Bytový dům pro účely porovnání větrání okny a komfortním systémem
Komfortní větrání - Výzkumný projekt

Porovnání větrání v novostavbě. Okny vs. řízené větrání

Cílem výzkumu je srovnání větrání okny a komfortního větrání s rekuperací tepla v bytovém domě podložené daty z reálného měření.

Podrobné výsledky případové studie

Porovnání kvality vzduchu a spotřeby při větrání s rekuperací tepla a větrání okny

V bytovém domě s několika jednotkami ve švýcarském Bürenu jsou 2 byty vybaveny větracími jednotkami řady Zehnder ComfoAir Q 350 a 2 další identické byty jsou větrány manuálně pravidelně otevíranými dveřmi a okny.

Pro účely případové studie byly tyto byty kompletně vybaveny senzory a nepřetržitě monitorovány po dobu 1 roku.

Whitepaper, Research, Project, balanced ventialtion, Comparison, window ventilation, Büren, ComfoAir Q

Informace k výzkumnému projektu

Téma

Vnitřní klima a kvalita vzduchu v interiéru obytných budov.

 

Zkoumané objekty

Celkem 4 byty v patrovém bytovém domě v Bürenu:
Dva byty jsou větrány manuálně okny, další dva byty jsou vybaveny řízeným větráním s rekuperací tepla Zehnder.

Vzduchotechnická zařízení byla instalována spolu s tepelným čerpadlem v technické místnosti v suterénu. Teplo v bytech je zajištěno podlahovým vytápěním, které lze použít také v létě pro účely chlazení.

Cíl

Srovnání mezi manuálním větráním okny a použitím systému komfortního větrání podložené měřením.

To umožňuje objektivní a přesnými daty podloženou diskusi na téma systémů mechanického větrání a poskytnout informace o tom, jak zajistit zdravé životní podmínky v obytných prostorách: provozováním řízeného větrání s rekuperací tepla nebo pravidelným otevíráním dveří a oken.

Měření

07/2019 - 06/2020

Vyhodnocená měření poskytují výsledky ke kvalitě vnitřního vzduchu a spotřeby energie na vytápění a chlazení.

 

Na výzkumu se podílely společnosti

Zehnder Group Schweiz AG; az Holz AG, poskytovatel služeb projektování a dřevostavitelství; švýcarský specialista na dřevostavby Lignotrend GmbH; Bernská univerzita aplikovaných věd pro dřevostavby

1. Význam kvality vzduchu v interiéru

„Běžte ven na čerstvý vzduch“: Takovou radu nám naši prarodiče dávali, když jsme ještě byli děti. Měli pravdu. Každý den vdechneme přibližně 11 000 litrů vzduchu. To je ekvivalent asi 50 koupelnových van plných vzduchu. Dokonce i Světová zdravotnická organizace (WHO) zdůrazňuje význam čerstvého vzduchu pro naše zdraví1.

Různé studie ukazují dopad špatného ovzduší2. Kromě jemného prachu a dalších znečišťujících látek je hlavním ukazatelem dobré kvality vzduchu v interiéru úroveň CO2. Hladina CO2 vyšší než 1000 ppm může vést k příznakům, jako jsou bolesti hlavy, nevolnost nebo únava. Avšak kombinace znečišťujících látek a vysokého obsahu CO2 ve vzduchu může dokonce vést k nebezpečnějším onemocněním dýchacích cest, jako je astma nebo dokonce infarkt.

Jelikož trávíme téměř 90 procent svého času v uzavřených místnostech3 a 65 procent ve svých domovech4, rozhodně potřebujeme dostatek čerstvého vzduchu uvnitř našich budov. V dnešní době je to poměrně obtížná podmínka pro splnění. Často žijeme v hustě osídlených městech nebo v blízkosti průmyslových oblastí. Takže i když často otevíráme okna, stále se mohou do našich plic dostat znečišťující látky. Kromě toho jsou novostavby a zrekonstruované budovy velmi dobře zateplené a vzduchotěsné. Tato vzduchotěsnost chrání naše životní prostředí, ale také snižuje rychlost výměny vzduchu.

Aby byla kvalita vzduchu uvnitř budov udržována na zdravé úrovni, je třeba jej často vyměňovat. Společnost Zehnder se se svými produkty a službami zaměřuje na inovativní řešení pro zdravé, komfortní a energeticky účinné vnitřní klima. Proto jsme chtěli zjistit, jak nejlépe zabezpečit zdravé životní podmínky v našich domovech: buď zavedením řízeného systému větrání, nebo pravidelným otevíráním dveří a oken.

V průběhu celého roku jsme realizovali případovou studii. Jako předmět studia nám posloužil bytový dům. Průběžně byly monitorovány čtyři byty, které nabízely množství údajů o kvalitě vzduchu v interiéru, venkovních podmínkách a spotřebě energie. Rozdíl mezi byty: dva z nich disponovaly řízeným větráním a dva z nich využívaly větrání okny.

Následující kapitola nabízí popis našeho přístupu a parametry studie. Výsledky výzkumného projektu jsou uvedeny v kapitole 3. Shrnutí našich nejdůležitějších zjištění naleznete v oddílu 4.

90 % svého života trávíme ve vnitřních prostorách. Aby byla kvalita vzduchu v interiéru udržována na zdravé úrovni, je třeba jej často vyměňovat.

2. Přístup, obecné podmínky a hodnoty

2.1 Předmět studie

Byty, které jsme porovnávali, se nacházejí v domě postaveném v roce 2017 ve švýcarském Bürenu. Místní podmínky, typ objektu a dispozice interiéru byly vybrány tak, aby odpovídaly typickým podmínkám, a jsou shodné s běžnou výstavbou, jak ji známe z českého prostředí. Odpovídá aktuálně platným kritériím pro výstavbu včetně parametrů opláštění budovy.

Budova disponuje nejmodernější izolací a vysokou úrovní vzduchotěsnosti. Má suterén, dvě patra a podkrovní byt. V prvním i ve druhém patře jsou vždy dva byty. Byty vlevo mají plochu 80 m2 , byty vpravo 113 m2.

V levém horním bytě žije jedna osoba a každý z ostatních bytů obývají dva lidé.

Horní byty jsou větrány okny. Větrání dvou spodních bytů zajišťuje větrací jednotka Zehnder ComfoAir Q350. Jednotky ComfoAir Q jsou vybaveny entalpickým výměníkem, který vyměňuje teplo a vlhkost mezi přívodním a odvětrávaným vzduchem. Všechny dveře a okna lze otevřít.
 

2.2 Parametry měření  

Naše srovnání se zaměřuje výhradně na typ použitého větrání, výslednou kvalitu vzduchu v interiéru a spotřebu energie pro vytápění a chlazení bytů.

Jako ukazatel kvality vzduchu ve vnitřním prostoru byly hodnoty CO2 měřeny v ppm. Podle doporučení zdravotnických organizací považujeme hodnoty nad 1000 ppm za nezdravé, hodnoty pod 800 ppm za dobré a od 800 ppm do 1000 ppm za uspokojivé.

V této studii jsme také analyzovali spotřebu energie potřebné k udržení komfortní teploty bytů.

Pro větší srozumitelnost označujeme v následujících odstavcích byty v prvním patře jako „spodní byty“ a byty ve druhém patře jako „horní byty“.

Obr. 1: Průřez budovou se zobrazením velikosti rodiny a typem větrání.

2.3 Způsob měření

Sledované údaje pocházejí z různých zdrojů:

  • Jednotky ComfoAir Q poskytují údaje o nuceném rovnotlakém větrání. Měří a zaznamenávají každých pět minut.
  • Čidla kvality vzduchu shromažďují údaje o interiérovém vzduchu každou minutu.
  • Otevírání oken je monitorováno kontaktními čidly, která rozlišují mezi vyklopeným a otevřeným oknem.
  • K měření vzdálenosti otevření posuvných dveří se používá speciální čidlo vzdálenosti.
  • Tepelné čerpadlo poskytuje každou hodinu údaje o spotřebě energie pro každý byt.

 

Pro dlouhodobou analýzu jsme zprůměrovali údaje získané z bodů 1 a 2 a převedli je na hodinové hodnoty. Kromě toho jsme použili faktor vyvětrání, který odráží počet otevřených oken a dobu jejich otevření. Tento faktor se pohybuje od 0 % při všech zavřených dveřích a oknech až po 100 % při všech otevřených dveřích a oknech.

Obr. 2: Půdorys čtyř analyzovaných bytů s velikostí rodiny, typem větrání a možnostmi vyvětrání vyznačenými modrými kruhy.
Vzduch, který dýcháme, je opravdu dobrý, pouze pokud obsah CO2 nepřesahuje 800 ppm.

3. Podrobné výsledky

3.1 Kvalita vzduchu v interiéru

3.1.1 Vzorový den v létě

Jak ukazuje obrázek níže, byt s řízeným větráním (a) má v obývacím pokoji a ložnici průměrnou hodnotu CO2 od 400 do 600 ppm. Během noci se obsah CO2 zvyšuje. Během dne jsou obyvatelé bytu pravděpodobně v práci, ale větrací systém pokračuje ve výměně/obnově vzduchu. V důsledku toho průměrná hodnota oxidu uhličitého v bytě klesá z téměř 600 ppm na 400 ppm. Večer se hodnota CO2 mírně zvýší. Průměrná kvalita vzduchu v místnosti je nicméně v průběhu dne dobrá.

Obyvatelé s manuálním větráním (b) nechávají v noci otevřeno několik oken. Opouštějí dům ráno a nechávají jedno okno ve vyklopené poloze, což, jak ukazují naměřené hodnoty, nezajišťuje dostatečnou výměnu vzduchu v místnosti. Hodnota CO2 zůstává během dne přibližně 800 ppm. Když se obyvatelé večer vrátí domů, všechna okna a dveře jsou zavřené. V důsledku toho se hladina CO2 zvyšuje až na 1200 ppm. Během dne hodnota CO2 neklesá pod 600 ppm. Navzdory použitému větrání okny je kvalita vzduchu v interiéru dokonce pouze uspokojivá (800–1000 ppm CO₂) až nízká (nad 1000 ppm CO₂).

Whitepaper, Research, Project, balanced ventialtion, Comparison, window ventilation, Büren, ComfoAir Q

Obr. 3: Příklad faktoru vyvětrání a hodnoty CO2 během letního dne pro byt větraný řízeným větráním (a) a pro byt s přirozeným vyvětráním okny (b).

3.1.2 Kvalita vzduchu v interiéru po dobu jednoho roku

Obrázek 4) znázorňuje hodnoty CO2 všech sledovaných místností jako kobercové grafy. Tyto grafy ukazují, v jakou denní dobu a v jaké sezóně je kvalita
vzduchu
v interiéru dobrá, uspokojivá nebo špatná.

Byty s automatickými větracími systémy mají lepší kvalitu vzduchu ve vnitřních prostorách než byty větrané pouze okny. Nucené větrání zajišťuje zpravidla dostatečnou výměnu vzduchu v interiéru. 

Občas, samozřejmě, přijdou i hosté, například o vánočních svátcích. Abychom dosáhli spolehlivých výsledků při monitoringu kvality větrání, poučili jsme obyvatele domu, aby udržovali nastavení průtoku větrání na konstantní úrovni.

Obr. 4: Kvalita vzduchu v interiéru během období delšího než jeden rok ve všech místnostech bytu. Jednotlivé kobercové grafy se pohybují vodorovně od července 2019 do června 2020 a svisle dolů od 0:00 do 23:00. Zelená barva označuje dobrou kvalitu vzduchu, oranžová znamená uspokojivou a červená špatnou kvalitu vzduchu v interiéru.
3.1.3 Počet hodin s nezdravými hodnotami CO2

Spočítali jsme také počet hodin, kdy hladina CO2 překročila 1000 ppm.

Jak je vidět na obrázku 5), existuje obrovský rozdíl mezi byty s rovnotlakým větráním bez starostí a byty s manuálním způsobem větrání okny. Typická hodnota je nižší než 100 hodin při použití větracího systému a 3000 až 5000 hodin u větrání okny.

To znamená, že v ručně větraných bytech je kvalita vzduchu na nezdravé úrovni asi 30× až 50× častěji. Celkově se v bytech s řízeným větráním vyskytují nezdravé hodnoty CO2 pouze v 1 % případů za měřené období (tedy za rok), zatímco byty s větráním okny vykazují nezdravé hodnoty ve 30–60 % času.

Obr. 5: Půdorys podlaží se sledovaným počtem hodin s hodnotami CO2 nad 1000 ppm. Faktor vyvětrání sledovaný po celý rok.
Celkově se ve zkoumaných bytech s řízeným větráním vyskytují nezdravé hodnoty CO2 pouze v 1 % času za období jednoho roku, zatímco byty s větráním okny vykazují tyto hodnoty ve 30–60 % případů.

3.2 Spotřeba energie na vytápění a chlazení bytů

Vzhledem k tomu, že kvalita vnitřního vzduchu se v bytech s řízeným větráním ukázala být tak dobrá, chtěli jsme změřit, jaký dopad na spotřebu energie má plynulý průtok čerstvého vzduchu doručený větracím systémem ve srovnání s větráním okny.

Celková spotřeba na vytápění v každém bytě je znázorněna na obrázku 6. Výsledky ukazují, že dva byty vlevo mají podobnou spotřebu energie na vytápění, i když levý spodní byt má o něco vyšší úroveň vyvětrání okny.

V pravém spodním bytě bylo zapotřebí mnohem více energie – téměř dvakrát více než v levém spodním bytě se stejným větráním. To bylo částečně způsobeno sklepem pod ním, který nebyl ani vytápěn, ani chlazen, zatímco ostatní byty měly vytápěné vnitřní prostory nad i pod nimi. Jedná se o tzv. „neighbour´s effect“ (efekt souseda): množství spotřebované energie se mění podle průměrné pokojové teploty přilehlých prostor. Dalším důvodem bylo vyšší nastaveni termostatu v pravém spodním bytě.

Monitorované využití vytápění a chlazení bytu závisí na faktoru vyvětrání. To je logické, protože venkovní vzduch přicházející oknem musí být přizpůsoben požadované teplotě.

 

Obrázky 6 a 7 ukazují, že pro stejný faktor vyvětrání je spotřeba energie pro vytápění a chlazení nižší při řízeném větrání.

Na obrázku 6 porovnáváme celkovou spotřebu na vytápění 22 kWh/m2 spodního levého bytu a 29 kWh/ m2 horního pravého bytu se stejným využíváním oken (stejný faktor vyvětrání 5 %). Vidíme,že přidání vyváženého větracího systému nevede k vyšší spotřebě energie na vytápění; spotřeba je ve skutečnosti o 24 % nižší.

Na obrázku 7 porovnáváme celkovou spotřebu na chlazení 5,9 kWh/m2 a 9,1 kWh/m2 obou levých bytů se stejným faktorem vyvětrání. Lze vyvodit závěr, že přidáním vyváženého větracího systému ušetříte přibližně 35 % energie na chlazení.

Při stejných podmínkách větrání má byt s řízeným větráním nižší spotřebu energie na vytápění, a to o 24 %. Celková spotřeba energie na chlazení bytů v měřeném období ukazuje úsporu přibližně 35 % v bytových jednotkách s větracím systémem.

4. Závěr

Porovnání kvality vzduchu v místnosti ukázalo, že spodní byty s řízeným větráním mají mnohem lepší kvalitu vzduchu v interiéru než horní byty, kde se větrá manuálně okny. Při pohledu na hodnoty CO2 jsme prokázali, že obyvatelé s řízeným rovnotlakým větracím systémem žijí v mnohem zdravějším prostředí. 

Systém větrání zajišťuje stálou výměnu čerstvého vzduchu v prostředí bytu. Manuální větrání zajišťuje čerstvý vzduch pouze tehdy, když je otevřeno více oken. Průměrné větrání okny po delší dobu neposkytuje stejnou úroveň kvalitního vzduchu jako větrací systém. Na rozdíl od toho, co by se dalo očekávat, větrání okny nedokáže zajistit zdravé vnitřní klima, protože ve 30–60 % případů hodnoty CO2 překračují 1000 ppm.

Celková spotřeba energie potřebná pro větrání vnitřního prostoru ukazuje závislost na četnosti a době, po kterou jsou okna otevřena. Pořízení systému řízeného větrání obytného prostoru s rekuperací tepla a chladu nevede k vyšší spotřebě energie a výrazně zlepšuje kvalitu vzduchu v interiéru. 

Whitepaper, Research, Project, balanced ventialtion, Comparison, window ventilation, Büren, ComfoAir Q
Webinář Zehnder

Porovnání kvality vzduchu a spotřeby při větrání s rekuperací tepla a větrání okny

Studii provedené v tomto bytovém domě jsme se věnovali také při našem webináři.

Můžete si projít výsledky měření společně s komentářem našich obchodně-technických zástupců.

Ve verzi s entalpickým výměníkem

Přísun čerstvého vzduchu v bytovém domě Büren zajišťuje větrací jednotka ComfoAir Q

Inteligentní větrací jednotka Zehnder ComfoAir Q
Komfortní větrání na nejvyšší úrovni

Tichá, výkonná a energeticky úsporná větrací jednotka.

Návrh větrání zdarma
Vyžádejte si
Připravíme nabídku na míru - pomůžeme s vyřízením dotace

Použité zdroje:

  • 1 - viz: www.who.int/airpollution/household/pollutants/combustion/en/

  • 2 - viz např. Myhrvold AN, Olsen E, Lauridsen O 1996: Vnitřní prostředí ve školách – zdraví a výkon žáků s ohledem na koncentrace CO2. Proc Indoor Air i96 4: 369–374 a BERNDT STENBERG, NILS ERIKSSON, JONAS HÖÖG, JAN SUNDELL, STIG WALL, The Sick Building Syndrome (SBS) in Office Workers. A Case-Referent Study of Personal, Psychosocial and Building-Related Risk Indicators, International Journal of Epidemiology, Volume 23, Issue 6, December 1994, str. 1190–1197

  • 3 - https://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/health_impacts_climate_change_indoor_environment_uk_review_447na1_en.pdf

  • 4 - viz: Harvard, T.H. CHAN School of Public Health 2019: Domovy pro zdraví, 36 odborných rad, jak udělat náš domov zdravějším. str. 8

Máte-li dotaz, napište nám prosím.

Všeobecný dotaz

Ke kontaktnímu formuláři

Žádost o nabídku

Ke kontaktnímu formuláři

Servis a náhradní díly

Ke kontaktnímu formuláři
Máte dotaz? Neváhejte nám zavolat.

Všeobecný dotaz

+420 383 136 222

Cenové nabídky, technická podpora (Komfortní větrání)

+420 704 614 060

Servis a náhradní díly (Komfortní větrání)

+420 704 973 824