Jak provést výpočet větrání: vzorce a příklad výpočtu systému přívodu a odvodu vzduchu

Přáli byste si, aby ve vašem domě bylo zdravé mikroklima a v žádné místnosti nevonělo zatuchlinou a vlhkostí? Aby byl dům skutečně pohodlný, je již ve fázi návrhu nutné provést důkladný výpočet větrání.

Pokud během stavby domu tento důležitý moment opomenete, budete později muset řešit celou řadu problémů: od odstraňování plísní v koupelně po novou rekonstrukci a instalaci systému vzduchovodů. Uznejte, není příliš příjemné vidět v kuchyni na parapetu nebo v koutech dětského pokoje ohniska černé plísně a znovu se ponořit do oprav.

V námi předloženém článku jsou shromážděny užitečné materiály k výpočtu ventilačních systémů, referenční tabulky. Jsou uvedeny vzorce, názorné ilustrace a reálný příklad pro místnosti různého účelu a určité plochy, demonstrovaný ve videu.

Příčiny problémů s větráním

Při správných výpočtech a odborné montáži probíhá větrání domu v odpovídajícím režimu. To znamená, že vzduch v obytných místnostech bude čerstvý, s normální vlhkostí a bez nepříjemných pachů.

Pokud je však pozorován opačný obraz, například neustálé dusno, plíseň v koupelně nebo jiné negativní jevy, je třeba zkontrolovat stav ventilačního systému.

Absence typických tenkých spár u oken a dveří, způsobená instalací těsných plastových konstrukcí, přináší nemalé problémy. V takovém případě se do domu dostává příliš málo čerstvého vzduchu, je třeba zajistit jeho přísun.

Ucpání a ztráta těsnosti vzduchovodů mohou být příčinou vážných problémů s odvodem odpadního vzduchu, který je nasycen nepříjemnými pachy a nadměrnou vodní párou.

V důsledku toho se mohou v obslužných místnostech objevit kolonie plísní, což má špatný vliv na zdraví lidí a může vyvolat řadu vážných onemocnění.

Zamlžená okna, plíseň a houby v koupelně, dusno – to vše jsou zřejmé známky toho, že obytné místnosti jsou větrány nesprávně.

Ale stává se, že prvky ventilačního systému fungují výborně, avšak výše popsané problémy zůstávají nevyřešeny. Možná byly výpočty ventilačního systému pro konkrétní dům nebo byt provedeny nesprávně.

Negativně se může na větrání místností projevit jejich přestavba, změna dispozice, vznik přístaveb, instalace již dříve zmíněných plastových oken atd. Při takových podstatných změnách neškodí provést výpočty znovu a modernizovat stávající ventilační systém podle nových údajů.

Jedním z jednoduchých způsobů, jak odhalit problémy s větráním, je – kontrola tahu. K mřížce výfukového otvoru je třeba přiložit zapálenou zápalku nebo list tenkého papíru. K takové kontrole by se neměl používat otevřený oheň, pokud je v místnosti používáno plynové topné zařízení.

Příliš těsné vnitřní dveře mohou bránit normální cirkulaci vzduchu v domě, problém pomohou vyřešit speciální mřížky nebo otvory.

Pokud se plamen nebo papír sebevědomě odklání směrem k odsávání, je tah přítomen; pokud k tomu nedochází nebo je odklon slabý, nepravidelný, problém s odvodem odpadního vzduchu je zřejmý. Příčinou mohou být ucpání nebo poškození vzduchovodu v důsledku neodborné opravy.

Ne vždy je možné poruchu odstranit, řešením problému se často stává montáž dodatečných prostředků odsávacího větrání. Před jejich instalací také neškodí provést potřebné výpočty.

Přítomnost nebo nepřítomnost normálního tahu v odsávacím ventilačním systému domu lze zjistit pomocí plamene nebo listu tenkého papíru.

Jak vypočítat výměnu vzduchu?

Všechny výpočty ventilačních systémů se zaměřují na stanovení objemů vzduchu v místnosti. Jako taková místnost může sloužit jednotlivá místnost i soubor místností v konkrétním domě nebo bytě.

Na základě těchto údajů a informací z normativních dokumentů se vypočítávají základní parametry ventilačního systému, jako je počet a průřez vzduchovodů, výkon ventilátorů atd.

Existují specializované výpočetní metody, které umožňují vypočítat nejen obnovu vzdušných hmot v místnosti, ale také odvod tepelné energie, změnu vlhkosti, odstraňování nečistot atd. Takové výpočty se obvykle provádějí pro budovy průmyslového, sociálního nebo nějakého specializovaného účelu.

Pokud je potřeba nebo přání provést tak podrobné výpočty, je nejlepší obrátit se na inženýra, který tyto metody studoval.

Pro nezávislé výpočty obytných místností se používají následující možnosti:

• podle násobnosti;
• podle hygienických norem;
• podle plochy.

Všechny tyto metody jsou poměrně jednoduché, a když pochopíte jejich podstatu, i laik může vypočítat základní parametry svého ventilačního systému. Nejsnadnější je použít výpočty podle plochy. Jako základ se bere následující norma: každou hodinu musí do domu přicházet tři kubické metry čerstvého vzduchu na každý metr čtvereční plochy.

Počet osob, které v domě trvale bydlí, se přitom nezohledňuje.

Ventilační systém v obytných budovách je uspořádán tak, aby vzduch přicházel přes ložnici a obývací pokoj a odváděl se z kuchyně a koupelny.

Výpočet podle hygienických norem je také relativně jednoduchý. V tomto případě se pro výpočty nepoužívá plocha, ale údaje o počtu stálých a dočasných obyvatel.

Pro každou trvale bydlící osobu je nutné zajistit přívod čerstvého vzduchu v množství 60 kubických metrů za hodinu. Pokud v místnosti pravidelně pobývají dočasní návštěvníci, je třeba na každou takovou osobu přidat dalších 20 kubických metrů za hodinu.

O něco složitější je výpočet podle násobnosti výměny vzduchu. Při jeho provádění se zohledňuje účel každé jednotlivé místnosti a normy násobnosti výměny vzduchu pro každou z nich.

Násobností výměny vzduchu se rozumí koeficient, který vyjadřuje počet úplných výměn odpadního vzduchu v místnosti během jedné hodiny. Příslušné údaje jsou obsaženy ve speciální normativní tabulce (SNiP 2.08.01-89* Obytné budovy, příl. 4).

Pomocí této tabulky se provádí výpočet větrání domu podle násobností. Příslušné koeficienty odrážejí násobnost výměny vzduchu za jednotku času v závislosti na účelu místnosti.

Množství vzduchu, které musí být obnoveno během hodiny, lze vypočítat podle vzorce:

L=N*V,

Kde:

• N – násobnost výměny vzduchu za hodinu, převzatá z tabulky;
• V – objem místnosti, m³.

Objem každé místnosti lze vypočítat velmi jednoduše, a to vynásobením plochy místnosti její výškou. Poté se pro každou místnost vypočítá objem výměny vzduchu za hodinu podle výše uvedeného vzorce.

Hodnota L pro každou místnost se sečte, výsledná hodnota umožňuje získat představu o tom, kolik čerstvého vzduchu musí do místnosti přitékat za jednotku času.

Samozřejmě, přes odtahové kanály musí být odváděno přesně stejné množství odpadního vzduchu. V téže místnosti se neinstaluje jak přívodní, tak odtahové větrání. Obvykle je přívod vzduchu realizován prostřednictvím “čistých” místností: ložnice, dětský pokoj, obývací pokoj, pracovna apod.

Odtahové větrání v koupelně nebo na WC se instaluje v horní části stěny, vestavěný ventilátor pracuje v automatickém režimu.

Vzduch se odvádí z místností servisního charakteru: WC, koupelny, kuchyně atd. Je to rozumné, protože nepříjemné pachy typické pro tyto místnosti se nešíří po domě, ale jsou okamžitě odváděny ven, což činí bydlení v domě pohodlnějším.

Proto se při výpočtech bere norma pouze pro přívodní nebo pouze pro odtahové větrání, jak je uvedeno v normativní tabulce.

Pokud není třeba do konkrétní místnosti vzduch přivádět ani z ní odvádět, je v příslušném sloupci uvedena pomlčka. U některých místností je uvedena minimální hodnota násobnosti výměny vzduchu. Pokud je vypočtená hodnota nižší než minimální, je třeba pro výpočty použít tabulkovou hodnotu.

Pokud se problémy s větráním objevily až po provedení rekonstrukce domu, lze do zdi instalovat přívodní a odtahové ventily.

Samozřejmě se v domě mohou nacházet místnosti, jejichž účel není v tabulce uveden. V takových případech se používají normy platné pro obytné místnosti, tj. 3 m³ na každý čtvereční metr místnosti. Stačí jednoduše vynásobit plochu místnosti 3 a získanou hodnotu považovat za normativní násobnost výměny vzduchu.

Všechny hodnoty násobnosti výměny vzduchu L je třeba zaokrouhlit nahoru tak, aby byly násobky pěti. Nyní je třeba vypočítat součet násobnosti výměny vzduchu L pro místnosti, kterými je realizován přívod vzduchu. Samostatně se sečtou násobnosti výměny vzduchu L místností, z nichž je odváděn odpadní vzduch.

Pokud výsledek výpočtů neodpovídá hygienickým požadavkům, provádí se instalace přívodního ventilu, brizéru nebo odsávání přes zeď, modernizuje se stávající systém nebo se provede jeho čištění.

Studený venkovní vzduch může negativně ovlivnit kvalitu vytápění v domě, pro takové situace se používají ventilační zařízení s rekuperátorem

Poté je třeba porovnat tyto dva ukazatele. Pokud je L pro přívod vyšší než L pro odtah, je nutné zvýšit hodnoty pro místnosti, u kterých byly při výpočtech použity minimální hodnoty.

Příklady výpočtů objemu výměny vzduchu

Aby bylo možné provést výpočet pro ventilační systém podle násobnosti, je nejprve třeba sestavit seznam všech místností v domě, zapsat jejich plochu a výšku stropů.

Například v hypotetickém domě jsou následující místnosti:

• Ložnice – 27 m²;
• Obývací pokoj – 38 m²;
• Pracovna – 18 m²;
• Dětský pokoj – 12 m²;
• Kuchyně – 20 m²;
• WC – 3 m²;
• Koupelna – 4 m²;
• Chodba – 8 m².

S ohledem na to, že výška stropu ve všech místnostech je tři metry, vypočítáme odpovídající objemy vzduchu:

• Ložnice – 81 m³;
• Obývací pokoj – 114 m³;
• Pracovna – 54 m³;
• Dětský pokoj – 36 m³;
• Kuchyně – 60 m³;
• WC – 9 m³;
• Koupelna – 12 m³;
• Chodba – 24 m³.

Nyní, s použitím výše uvedené tabulky, je třeba provést výpočty větrání místnosti s ohledem na násobnost výměny vzduchu, a zvýšit každý ukazatel na hodnotu dělitelnou pěti:

• Ložnice – 81 m³ * 1 = 85 m³;
• Obývací pokoj – 38 m² * 3 = 115 m³;
• Pracovna – 54 m³ * 1 = 55 m³;
• Dětský pokoj – 36 m³ * 1 = 40 m³;
• Kuchyně – 60 m³ – nejméně 90 m³;
• WC – 9 m³ nejméně 50 m³;
• Koupelna – 12 m³ nejméně 25 m³.

Údaje o normách pro chodbu v tabulce chybí, proto ve výpočtu nejsou data pro tuto malou místnost zohledněna. Pro obývací pokoj byl proveden výpočet podle plochy s ohledem na normu tři kubické metry na každý metr plochy.

Správně organizovaný ventilační systém zajistí dostatečnou výměnu vzduchu v obývacím pokoji. Při návrhu je bezpodmínečně nutné zohlednit požadavky a normy SNiPů.

Nyní je třeba odděleně sečíst údaje pro místnosti, ve kterých se provádí přívod vzduchu, a odděleně pro místnosti, kde jsou instalována odtahová ventilační zařízení.

Objem výměny vzduchu pro přívod:

• Ložnice – 81 m³ * 1 = 85 m³/h;
• Obývací pokoj – 38 m² * 3 = 115 m³/h;
• Pracovna – 54 m³ * 1 = 55 m³/h;
• Dětský pokoj – 36 m³ * 1 = 40 m³/h;

Celkem: 295 m³/h.

Objem výměny vzduchu pro odtah:

• Kuchyně – 60 m³ — nejméně 90 m³/h;
• WC – 9 m³ — alespoň 50 m³/h;
• Koupelna – 12 m³ — alespoň 25 m³/h.

Celkem: 165 m³/h.

Nyní je třeba porovnat získané součty. Je zřejmé, že potřebný přívod převyšuje odtah o 130 m³/h (295 m³/h – 165 m³/h).

K odstranění tohoto rozdílu je třeba zvětšit objemy výměny vzduchu u odtahu, například zvýšením hodnot u kuchyně. V praxi se to provádí například výměnou vzduchovodů za kanály většího průřezu.

Pravidla výpočtu plochy vzduchových kanálů pro výměnu nebo modernizaci ventilačního systému jsou uvedena zde. Doporučujeme se seznámit s užitečným materiálem.

Po úpravách budou výsledky výpočtu vypadat následovně:

Objem výměny vzduchu u přívodu:

• Ložnice – 81 m³ * 1 = 85 m³/h;
• Obývací pokoj – 38 m² * 3 = 115 m³/h;
• Pracovna – 54 m³ * 1 = 55 m³/h;
• Dětský pokoj – 36 m³ * 1 = 40 m³/h;

Celkem: 295 m³/h.

Objem výměny vzduchu u odtahu:

• Kuchyně – 60 m³ — 220 m³/h;
• WC – 9 m³ — alespoň 50 m³/h;
• Koupelna – 12 m³ — alespoň 25 m³/h.

Celkem: 295 m³/h.

Objemy u přívodu a odtahu jsou stejné, což odpovídá požadavkům při výpočtech výměny vzduchu podle násobnosti.

Výpočet ventilačního systému pro kuchyni je také mimořádně důležitý. Zvláště pokud se tam používá plynové zařízení na vaření

Výpočet výměny vzduchu podle hygienických norem je podstatně jednodušší. Předpokládejme, že v domě uvažovaném výše trvale bydlí dvě osoby a další dvě pobývají v místnosti nepravidelně.

Výpočet se provádí zvlášť pro každou místnost podle normy 60 m³/os. pro stálé obyvatele a 20 m³/h pro dočasné návštěvníky:

• Ložnice – 2 os. * 60 = 120 m³/h;
• Pracovna – 1 os. * 60 = 60 m³/h;
• Obývací pokoj 2 os. * 60 + 2 os. * 20 = 160 m³/h;
• Dětský pokoj 1 os. * 60 = 60 m³/h.

Celkem u přívodu — 400 m³/h.

Pro počet stálých a dočasných obyvatel domu neexistují žádná přísná pravidla, tato čísla se určují na základě reálné situace a selského rozumu.

Dostatečný objem vzduchu včas přiváděný do koupelny a také včasný odvod odpadního vzduchu umožňuje zabránit vzniku zatuchlého vzduchu a výskytu plísní.

Odtah se vypočítá podle norem uvedených v tabulce výše a zvětší se na celkovou hodnotu přívodu:

• Kuchyně – 60 m³ — 300 m³/h;
• WC – 9 m³ — alespoň 50 m³/h;
• Koupelna – 12 m³ — alespoň 50 m³/h.

Celkem u odtahu: 400 m³/h.

Zvýšená výměna vzduchu pro kuchyň a koupelnu. Nedostatečný objem odtahu lze rozdělit mezi všechny místnosti, ve kterých je instalováno odsávací větrání. Nebo tento ukazatel zvýšit pouze pro jednu místnost, jak bylo provedeno při výpočtu podle násobností.

V souladu s hygienickými normami se výměna vzduchu vypočítává obdobným způsobem. Předpokládejme, že plocha domu činí 130 m². Potom by výměna vzduchu přívodem měla činit 130 m² * 3 m³/hod = 390 m³/hod.

Zbývá tento objem rozdělit na místnosti podle odtahu, například takto:

• Kuchyň – 60 m³ — 290 m³/h;
• WC – 9 m³ — alespoň 50 m³/h;
• Koupelna – 12 m³ — alespoň 50 m³/h.

Celkem odtahem: 390 m³/h.

Bilance výměny vzduchu je jedním z hlavních ukazatelů při navrhování větracích systémů. Další výpočty se provádějí na základě těchto údajů.

Jak zvolit průřez vzduchovodu?

Ventilační systém, jak známo, může být kanálový nebo bezkanálový. V prvním případě je třeba správně zvolit průřez kanálů. Pokud je rozhodnuto instalovat konstrukce s obdélníkovým průřezem, pak by se poměr jeho délky a šířky měl blížit 3:1.

Délka a šířka průřezu kanálových vzduchovodů s obdélníkovou konfigurací by měly být v poměru tři ku jedné, aby se snížila hlučnost.

Standardní rychlost pohybu vzduchových hmot v hlavním větracím kanálu by měla být asi pět metrů za sekundu, a na odbočkách až tři metry za sekundu. To zajistí provoz systému s minimální hlučností. Rychlost pohybu vzduchu do značné míry závisí na ploše průřezu vzduchovodu.

Pro výběr rozměrů konstrukce lze použít speciální výpočetní tabulky. V takové tabulce je třeba vybrat vlevo objem výměny vzduchu, například 400 m³/h, a nahoře vybrat hodnotu rychlosti — pět metrů za sekundu.

Poté je třeba najít průsečík vodorovné čáry podle výměny vzduchu se svislou čárou podle rychlosti.

Pomocí tohoto diagramu se vypočítá průřez vzduchovodů pro kanálový ventilační systém. Rychlost pohybu v hlavním kanálu by neměla přesáhnout 5 m/s.

Od tohoto místa průsečíku se vede čára dolů ke křivce, podle které lze určit vhodný průřez. Pro obdélníkový vzduchovod to bude hodnota plochy, a pro kruhový – průměr v milimetrech. Nejprve se provedou výpočty pro hlavní vzduchovod, a poté – pro odbočky.

Tímto způsobem se výpočty provádějí, pokud je v domě plánován pouze jeden odtahový kanál. Pokud je však zamýšleno instalovat několik odtahových kanálů, je třeba celkový objem vzduchovodu pro odtah rozdělit na počet kanálů a poté provést výpočty podle uvedeného principu.

Tato tabulka umožňuje zvolit průřez vzduchovodu pro kanálovou ventilaci s ohledem na objemy a rychlost pohybu vzduchových hmot.

Kromě toho existují specializované výpočetní programy, pomocí kterých lze provádět podobné výpočty. Pro byty a rodinné domy mohou být tyto programy dokonce pohodlnější, protože poskytují přesnější výsledek.

Na normální výměnu vzduchu má vliv jev zvaný zpětný tah, s jehož specifiky a způsoby boje proti němu seznámí námi doporučovaný článek.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Užitečné informace o principech fungování ventilačního systému:

Video #2. Společně s odpadním vzduchem opouští obydlí i teplo. Zde jsou názorně předvedeny výpočty tepelných ztrát spojených s provozem ventilačního systému:

Správný výpočet ventilace je základem jejího úspěšného fungování a zárukou příznivého mikroklimatu v domě nebo bytě. Znalost hlavních parametrů, na kterých jsou takové výpočty založeny, umožní nejen správně navrhnout ventilační systém během stavby, ale také upravit jeho stav, pokud se okolnosti změní.

Chcete se podělit o vlastní zkušenosti s výpočtem a stavbou ventilace? Vznikly vám dotazy při seznamování se s informacemi? Našli jste nedostatky v textu? Pište prosím komentáře do bloku, který se nachází pod textem článku.