Nucené větrání ve sklepě: pravidla a schémata uspořádání

Sklepní a polosklepní prostory slouží různým účelům. Dříve se v nich zřizovaly sklady zeleniny, umísťovaly se komunikace. Nyní jsou sklepům přidělovány jiné funkce, od garáží po sportovní haly a dokonce kanceláře.

V každém případě je nucené větrání ve sklepě budovy oprávněnou potřebou, diktovanou nutností systematického přísunu čerstvého vzduchu na místo odpadního. Nabízíme, abyste se v této otázce důkladně zorientovali.

Každému sklepu vlastní větrání

Zahloubenému skladu zeleniny, umístěnému pod rodinným domem, není nucené, tj. mechanické větrání potřeba.

Ovoce a zelenina se skladují lépe, pokud je výměna vzduchu ve sklepním prostoru minimální. Proto postačí nejjednodušší průduchy a přívodně-odtahové ventilační kanály.

Skladovanou zeleninu v zimě ve sklepě nelze intenzivně větrat. Prostě by zmrzla – venku je mráz.

Podle projektových norem pro sklady zeleniny NTP APK 1.10.12.001-02 by větrání, například brambor a kořenové zeleniny, mělo probíhat v objemu 50-70 m³/h na tunu zeleniny. Přitom v zimních měsících by se intenzita větrání měla snížit na polovinu, aby nedošlo k vymrznutí kořenové zeleniny.

Tj. v chladném období by mělo být větrání domácího sklepa v rozsahu 0,3-0,5 objemu vzduchu místnosti za hodinu.

Potřeba nuceného větrání ve sklepě vzniká, pokud schéma s přirozeným pohybem vzdušných proudů nefunguje. Nicméně bude také nutné odstranit zdroje nadměrné vlhkosti vzduchu.

Vlhkost ve sklepních prostorách

Zatuchlost vzduchu a vlhkost jsou častými problémy suterénů. První problém vzniká kvůli nedostatečné výměně vzduchu. Suterén je zahlouben 2,5-2,8 m do země, jeho stěny jsou provedeny s maximální nepropustností pro vlhkost a vzduch.

Přirozené větrání, reprezentované vertikálními domovními šachtami, v mnoha suterénech a sklepech chybí.

Před řešením otázek větrání sklepa je třeba hydroizolovat jeho stěny. Větrání suterénu nevyřeší problém hygroskopičnosti stěn.

Značnou vlhkost vzduchu v suterénní místnosti způsobuje slabá hydroizolace stěn. Druhým důvodem jsou opotřebované potrubní rozvody vedené přes suterénní místnosti. Kondenzát se na nich usazuje nezávisle na celistvosti potrubí a těsnosti spojů.

Problém nadměrné vlhkosti je třeba vyřešit před vypracováním projektu a vybudováním ventilačního systému suterénu. Je nutné obnovit nebo zvýšit těsnost stěn sklepa, utěsnit potrubí a zakrýt je izolací.

Poslední opatření zbaví vlivu kondenzátu na materiál potrubí. Poté se určí ventilační potřeby sklepa.

Tepelná izolace potrubí proti kondenzátu

Kapky vody vznikají pouze na povrchu domovních potrubí, kterými protéká studená tekutina (pitná voda a kanalizační odpad). Vlhkost obsažená v atmosféře místností kondenzuje na studených trubkách kvůli rozdílu teplot mezi jejich povrchem a vzduchem.

Čím chladnější jsou trubky a čím více je vzduch nasycen vlhkostí, tím intenzivněji probíhá proces kondenzace vody.

Pokud potrubím protéká studená voda, bude se na něm shromažďovat kondenzát. Každé takové potrubí je třeba zakrýt tepelnou izolací.

Rozdíl teplot vzduchu a povrchu trubek studené vody v rodinných domech bývá obvykle malý. Vždyť při nečastém používání studené vody domácnostmi nedochází k pohybu vody v trubkách, takže teploty domácí atmosféry a potrubí se téměř vyrovnají.

Ale ve výškové budově, ať už obytné nebo kancelářské, je studená voda používána téměř nepřetržitě a trubka je neustále studená.

Nejjednodušší způsob boje s kondenzátem na trubkách je vyrovnání teplot trubek a atmosféry. Je nutné zakrýt studené potrubí paro- a tepelně izolačním materiálem po celé délce.

Kondenzát se shromažďuje na studené trubce bez ohledu na to, z čeho je vyrobena. Polymery, černé kovy, litina nebo měď – na tom nezáleží. Izolovat bude nutné všechny trubky „studených“ rozvodů!

Izolovat vodovodní trubky před působením kondenzátu a vlhkých částic ve vzduchu není obtížné. Stačí pouze trubička z pěnového PVD, tapetový nůž a armovaná páska.

Zabránit kontaktu studené trubky se vzduchem umožní trubkový tepelný izolátor z pěnového PVD. Stěna tepelně izolační „trubičky“ – nejméně 30 mm. Průměr trubkové izolace se volí o něco větší než u potrubí, které se izoluje před atmosférickou vlhkostí. Nasadit izolaci je jednoduché – rozříznout podélně, pak ji obepnout kolem trubky.

Ihned po zapravení potrubí tepelným izolátorem je nutné ho svrchu omotat armovanou páskou pro trubky. Pro maximální tepelnou izolaci a větší atraktivitu se provádí omotání fóliovou (hliníkovou) páskou.

Uzavírací armatury a složitě ohnuté úseky studeného potrubí, které nelze zakrýt trubkovou izolací, se omotávají páskou v několika vrstvách.

Výpočet výměny vzduchu ve sklepním prostoru

Než se začnete zabývat hledáním ventilačního zařízení a plánováním umístění ventilačních kanálů ve sklepě, je třeba určit potřeby výměny vzduchu. Ve zjednodušené formě, tj. bez zohlednění možného obsahu škodlivých látek v atmosféře sklepa, se výměna vzduchu v něm vypočítá podle vzorce:

L=V_podv • K_r

Kde:

• L – výpočtová potřeba výměny vzduchu, m³/h;
• V_podv – objem sklepního prostoru, m³;
• K_r – minimální násobnost výměny vzduchu, 1/h (viz níže).

Získaná hodnota výměny vzduchu umožní stanovit výkonové charakteristiky systému nuceného větrání sklepa.

Výpočet vzdušného objemu sklepního prostoru se provádí vynásobením výšky, šířky a délky

Pro výpočet vzorce jsou však potřeba údaje o vzdušném objemu místnosti a násobnosti výměny vzduchu.

První parametr se vypočítá takto:

V_podv=A•B•H

Kde:

• A – délka sklepa;
• B – šířka sklepa;
• H – výška sklepa.

Pro určení objemu místnosti v krychlových metrech se výsledky měření její šířky, délky a výšky převádějí na metry. Například pro sklep o šířce 5 m, délce 20 m a výšce 2,7 m bude objem 5 • 20 • 2,7 = 270 m³.

Potřeba výměny vzduchu v této místnosti přímo závisí na počtu osob, které se v ní nacházejí. Zohledňuje se také míra fyzické aktivity návštěvníků.

Pro prostorné sklepy se minimální násobek výměny vzduchu K_r určuje na základě potřeby čerstvého (přívodního) vzduchu pro jednu osobu za hodinu. V tabulce jsou uvedeny normativní potřeby člověka na výměnu vzduchu v závislosti na využití dané místnosti.

Výměnu vzduchu lze také vypočítat podle počtu osob, které se budou (například pracovat) ve sklepě nacházet:

L=L_os•N_l

Kde:

• L_čel – norma výměny vzduchu pro jednu osobu, m³/h•čel;
• N_l – předpokládaný počet osob v suterénním prostoru.

Normami jsou stanoveny potřeby člověka na 20-25 m³/h přívodního vzduchu při slabé fyzické aktivitě, 45 m³/h při vykonávání nenáročné fyzické práce a 60 m³/h při vysoké fyzické zátěži.

Výpočet výměny vzduchu s ohledem na teplo a vlhkost

Při potřebě výpočtu výměny vzduchu zohledňující odstranění přebytečného tepla se používá vzorec:

L=Q/(p•Cr•(t_u-t_p))

Kde:

• p – hustota vzduchu (při t 20 °C rovna 1,205 kg/m³);
• C_r – tepelná kapacita vzduchu (při t 20°C rovna 1,005 kJ/(kg•K));
• Q – objem uvolněného tepla do sklepa, kW;
• t_u – teplota vzduchu odváděného z místnosti, °C;
• t_p – teplota přívodního vzduchu, °C.

Potřeba zohlednění tepla odstraňovaného při větrání je nezbytná pro udržení určité teplotní rovnováhy v atmosféře sklepa.

Ve sklepech rodinných domů se často zařizují posilovny. V této variantě využití suterénního prostoru je plnohodnotná výměna vzduchu obzvláště důležitá.

Současně s odstraňováním vzduchu v procesu výměny vzduchu se odvádí vlhkost uvolněná do něj různými objekty obsahujícími vlhkost (včetně lidí). Vzorec pro výpočet výměny vzduchu s ohledem na uvolňování vlhkosti:

L=D/((d_u-d_p)•p)

Kde:

• D – množství vlhkosti uvolňované při výměně vzduchu, g/h;
• d_u – obsah vlhkosti v odváděném vzduchu, g vody/kg vzduchu;
• d_p – obsah vlhkosti v přívodním vzduchu, g vody/kg vzduchu;
• p – hustota vzduchu (při t 20^°C činí 1,205 kg/m³).

Výměna vzduchu zahrnující uvolňování vlhkosti se počítá pro objekty se zvýšenou vlhkostí (například bazény). Uvolňování vlhkosti se také bere v úvahu pro suterénní prostory navštěvované lidmi za účelem fyzických cvičení (například posilovna).

Stabilně vysoká vlhkost vzduchu výrazně zkomplikuje provoz nuceného větrání sklepa. Bude nutné doplnění větrání filtry pro sběr kondenzované vlhkosti.

Výpočet parametrů vzduchovodů

S údaji o objemu vzduchu pro větrání přecházíme k určení charakteristik vzduchovodů. Je potřeba ještě jeden parametr – rychlost proudění vzduchu ve vzduchovodu.

Čím rychleji je proud vzduchu hnán, tím méně objemné vzduchovody lze použít. Ale také se zvýší hlučnost systému a síťový odpor. Optimální je hnát vzduch rychlostí 3-4 m/s nebo nižší.

Se znalostí vypočteného průřezu vzduchovodů lze podle této tabulky zvolit jejich skutečný průřez a tvar. A také zjistit průtok vzduchu při určitých rychlostech jeho přívodu.

Pokud interiér sklepa umožňuje použít vzduchovody kruhového průřezu, je výhodnější je použít. Kromě toho se síť ventilačních kanálů z kruhových vzduchovodů snadněji montuje, protože jsou flexibilní.

Zde je vzorec, který umožňuje vypočítat plochu vzduchovodu podle jeho průřezu:

S_sv=L•2,778/V

Kde:

• S_sv – vypočtená plocha průřezu ventilačního kanálu (vzduchovodu), cm²;
• L – průtok vzduchu při hnání vzduchovodem, m³/h;
• V – rychlost, kterou se vzduch pohybuje vzduchovodem, m/s;
• 2,778 – hodnota koeficientu, která umožňuje sladit nestejnorodé parametry ve vzorci (centimetry a metry, sekundy a hodiny).

Plochu průřezu ventilačního kanálu je pohodlnější vypočítat v cm². V jiných jednotkách měření je tento parametr ventilačního systému obtížně vnímatelný.

Ke každému prvku ventilačního systému je lepší přivádět proud vzduchu určitou rychlostí. Jinak se zvýší odpor v systému větrání.

Nicméně určení vypočtené plochy průřezu ventilačního kanálu neumožní správně zvolit průřez vzduchovodů, protože nezohledňuje jejich tvar.

Vypočítat požadovanou plochu vzduchovodu podle jeho průřezu lze následujícími vzorci:

Pro kruhové vzduchovody:

S=3,14•D²/400

Pro obdélníkové vzduchovody:

S=A•B /100

V těchto vzorcích:

• S – skutečná plocha průřezu ventilačního kanálu, cm²;
• D – průměr kruhového vzduchovodu, mm;
• 3,14 – hodnota čísla π (pí);
• A a B – výška a šířka vzduchovodu obdélníkového průřezu, mm.

Pokud je kanál vzdušné trasy jeden, pak se skutečná plocha průřezu vypočítá pouze pro něj. Pokud budou z hlavní trasy provedeny odbočky, pak se tento parametr vypočítá pro každou «větve» zvlášť.

Výpočet odporu ventilační sítě

Čím vyšší je rychlost pohybu vzduchu ve ventilačním kanálu, tím vyšší je odpor proti pohybu vzdušných hmot v komplexu ventilace. Tento nepříjemný jev se nazývá „ztráta tlaku“.

Pokud se průřez ventilačních vzduchovodů postupně zvyšuje, dosáhne se stabilní rychlosti vzduchu po celé jeho délce. Přitom se odpor proti pohybu vzduchu nezvýší.

Ventilační zařízení musí vyvinout tlak vzduchu, který umožní překonat odpor sítě distribuce vzduchu. Jen tak dosáhnete potřebného průtoku vzduchu ve ventilačním systému.

Rychlost vzduchu pohybujícího se ve ventilačních kanálech je určena vzorcem:

V=L/(3600•S)

Kde:

• V – výpočtová rychlost čerpání vzdušných hmot, m³/h;
• S – plocha průřezu kanálu vzduchovodu, m²;
• L – požadovaný průtok vzduchu, m³/h.

Výběr optimálního modelu ventilátoru pro ventilační systém by měl být proveden porovnáním dvou parametrů – statického tlaku vyvíjeného ventilačním zařízením a vypočtených tlakových ztrát v systému.

Umístěním ventilačního zařízení do středu rozvětveného systému vzduchovodů se podaří stabilizovat rychlost přívodu vzduchu po celé jeho délce.

Tlakové ztráty v rozsáhlém ventilačním komplexu složité architektury se určují součtem odporů proti pohybu vzduchu v jeho zakřivených úsecích a tvarových prvcích:

• ve zpětném ventilu;
• v tlumičích hluku;
• v difuzorech;
• ve filtrech jemného čištění;
• v jiném zařízení.

Samostatně počítat tlakovou ztrátu v každé takové „překážce“ není nutné. Stačí použít grafy tlakových ztrát vzhledem k průtoku vzduchu, které nabízejí výrobci ventilačních kanálů a odpovídajícího vybavení.

Nicméně při výpočtu ventilačního komplexu zjednodušené konstrukce (bez sestavných prvků) je přípustné použít typické hodnoty tlakové ztráty. Například v suterénních prostorách o ploše 50-150 m² budou ztráty na odpor vzduchovodů činit přibližně 70-100 Pa.

Výběr odtahového ventilátoru

Aby bylo možné rozhodnout o výběru ventilační jednotky, je třeba znát potřebný výkon ventilačního komplexu a odpor vzduchovodů. Pro nucené větrání sklepa postačuje jeden ventilátor zabudovaný v odsávacím kanálu.

Přívodní vzduchovod zpravidla nepotřebuje ventilační jednotku. Postačuje malý rozdíl tlaků mezi místem přívodu a odvodu vzduchu, zajištěný činností odsávacího ventilátoru.

Známe-li vypočtený (potřebný) tlak v systému vzduchovodů, lze určit, zda daný model ventilační jednotky bude vyhovovat pro plnohodnotné zásobování místností vzduchem. Stačí najít polohu podle tlaku, vést čáru ke grafu a poté dolů.

Je zapotřebí model ventilátoru, jehož výkon je mírně (o 7-12 %) vyšší než vypočtený.

Vhodnost ventilační jednotky lze ověřit pomocí grafu závislosti výkonu na tlakové ztrátě.

Pomocí údajů o vypočteném průtoku vzduchu lze stanovit tlakové ztráty v ohnutých úsecích vzduchovodů.

Pokud je třeba vybírat mezi záměrně výkonnějším a příliš slabým ventilačním zařízením – priorita zůstává u výkonného modelu. Nicméně bude nutné nějak snížit jeho výkon.

Optimalizace příliš výkonného odsávacího ventilátoru se dosahuje následujícími způsoby:

• Namontovat před ventilační jednotku vyvažovací škrtící klapku, což umožní ji „přiškrtit“. Průtok vzduchu při částečném uzavření odsávacího kanálu se sníží, avšak ventilátor bude muset pracovat se zvýšeným zatížením.
• Zapínat ventilační jednotku na provoz v malých a středních režimech rychlosti. To je možné, pokud jednotka podporuje 5-8 rychlostní regulaci nebo plynulý rozběh. Ale podpora vícerychlostních provozních režimů u levných modelů ventilátorů není, mají maximálně 3 stupně regulace rychlosti. A pro správné nastavení výkonu jsou tři rychlosti málo.
• Snížit maximální výkon odsávacího zařízení na minimum. To je proveditelné, pokud automatika ventilátoru umožňuje řízení jeho nejvyšší rychlosti otáčení.

Samozřejmě lze ignorovat příliš vysoký výkon ventilace. Nicméně bude nutné připlácet za elektrickou a tepelnou energii, protože odsávání bude příliš aktivně odvádět teplo z místnosti.

Schéma vzduchovodů sklepního větrání

Přívodní kanál je vyveden za fasádu sklepa, je opatřen sacím otvorem se síťkou. Jeho zpětný vývod, kterým přichází vzduch, klesá k podlaze do vzdálenosti půl metru od ní.

Pro minimalizaci tvorby kondenzátu je nutné přívodní kanál tepelně izolovat zvenčí, zejména jeho „venkovní“ část.

Abychom zjistili ztráty tlaku v systému přímých vzduchovodů, je nutné znát rychlost vzduchu a použít tento graf.

Sací otvor odsávání je umístěn u stropu, na opačném konci místnosti než je místo přívodního otvoru. Umisťovat otvory odsávání a přívodního kanálu na stejné straně sklepa a ve stejné úrovni je bezvýznamné.

Jelikož normy bytové výstavby nepovolují použití vertikálních kanálů přirozeného odsávání pro nucené větrání, nelze na ně přivádět vzduchovody.

V případě, kdy není možné umístit přívodní a odvodní kanály pro přívod a odvod vzduchu na různé strany sklepa (je k dispozici pouze jedna fasádní stěna), je nutné rozdělit místa přívodu a odvodu vzduchu vertikálně o 3 metry a více.

Závěry a užitečné video k tématu

V tomto videu jsou názorně demonstrovány příznaky nekvalitního větrání sklepního prostoru. Kanály přívodně-odvodní výměny vzduchu v tomto sklepě jakoby existují, ale vzduch jimi neprochází. Jsou patrné všechny problémy sklepa – vlhkost, zatuchlý vzduch a vydatný kondenzát na obvodových konstrukcích:

V níže uvedeném videu je představeno praktické řešení nuceného odsávání sklepa pomocí chladiče z PC a solárního panelu. Zaznamenejme originalitu provedení tohoto projektu větrání. Pro sklep typu „zeleninový sklad“ je taková realizace výměny vzduchu zcela přípustná:

Jelikož úplné snížení vlhkosti ve sklepě není možné bez tepelné izolace „studených“ potrubí, předkládáme video o aplikaci trubkové izolace. Zaznamenejme, že při technickém účelu sklepa je racionální úplné obtočení tepelně izolované trubky armovací páskou – je to spolehlivější:

„Bezprizorný“ sklep je zcela reálné přeměnit na místnost požadovaného účelu. Je pouze nutné vyřešit v něm problém výměny vzduchu a odstranit zdroje vlhkosti. V každém případě by podzemní podlaží budovy nemělo představovat mokré, plísní zarostlé místo. Vždyť jeho stěny jsou základem stavby, jejíž zničení je nepřípustné.

Chcete si sami zařídit větrání ve sklepě, ale nejste si jisti, že vše děláte správně? Pokládejte své dotazy k tématu článku v bloku umístěném níže. Zde se také můžete podělit o zkušenosti s vlastním zařízením větrání ve sklepě nebo v podzemí.