Zpracovatelé PENB si všimnou, že v některých přípradech navrhované opatření instalace nuceného větrání s rekuperací nemá energeticky úsporný efekt nebo má menší, než by očekávali. Čím je to způsobeno?

RD je např. typu "bungalow" s nevytápěnou půdou. Čistý objem vzduchu v obytné (vytápěné) části je např. Vint= 631,3 m3. Požadavek na výměnu vzduchu byl ve výpočtu zadán Vnd= 0,30 1/h...čili.....Vnd = 631,3 * 0,30 = 189,4 m3/h. Všechny obalové  konstrukce jsou navrženy na doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla dle ČSN 73 0540-2, stínění výplní není uvažováno. Činitel infiltrace na základě expozice povětrnostním vlivům pro výpočet objemu vzduchu měněného v důsledku netěsností obálky budovy uvažován e=0,07.

Zde ještě něco málo z teorie:
Hodnota n50 uvádí násobnosti výměny vzduchu skrz nětěsnosti v obálce budovy při tlakovém rozdílu 50 Pa. Tento tlakový rozdíl není přirozený, takže v žádném případě nelze tuto hodnotu přímo porovnávat např. s požadavkem na objem větrání stanovený násobností výměny vzduchu. Porovnat lze po převedení na přirozený tlakový rozdíl. Objem nežádoucí infiltrace (výměny vzduchu) vlivem hodnoty n50 se stanoví podle vzorce:


Hrubě lze také pro první představu o velikosti infiltrace při přirozeném tlakovém rozdílu podělit hodnotu n50 hodnotou 20. Toto je však velmi hrubý empirický odhad, vycházející z praxe. Ve výpočtech aplikace ENERGETIKA se uvažuje vždy se vzorcem uvedeným výše.

Nyní si představme tento objekt nejprve s přirozeným větráním v několika variantách vzdchotěsnosti obálky (n50) vytápěné části budovy.  Na grafu níže je uvedena závislost  potřeby tepla na vytápění při přirozeném větrání pro různé hodnoty n50:

Z čistě energetického hlediska je "jedno", kudy se čestvý vzduch při přirozeném větráním do objektu dostane a kdo nebo co zapřičiní jeho výměnu (infiltrace skrz funkční spáry výplní, "trhlina ve zdi" apod.).  Sledujeme jen měněný objem, který musíme v otopné sezóně ohřát na požadovanou teplotu. Z toho důvodu do doby, kdy objem výpočtené infiltrace Vinf na základě hodnoty n50 a činitele e nepřekročí požadovanou výměnu vzduchu Vnd nemá výše infiltrace vliv na potřebu tepla na vytápění. Do výpočtu vstupuje vždy maximální hodnota z požadavku na výměnu vzduchu a z vypočtené infiltrace. Pokud je infiltrace větší než požadavek na větrání, tak je naprosto logické, že tento měněný vzduchu "navíc" musíme také ohřát na požadovanou teplotu v interiéru,  protože se do interiéru dostane vlivem nadměrné vzduchové netěsnosti obálky budovy, nad kterou nemá uživatel objektu kontrolu. Z vyše uvedeného také vyplývá odpověď na častou otázku:  "Měním hodnotu n50 a výsledek potřeby tepla na vytápění je stále stejný. Kde je chyba?". Chyba to není ..... do doby Vinf < Vnd, zadaná hodnota n50 nemá skutečně vliv na potřebu tepla na vytápění a výpočet se nemění. (viz předchozí článek v technické  knihovně: zde)

Nyní si představme tento objekt s nuceným větráním bez rekuperace se stejnými variantami vzduchotěsnosti obálky (n50) vytápěné části budovy (uvažujeme rovnotlakou VZT jednotku).

Poznámka: Aby platil výše uvedený vzorec pro výpočet objemu infiltrace Vinf i pro nucené větrání, záměrně jsme zvolili rovnotlaké nucené větrání, což je u nuceného větrání obytných budov převažující způsob. Při přetlakovém nebo podtlakovém  nuceném větrání je vzorec pro výpočet Vinf "složitější" (při Vsup=Vex - rovnotlaké větrání se vzorec reduje na tvar uvedený výše): Vinf = (Vint *n50 * e) / (1+ f/e * [(Vsup - Vex) / (Vint * n50)]^2).

Nyní si představme tento objekt s nuceným větráním s rekuperací se stejnými variantami vzduchotěsnosti obálky (n50) vytápěné části budovy (uvažujeme rovnotlakou VZT jednotku s průměrnou sezónní účinností rekuperace např. 75%)

Nucené větrání z hlediska požadavku na výměnu vzduchu má tu výhodu, že VZT zařízení dopravuje přesně takový objem  vzduchu do budovy popř. zóny, který si nastavíme dle požadavku projektu, resp. profilu užívání. Z toho plyne základní důsledek: ostatní výměna vzduchu, nad kterou nemá uživatel kontrolu=infiltrace je nežádoucí! Pokud k ní při nuceném větrání dochází, navyšujeme zbytečně výměnu vzduchu nad rámec požadavku, který musíme také ohřát (nutný zvýšený tepelný výkon ohřívače VZT jednotky -> vyšší teplota ohřívaného vzduchu přiváděného do zóny z VZT zařízení nebo větší množství recirkulovaného vzduchu nebo nutnost kombinace s dalším  systémem vytápění - vše na základě posouzení komfortu užívání apod.). Důsledek je jasný: vyšší potřeba tepla na vytápění popř. i vyšší spotřeba elektřiny na nucené větrání v případě nutnosti využít recirkalci pro přenesení potřebného tepelného výkonu. Z toho důvodu jakýkoliv objem výpočtené infiltrace Vinf na základě hodnoty n50 a činitele e vstupuje u nuceného větrání vždy do výpočtu a ovlivňuje, resp. navyšuje potřebu tepla na vytápění. Kalkulovat z hlediska přívodu čerstvého vzduchu do zóny s tím, že část se do zóny dostane nežádoucí infiltrací a o tuto část snížit objem požadovaného větraného vzduchu VZT není smysluplné. Investice do nuceného větrání by tím ztrácela smysl.

Při nuceném větrání s rekuperací je tento princip ještě patrnější. Pokud chceme instalací nuceného větrání s rekuperací dosáhnout maximální ekonomickou efektivitu, je nutno celý požadovaný objem větrání zajistit VZT jednotkou, tedy přes rekuperační výměník. Jakýkoliv další nežádoucí měněný vzduch vlivem infiltrace bychom museli také ohřát, a navíc bychom pro tento vzduch nedokázali využít výhodu rekuperace, protože neproudí skrz rekuperační výměník, resp. skrz VZT jednotku. Z vyše uvedeného také vyplývá odpověď na častou otázku:  "Prověřoval jsem jako úsporné opatření instlaci nuceného větrání s rekuperací. Po výpočtu se potřeba tepla na vytápění nesnížila v takové míře dle očekávání nebo zůstavá cca "stejná" nebo dokonce se zvýšila. Kde je chyba? Výpočet na zadání rekuperace nereaguje!". Chyba to není a výpočet na zadání rekuperace reaguje ..... v tomto případě velmi záleží na zadané hodnotě n50 v původním stavu objektu před opatřením a n50 po opatření.  Jelikož u nuceného větrání vstupuje do výpočtu n50 vždy na rozdíl od přirozeného větrání, může se stát dle výpočtené výše Vinf, že skutečně potřeba tepla na vytápění v novém stavu s navrženým nuceným větráním s rekuperací bude dokonce vyšší, než v původním stavu jen s přirozeným větráním. Vinf (nežádoucí infiltrace) u nuceného větrání v takovém případě snižuje nebo dokonce převýší přínos rekuperace.

Co říká norma?

• Proto také ČSN 73 0540-2 v kapitole 7 "Šíření vzduchu konstrukcí a budovou" doporučuje těsnost obálky budovy, resp. hodnoty n50 na základě použitého typu větrání.

• Proto také NZÚ v oblasti podpory B (podpora novostaveb RD) vyžaduje hodnotu n50=0,60 1/h nikoliv jenom jako projektový předpoklad, ale i potvrzení této hodnoty měřením blower-door  testem po realizaci. A je tím podmíněno i přiznání dotace.  Podpora novostaveb RD v oblasti podpory B se totiž neobejde bez instalace nuceného větrání s rekuperací.
  

Závěr:

Níže na grafu je uvedeno porovnání výsledné potřeby tepla na vytápění pro tento RD pro různé typy větrání v závislosti na vzduchotěsnosti obálky budovy (n50). Z porovnání je patrné, že v tomto případě nad n50=3,0 1/h instalace nuceného vatrání s rekuperací nemá praktický energeticky úsporný efekt oproti původnímu přirozenému větrání (porovnáváme jen potřebu tepla na vytápění).