
0.7 |
1.4 |
2.1 |
| C |
0.4 |
0.8 |
1.2 |
Při navrhování míry pro větrání se mohou použít koncentrace oxidu uhličitého jako náhrada za míru ventilace, ale jeho použití pro měření ventilace jsou nejisté, jelikož jeho ho koncentrace v budovách málokdy dosáhne ustáleného stavu kvůli změnám v obsazení, míře ventilace a koncentraci venkovního vzduchu. Ustálené hodnoty koncentrace oxidu uhličitého lze vypočítat z produkce CO2 0,00567 l/s na osobu v kancelářských budovách.
Hustota energie ve vyfukovaném vzduchu je vysoká a rekuperace tepla je nejhospodárnější způsob snižování energetických a provozních nákladů na větrání. Rekuperace tepla se stává snadnější při vysokém proudění vzduchu a nízkých venkovních teplotách. Mezní hodnoty mohou být nastaveny na minimální účinnost rekuperace tepla a velikost systému na úpravu vzduchu, kde se používá rekuperace tepla. Dnes stavební předpisy vyžadují roční míru úspory v rozmezí 30-40%. Pro pasivní budovu se vyžaduje roční míra úspory minimálně 75%. Moderní výměníky mohou dosáhnout míru rekuperace až 90% s ohledem na tyto tepelné ztráty. Nicméně v chladných klimatických podmínkách je míra úspory snížena z důvodu nutnosti odstraňování ledu z jednotky výměníku tepla.
Sání čerstvého vzduchu může být předehříváno před vstupem do příjmu tepla, aby se zabránilo zamrznutí výměníku tepla. Zemní výměník tepla pro předehřívání přiváděného vzduchu snižuje nebo dokonce eliminuje poptávku po odmrazování. Podzemní výměník teplého vzduchu se nedoporučuje v chladných klimatických podmínkách kvůli případné kondenzaci vlhkosti a hygienickým problémům. Systém zemních smyček s tepelným výměníkem pro předehřev čerstvého vzduchu byl úspěšně testován v pilotní pasivní budově PAROC.
Zemní teplo nebo chlad může být výhodou pro použití kapaliny obíhající v zemním potrubí, v kterémžto případě systém obsahuje výměník tepla, čerpadlo a vrtanou studnu nebo podzemní potrubí. Nutný výkon pro předehřev nebo chlazení určuje délku potrubí nebo hloubku studny. Podzemní horizontální potrubí vyrábí 10-20 W/m topného výkonu.
Izolace vzduchotechniky
V dnešních vzduchotěsných, nízkoenergetických domech se systémy vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) stávají stále důležitější. Vyhřívaný a chlazený vzduch a vody musí udržovat teplotu, dokud nedosáhne zamýšleného cíle; jakékoli nežádoucí tepelné ztráty se musí odvětrat, což vytváří další spotřebu energie.
Proto je důležité podívat se nejen na koncovou teplotu, ale i na tepelné ztráty. I když nastane velmi malá změna konečné teploty, tepelná ztráta je stále významná.
Příklad výpočtu:
Teplota a tepelné ztráty ve vzduchotechnickém potrubí
| Rozměr: |
315 mm |
| Délka: |
30 mm |
| Teplota vzduchu: |
20°C |
| Rychlost vzduchu: |
3 m/s |
| Okolní teplota: |
6°C |
| Tloušťka izolace |
Tepelná ztráta , W |
Konečná teplota, °C |
| Bez izolace |
2607 |
12.9 |
| 80 mm |
226 |
19.3 |
| 150 mm |
143 |
19.5 |
Trubky jsou nedílnou součástí vzduchotechnických zařízení a musí být izolovány kvůli snížení spotřeby energie a provozních nákladů. Tepelná izolace je nutná pro udržování teploty vody v potrubí ve správném rozmezí.
Příklad výpočtu: Tepelná ztráta v teplovodním potrubí
Trubky jsou nedílnou součástí vzduchotechnických zařízení a musí být izolovány kvůli snížení spotřeby energie a provozních nákladů. Tepelná izolace je nutná pro udržování teploty vody v potrubí ve správném rozmezí.
| Rozměr potrubí:: |
22 mm |
| Teplota vody: |
55°C |
| Okolní teplota: |
20°C |
| Izolace |
λ hodnota W/m°C |
Tloušťka izolace |
Tepelná ztráta, W/m |
Tepelná ztráta,
kWh /m, rok |
| Bez izolace |
- |
0 mm |
40 |
350 |
| PAROC Hvac Section |
0.035 |
20 mm |
6.0 |
52 |
| PAROC Hvac Section |
0.035 |
40 mm |
4.5 |
39 |
| PAROC Hvac Section |
0.035 |
60 mm |
3.8 |
33 |
Studená zařízení také potřebují dostatečnou izolaci, jak pro zabránění kondenzaci, tak pro snížení nákladů. Obecně platí, že je třikrát dražší snížit teplotu o jeden stupeň v porovnání se zvýšením teploty o jeden stupeň.
Je zde také zdravotní aspekt udržování teploty na správné úrovni. Pokud teplota teplé vody klesne příliš mnoho, je zde zvýšené riziko šíření chorob (např. horečka Pontiac nebo legionářská nemoc) přes teplou vodu. Bakteriím se daří při teplotách mezi 25-45°C, nejlépe při 35°C.
Použijte výpočtový program Paroc (odkaz), abyste viděli, jakou izolaci váš projekt potřebuje.