Revitalizace panelových domů a její dopad na bytové větrání

1. Stávající zajištění bytového větrání a jeho nedostatky

Přibližně od počátku druhé poloviny minulého století zaznamenáváme rozvoj výstavby panelových bytových domů. Větrané prostory jsou v nich zásadně situované v hloubce dispozice, kde je osazen zcela nový prvek - bytové jádro. U všech typů bytových jader (B2 až B10) se mohou prakticky vyskytovat jenom tři základní větrací soustavy, které všechny pracují jako podtlakové s přívodem vzduchu infiltrací z okolních místností a jsou montovatelné po jednotlivých podlažích a to:

• větrací systém horizontální - je vlastní jednomu z typů bytového jádra B-2
• větrací soustava s odváděcí šachtou - typu "SHUNT" je situován prakticky ve všech bytových jádrech B-3
• větrací soustava se dvěma odváděcími šachtami a horizontálními odbočkami - je osazená v bytových jádrech B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10.

Z uvedeného rámcového přehledu používaných bytových jader a jejich větracích soustav je patrné následující:

1. Soustavy pracují s velmi nerovnoměrnými výsledky.
2. Jejich regulovatelnost je velmi špatná.
3. Jejich účinnost je v řadě případů nedostatečná.
4. Dochází k šíření hluku větrací soustavou z jednoho podlaží do druhého. Hluk a chvění ventilátoru osazeného na střeše nad nejvyšším podlažím velmi obtěžuje uživatele bytu v nejvyšších podlažích.
5. Systémy se společnými ventilátory situovanými na střeše objektu jsou provozně-energeticky náročné a podílí se na snižování "intimity" bytových jednotek

Od soustav, majících splnit všechny požadavky, které zvyšují standard bydlení požadujeme, aby tyto plnily svůj účel po celý rok. To znamená, že chceme, aby byly účinné i v období, kdy se teploty venkovního vzduchu pohybují nad hodnotami teplot uvnitř větraných prostor bytu (období letní). Tento požadavek nemůže přirozené větrání zabezpečit. Dalším důvodem svědčícím proti přirozenému větrání je jeho malá funkční stabilita. Znamená to, že funkce může být rozvrácena v momentě změněné situace v provozu bytové jednotky. Touto můžeme považovat např. otevření oken či dveří, čímž se samozřejmě změní tlakové poměry v bytě a dojde k poruše funkce systému. Vzhledem k velmi malým tlakových diferencím při provozu větracích systémů s přirozeným větráním nelze ani dost dobře počítat s možností regulace soustavy. Toto jsou všechno důvodu proto, aby větrací systémy s přirozeným pohybem vzduchu v bytových stavbách nebyly doporučovány.

Pro regeneraci je prakticky možná pouze instalace zcela nového podtlakového systému. Jedná se o systém s přirozeným přívodem čerstvého vzduchu a nuceným odvodem odpadního vzduchu. Venkovní vzduch vstupuje do bytu vlivem podtlaku, vyvolaného buď centrálním nebo individuálním podtlakovým systémem. Rozhodující pro toto nucené větrání je stabilita systému, tzn. že změny tlakových poměrů v jednotlivých místnostech (např. otevírání dveří) zásadně nenaruší provoz větrací soustavy.

2. Legislativní požadavky na bytové větrání

Ve státech Evropské unie běžně existují samostatné předpisy pro bytové větrání, respektive obytné prostředí: např. ve Spolkové republice Německo to jsou normy řady 18017 a 1946.

Při zpracování projektů regenerace větracích zařízení v panelových bytových domech tak zůstávají doposud osamocena ustanovení ČSN 747110 "Bytová jádra" z roku 1987. Tato norma platí pro bytová jádra bytové výstavby do 17 nadzemních podlaží a pro modernizaci tohoto bytového fondu a dále platí pro bytová jádra objektů občanské výstavby pro ubytování. Norma udává dovolené rozsahy výkonů větracích zařízení pro záchod, koupelnu, kuchyň a bytové jádro celkem (čl. 47, tab. č. 3):

Velmi důležitá jsou i ustanovení čl. 14 až 18 o požární bezpečnosti, neboť v některých záležitostech upravují protipožární opatření odchylně od ČSN 730872 "Požární bezpečnost staveb - Ochrana staveb proti šíření požáru VZT zařízením", ČSN 730802 "Požární bezpečnost staveb - Nevýrobní objekty" i ČSN 730833 "Požární bezpečnost staveb - Budovy pro bydlení a ubytování".

Výše zmíněný legislativní nedostatek zde představuje provázanost (v ČR neprovázanost) s ostatními předpisy a normami, které již reagují na současný stupeň technického a technologického poznání. Příkladem je zejména ČSN 730540-2 "Tepelná ochrana budov-požadavky".

Určité legislativní zázemí při zdůvodňování progresivních technických řešení bytového větrání tak projektantům poskytuje alespoň Směrnice Společnosti pro techniku prostředí OS-4/č. 1/2005 "Optimální a přípustné mikroklimatické podmínky pro obytné prostředí".

3. Dopady výměny oken a zateplení fasád na obytné prostředí.

Z řady revitalizačních opatření má na obytné prostředí vliv především výměna oken a zateplení fasád. A nutno dodat, že vliv negativní - pokud přitom investor nezajistí koordinaci se specialisty TZB, vzduchotechniky.

Nová okna s vícestupňovým těsněním po obvodu a zateplení obvodových stěn v podstatě vyloučí přirozenou výměnu vzduchu infiltrací. Užití oken s možností částečného odklopení větracího křídla, tedy oken s mikroventilací sice umožňuje zvýšit infiltraci vzduchu, ale za cenu snížení akustického útlumu.

U oken s mikroventilací je třeba také včas zjistit a zkušebním protokolem autorizované zkušebny doložit vhodnost výše (množství) vzduchové průchodnosti za jednotku času vzhledem k přiměřené výši tlakové diference pro toto množství vzduchu pro potřeby bytového větrání.

Ukazuje se, že tyto vzduchové objemy jsou pro správnou funkci odvětrávacího zařízení nedostatečné.

Následkem omezeného větrání je zvýšení vlhkosti vzduchu a ve spojení se stavebně fyzikálními slabými místy (tepelné mosty) dochází v otopném období rychle ke srážení vody na těchto slabých místech.

Zřetelné následky jsou potom plochy, napadené černou plísní. Ty se nejčastěji vyskytují v ložnicích, dětských pokojích a kuchyních. Vnitřní koupelny s nedostatečným větráním jsou napadeny téměř vždy. Nejvíce jsou napadeny rohy a stěny, zejména za závěsy, nábytkem přistaveným k obvodovým stěnám a pod. Jsou to většinou místa, která nejsou větrána normální cirkulací vzduchu a nejsou dostatečně zahřívána. Na těchto místech kondenzuje vzduchová vlhkost a vytváří se tak zvaná povrchová rosná voda. Čím vyšší je v normálně vytápěném bytě vlhkost vzduchu a čím nižší je teplota vnitřního povrchu stěn, tím více rosné vody vzniká. Černá plíseň je jednoznačný indikátor rosné vody a tedy vysoké vlhkosti vzduchu. A to je také příčina mnoha diskusí jak černou plíseň odstranit.

4. Vliv zvýšeného vnějšího hlukového zatížení

Od doby ukončení komplexní bytové výstavby, v rámci které výstavba panelových bytových domů probíhala, se výrazně změnil i stupeň motorizace, kdy počet osobních aut vysoce překračuje tehdy uvažovaný poměr 1 : 5 až 1 : 3 při plánování panelových sídlišť. Sice se zlepšila kvalita osobních aut, nicméně zvýšení vlivu hluku z dopravy na veřejných komunikacích, nezřídka překračující limitní hodnoty hygienického předpisu (dnes Nařízení vlády č. 148/2006 Sb. o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací), je dalším negativním aspektem v bytovém větrání a mnoho obyvatel silně omezilo nárazové větrání oknem. Pokud k tomuto přistoupí ještě vliv zahušťování stávajících sídlišť o nové obytné domy či nová nákupní centra - jako příklad může sloužit v Praze 4 sídliště Novodvorská - lze pro větrání obytných místností užívat výhradně nucené větrání.

5. Volba nového větracího systému

Z hlediska požadavků současného standardu pro bydlení zajišťují potřeby větrání nejlépe lokální bytové vzduchotechnické soustavy založené na provozně technických vlastnostech malých výkonných radiálních ventilátorů. Tento systém individuálního větrání bytů zajišťuje nezávislost na větrání ostatních bytů v domě hned z několika hledisek:

• z provozního, vzduchotechnického, vylučuje ovládání jednoho bytu z bytu jiného a současně musí vyloučit, aby odpadní znehodnocený vzduch mohl pronikat mezi nimi,
• z akustického, musí mít hluk pronikající z větracího zařízení tak nízkou hladinu, aby splňoval podmínky hygienických předpisů,
• z ekonomického, vylučuje finanční výdaje za energii a teplo spotřebované pro větrání sousedními byty a též výdaje, které by větráním způsobovaly sousední byty na tepelných ztrátách bytu, jenž v tomto okamžiku není třeba intenzivně větrat.

Větrací zařízení se však musí postarat, bez zásahů uživatelů, o trvalé minimální větrání, aby se předešlo škodám z vlhkosti, způsobeným používáním nebo stavebně fyzikálními závadami. Potom je také zaručeno, že všechny jiné škodliviny ve vzduchu, jako CO₂, formaldehyd atd. jsou stále dostatečně odvětrávány. Funkčně tomuto systému vyhoví pouze takové radiální ventilátory, které jsou vybaveny tzv. základním větracím stupněm, který umožňuje trvalý provoz v energeticky úsporné nízkozátěžové oblasti (jejich příkon je 5 až 7 W). Při využívání konkrétních prostor (např. WC) se přepnou na vyšší stupeň a zajistí intenzivní odvětrání.

Pro výpočet minimálního množství venkovního vzduchu je směrodatná maximální koncentrace kysličníku uhličitého (CO₂) a vlhkost v místnosti (platnost Pettenkoferova normativu 25 m³/h na osobu netřeba připomínat). Přebytek CO₂ a vlhkost vedou rychle k zatuchlé atmosféře v místnosti. Pokud by nebylo užito stálého základního větrání, zbylé škodlivé a pachové látky, jakož i vlhkost, by se rozdělila do obytných místností a ložnic.

Rovněž tak k odvádění tepla a vlhkosti, vznikající při vaření, je nutné stálé základní větrání.

Při užití tzv. jednotrubního větracího systému to znamená jedním stoupacím odtahovým potrubím odvést lokální ventilátory z WC, koupelny i kuchyně. V systému podtlakového větrání by totiž kuchyňské digestoře měly být užity jako cirkulační, nikoliv jako odtahové (nejsou totiž součástí větracího systému). Ventilátor užitý k odvětrání kuchyně je přitom dobré vybavit na výdechu požární klapkou (eliminace možnosti vznícení tukových usazenin a jejich prostup do vzduchotechnického systému).

Princip podtlakového větrání

Jak dříve uvedeno způsobuje celkové utěsnění obvodového pláště panelových budov omezení a nezřídka zamezení hygienicky nutné výměně vzduchu v bytech. Řešením je užití zcela ojedinělého výrobku, a to pasivního prvku pro přívod venkovního vzduchu s dostatečnou protihlukovou izolací. Jsou koncipované tak, aby zajišťovaly přívod čerstvého vzduchu na základě podtlaku vzduchu ve vnitřním prostoru vzhledem k tlaku venkovního vzduchu.

Byly vyvinuty v souladu s DIN 1946, díl 6 "Větrání v bytech" a jsou vhodné pro všechny typy konstrukcí obvodových stěn (cihly, tvárnice, beton, stěnové dílce, předložená fasáda aj.). Objemový průtok vzduchu je udáván 9 m³/h při 8 Pa, (max. 16 m³/h při 20 Pa).

Přívodní prvek pro užití v bytových domech panelové technologie sestává z:

• tubusu Ø 98 mm, jehož délka je dána tloušťkou nosné konstrukce, zateplení a omítek
• akustické vložky zajišťující diferenci hladin hluku D_nw = 47 dB
• povětrnostní klapky zabezpečující při náporu větru na fasádu automatické přivření otvoru přívodu vzduchu a zamezující tak obavy z nežádoucího průvanu
• vnitřní mřížky s vyměnitelným prachovým filtrem

Na fasádě je možno tubus zakončit buď standardní mřížkou, nebo existuje již nyní fasádní deska o různých tloušťkách dle tloušťky a druhu použitého zateplení, která zajišťuje přisávání vzduchu v ostění oken a nenarušuje tak celkový pohled na vytvořenou hladkou fasádu.

Filtr, kterým jsou vnitřní mřížky prvků vybaveny, slouží pro čištění vzduchu přiváděného do bytu. K velkým přednostem patří snadná údržba a zejména možnost dokonalého čištění zevnitř bytu.

Ideálním místem pro jejich osazení do obvodových stěn je prostor při otopném tělese. Na tomto místě lze dosáhnout optimálního bezprůvanového smísení přicházejícího čerstvého vzduchu s cirkulujícím vzduchem v místnosti. Prvky je možno umístit také v horní části stěny nad okny.

Na konferenci "Regenerace panelové výstavby" v listopadu 2006 byla v jednom z příspěvků¹⁾ odhadnuta finanční potřeba na větrací zařízení cca 70 tis. Kč na 1 byt. Užitím shora uvedeného řešení (prvky pro přívod vzduchu + odtahový ventilátor) byly náklady pro byt 3+1 odhadnuty přibližně na necelou třetinu²⁾. S využitím tzv. jednotrubního systému i pro řešení větrání kuchyně (samostatný ventilátor s požární klapkou) mám za to, že náklady nepřevýší 30 tis. Kč. K tomuto přistupuje i značná úspora provozních nákladů, neboť oproti rekuperačnímu systému zde odpadá otázka náročné údržby (čištění) kontaminovaných VZT rozvodů.

6.Inteligentní nucené větrání

Inteligentním způsobem větrání je základní větrání závislé na vlhkosti vzduchu v prostoru. Moderní čidla a mikroelektrotechnika toto beze zbytku umožňují. Systém větrá s mimořádnou úsporou energie. Na druhé straně čidlo registruje jakékoli zvýšení vlhkosti vzduchu v prostoru. V takovém případě zvyšuje počet otáček ventilátoru tak dlouho, dokud není obnoven požadovaný stav. Protože senzory neustále sledují skutečnou vlhkost vzduchu, větrá se skutečně pouze natolik, jak je to v daném okamžiku nezbytně nutné. To opět napomáhá úsporám energie pro vytápění. Při důsledné aplikaci této techniky v normálně používaném bytě může být uspořeno až 50 % větracího tepla. Zpětné získávání tepla se tím pádem už nevyplatí.Ventilátory musí přitom vyhovovat i požadavkům na hlučnost - při základním stupni nesmí v době nočního klidu (tj. 22.00 - 6.00 hod.) vyvolat v obytných místnostech hodnotu vyšší než-li 30 dB(A).

Ventilátory s regulací dle vlhkosti spolu s prvky pro přívod vzduchu, zajišťující díky povětrnostní klapce bezprůvanou distribuci vzduchu, realizují snadno a účinně kontrolované větrání bytů v panelových domech při jejich regeneraci podle zásad o úsporách energie v bytovém fondu.

7. Závěrem

Větrání bytů je oblast, ve které se sice pracuje s malými objemy vzduchu, ale výsledek je uživateli velmi citlivě registrován. Nejen při návrhu úprav větracího systému, ale pro celý záměr regenerace panelových bytových domů by měla platit zásada, že regenerace je připravována a prováděna v úrovni nejnovějších poznatků techniky a technologických procesů, např.použitím větracího zařízení, které zaručuje stálé základní větrání. To zabraňuje vzniku škod z vlhkosti, zajišťuje hygienicky bezvadné vzduchové poměry a spoří energii. Z tohoto pohledu nutno jako technicky nedokonalá a ekonomiky nedůvodná odmítnout všechna ta řešení, která této zásadě neodpovídají a která mnohdy dokonce kombinují zásady přirozeného větrání (např. větrací hlavice) s nuceným, pomocí funkčně neodpovídajících ventilátorů.

Mělo by být i v zájmu investora, ať už je jím kdokoli, dbát na stoprocentní funkčnost systému po dobu celého roku a za různých vnějších i vnitřních podmínek. Rovněž tak otázka zateplování fasád by neměla být řešena bez koordinací se vzduchotechnikem, stejně jako výměna či utěsňování oken nebo zasklívání lodžií. Následky způsobené omezením větrání v bytech, jsou již dostatečně známy.

¹⁾ Karel Mrázek "Systémové pojetí TZB k dosažení optimální spotřeby energie v panelových budovách"
²⁾ Jan Koloděj "Optimalizace otvorových výplní panelových objektů VVU ETA, část TZB", diplomová práce ČVUT- FSv, 2004