Tepelná čerpadla, rekuperace a solární energie v paneláku0

Větrání a rekuperace v panelovém domě

Plánujete rekonstrukci panelového domu? Chcete začít šetřit energii? Jaké jsou možnosti úsporného větrání, vytápění a ohřevu vody v panelových domech? Vyplatí se vytápět tepelnými čerpadly a vodu ohřívat prostřednictvím solárních kolektorů?

Snižování energetické náročnosti budov se nevyhnulo ani panelákům. A nejde jen o jejich zateplování nebo výměnu oken. Také v panelovém domě je možné využívat obnovitelné zdroje energie a snížit tak jejich energetickou náročnost. Podívejte se, jaké jsou možnosti moderního a úsporného větrání, vytápění nebo ohřevu vody v paneláku.

„Rekuperace je sice řešení nejdražší, složité při instalaci, nicméně splňuje všechny požadavky na kvalitu vnitřního prostředí.“

Problematika bytového větrání je v současné době velmi aktuálním tématem. Současný trend ukazuje, že bez nuceného či hybridního větrání se v budoucnu neobejdeme. Při běžných rekonstrukcích panelových domů je v dnešní době pozornost věnována pouze snižování tepelných ztrát obálkou budovy, což v praxi znamená aplikaci dodatečných zateplovacích systémů a výměnu oken za nová, která jsou zcela těsná. Důsledkem je naprosté omezení výměny vzduchu v bytech, což má dopady nejen zdravotní, ale vede i k poruchám stavebních konstrukcí. Nedostatečným větráním se zvyšuje vlhkost v bytech vznikající lidskou aktivitou, objevují se plísně, roste koncentrace CO² a dalších škodlivin a spalin v interiéru.

Původní systém větrání panelových domů byl založen na centrálním odtahu znečištěného vzduchu z kuchyní, WC a koupelen pomocí centrálních ventilátorů umístěných na střeše objektu. Tyto ventilátory měly ovšem vysokou spotřebu energie a hlučnost, a proto byly často nahrazeny samostatnými ventilátory pro každý byt umístěnými na potrubí z jednotlivých bytů do centrální šachty. Nevýhodou tohoto systému je nežádoucí šíření odérů mezi byty. Při návrhu tohoto způsobu větrání se navíc počítalo s tím, že odváděný vzduch je nahrazován stejným objemem vzduchu přiváděného okny, což však už po výměně oken nemusí platit. Dalším problémem je technický stav větracího zařízení, které je dnes již v řadě panelových domů zastaralé a nefunkční.

Přirozené a nucené větrání

V současnosti je základním typem větrání tzv. přirozené větrání, při kterém je výměna vzduchu zajištěna okny. Přirozené větrání probíhá v panelových domech infiltrací okenními spárami, provětráváním a šachtovým větráním. Instalací nových těsných oken se stává výměna vzduchu infiltrací naprosto nedostačující a je třeba často místnost provětrávat okny. Nevýhodou přirozeného větrání je jeho značná závislost jak na vnějších klimatických podmínkách, tak na lidském faktoru. Často se tak stává, že je množství větracího vzduchu nedostatečné a kvalita vzduchu nevyhovující, nebo je naopak přebytek větrání, což způsobuje energetické plýtvání.

Dalším řešením je použití nuceného nebo hybridního systému větrání. Na trhu existuje celá řada systémů větrání, které mohou, ale také nemusí uspokojit naše potřeby, zejména pokud preferujeme ekonomickou stránku věci. Oproti přirozenému větrání šetří nucené větrání obyvatelům náklady na vytápění, protože přivádí jen takové množství vzduchu, které je aktuálně nutné. Množství přiváděného vzduchu lze regulovat na základě přítomnosti osob, koncentrace škodlivin měřené čidly CO₂, vlhkosti či pomocí časových spínačů. Jedná se však o poměrně náročnou investici.

U nuceného větrání lze navíc využít rekuperace tepla, tj. využít teplého vzduchu odváděného ven z bytů k předehřevu čerstvého studeného vzduchu přiváděného do bytů z venkovního prostředí. Oproti přirozenému větrání tak lze dosáhnout energetické úspory, jelikož do místnosti bude přiváděn vzduch o vyšší než venkovní teplotě (na rozdíl od přirozeného větrání) a radiátory tak nebudou muset ohřívat tak studený vzduch.

Schéma zapojení lokální (vlevo) a centrální (vpravo) rekuperační jednotky. Zdroj: EkoWATT

Centrální versus lokální systémy větrání

U stavebních konstrukcí s vyšší průvzdušností je možné efektivní větrání zajistit například lokálními systémy s individuálně nainstalovanými odtahovými ventilátory v jednotlivých bytových jednotkách. Tyto ventilátory je možné ovládat zmíněnými čidly. Nevýhodou těchto systémů je, že ventilátor jako zdroj hluku je instalován přímo v obytných prostorech. Další nevýhodou je možnost pronikání pachů mezi jednotlivými bytovými jednotkami a většinou velmi nízká účinnost levných axiálních ventilátorů, které se běžně prodávají v obchodech.

Pro bytové domy je vhodnějším řešením instalace podtlakového centrálního systému větrání. V případě centrálních systémů je větrání určité skupiny bytů řešeno společně – centrálně. To znamená, že například vzduch z bytů, které sousedí s jednou instalační šachtou po celé výšce objektu, je odsáván pomocí jednoho ventilátoru umístěného na vyústění této šachty na střeše. Střešní ventilátory těchto systémů pracují v mírném podtlaku, který zabraňuje pronikání pachů mezi jednotlivými bytovými jednotkami.

Intenzita větrání se automaticky přizpůsobuje skutečné potřebě, která je dána otevíráním elektronicky ovládaných ventilů v jednotlivých bytech podle momentální potřeby. V porovnání s individuálně nainstalovanými axiálními ventilátory jsou inteligentní centrální systémy energeticky mnohem méně náročné a zdroj hluku je výhodně umístěn mimo obytné prostory.

Centrální podtlakové větrání je investičně levnější než systémy s rekuperací tepla. Pořizovací cena se pohybuje v rozmezí 300 až 600 Kč/m² podlahové plochy bytů, avšak po jeho aplikaci nelze očekávat žádnou úsporu provozních nákladů. Výhodou tohoto systému stejně jako všech následujících konceptů větrání je trvalé zajištění kvalitního vnitřního prostředí.

Přívodní přivětrávací mřížky

Jedním z možných opatření k zajištění přívodu optimálního množství vzduchu do bytu je instalace dodatečných okenních přívodních přivětrávacích mřížek, které by však měly být srovnatelně kvalitní jako vlastní okno. Musejí zabezpečit dostatečný akustický a tepelně-izolační komfort s minimalizací kondenzace a ochranou proti nárazovému a silnému větru, ideálně s automatickou regulací napojenou na příslušná ovládací čidla nebo vypínače. Pokud ovšem vznikne od oken průvan, uživatelé tyto dodatečné infiltrační otvory ucpávají a vracejí se k původnímu stavu s přirozeným větráním.

Nucené větrání s rekuperací

Jediným zatím známým opatřením, které řeší výše uvedené nevýhody, je nucené rovnotlaké větrání s centrálním nebo lokálním přívodem vzduchu a zpětným získáváním tepla z odpadního vzduchu, tedy rekuperací. Množství přiváděného i odváděného vzduchu je v těchto systémech stejné (rovnotlaký systém) a je regulováno přesně dle aktuální potřeby čerstvého vzduchu pomocí čidel. To je možné díky tomu, že vzduch je do místnosti přiváděn a odváděn vzduchotechnickým potrubím a okna není třeba otevírat.

Rekuperační jednotka v centrálním systému s rekuperací může být umístěna v technickém podlaží nebo na střeše, odkud jsou provedeny rozvody po objektu. Přívodní i odvodní potrubí je vedeno stoupacím potrubím v bytových jádrech. Tento systém je tedy vhodné aplikovat v panelových domech, které mají centrální šachtu vybavenou dvěma vzduchotechnickými průduchy o dostatečném průměru, z nichž jedna slouží pro odtah z kuchyní a druhá ze sociálního zařízení.

V některých případech hygienické předpisy umožňují výměnu odtahového zařízení v kuchyních za cirkulační digestoře s uhlíkovým filtrem. Jedno potrubí je pak možno v novém systému větrání s rekuperací použít jako přívodní, druhé jako odtahové. Další možnou instalací je vedení přívodního a odpadního potrubí přímo z fasády objektu. Zatím nejběžnějším systémem nuceného větrání s rekuperací tepla je systém lokální rekuperace na úrovni jednotlivých bytů.

Decentralizované bytové jednotky zajišťují rovnotlakou výměnu vzduchu na základě podnětů čidel, nebo jsou ovládány manuálně při potřebě intenzivního provětrání. Nevýhodou těchto systémů je spotřeba elektřiny na pohon dvou ventilátorů, které jsou umístěny na přívodním a odtahovém potrubí. Velkou překážkou může být také poměrně náročná instalace tohoto systému. Částečné vyvložkování starých centrálních vzduchových potrubí není zdaleka takovým problémem jako instalace řady rozváděcích prvků do vlastních bytů – je totiž třeba provrtat relativně velké otvory do vnitřních příček. Při využití šachty k přívodu i odvodu vzduchu lze očekávat investici v rozmezí 700 až 1 200 Kč/m² podlahové plochy bytů v závislosti na velikosti bytu.

Rekuperace šetří teplo

Z hlediska spotřeby tepla na vytápění se jedná o nejlepší z popsaných řešení, jelikož na rozdíl od ostatních způsobů větrání šetříme teplo díky jeho rekuperaci. Vzhledem k vysoké investici lze instalací lokálních jednotek uspořit řádově stovky Kč na m2 podlahové plochy bytů pouze v lokalitách, kde je velmi vysoká cena tepla ze systému CZT (1 000 Kč/GJ).

Počáteční investice do centrální rekuperační jednotky je o něco nižší (600 až 900 Kč/m² podlahové plochy bytů) v porovnání s lokálními rekuperačními jednotkami, jelikož se rozdělí mezi větší počet bytů. Zároveň má centrální rekuperační jednotka v poměru k jednotlivým bytům nižší spotřebu elektrické energie než jednotlivé lokální rekuperační jednotky umístěné v každém bytě. Úsporu provozních nákladů v dlouhodobém horizontu lze při volbě centrální rekuperace očekávat také jen v lokalitách s vyšší cenou tepla (900 Kč/GJ a více), kde bude dosaženo vyšší úspory v porovnání s lokálními rekuperačními jednotkami, a to přibližně o 900 Kč/m2 podlahové plochy bytů.

Rekuperace je sice řešení nejdražší, složité při instalaci a zatím se vyplatí pouze v lokalitách s nejvyšší cenou tepla, nicméně splňuje všechny požadavky na kvalitu vnitřního prostředí. Jedná se o prvek, který zlepšuje komfort, stane se postupně standardem, avšak při dnešní ceně tepla od něj nelze ve většině případů očekávat návratnost vložené investice.

Ekonomicky nejvýhodnější variantou je centrální rekuperační jednotka, která má v přepočtu na byt nižší pořizovací cenu i roční provozní náklady. Naopak jednoznačně nevhodným způsobem větrání je podtlakový systém větrání s rotační hlavicí nesprávně nazývanou ventilační samotažná turbína. Tyto hlavice jsou kvůli svým výkonovým parametrům pro větrání vyšších budov, jakými jsou panelové domy, nevhodné. Původním záměrem výrobců těchto hlavic bylo zvýšení účinnosti provětrávání dvouplášťových střech, které mají obecně velmi nízkou tlakovou ztrátu. Naproti tomu v ČR se tyto hlavice prodávají zejména jako náhrada centrálních ventilátorů v systémech nuceného větrání panelových domů s velkou tlakovou ztrátou, kterou nejsou schopné tyto hlavice především za bezvětří překonat. Výměna vzduchu v bytech je pak zcela nevyhovující.

Článek vznikl jako výstup výzkumného projektu VAV-SP-3g5-221-07 – Komplexní rekonstrukce panelových domů v nízkoenergetickém standardu.

Autor: Redakce Nazeleno.cz

Více článků od autora