Nútené vetranie v pivnici: pravidlá a schémy zariadenia

Suterénne a polosuterénne priestory slúžia rôznym účelom. Predtým sa v nich zriaďovali sklady zeleniny, umiestňovali sa komunikácie. V súčasnosti sa pivniciam priraďujú iné funkcie, od garáží cez športové haly až po kancelárie.

V každom prípade je nútené vetranie v pivnici budovy oprávnenou potrebou, diktovanou nevyhnutnosťou plánovitého prívodu čerstvého vzduchu na výmenu odpadového. Odporúčame dôkladne sa v tejto otázke zorientovať.

Každej pivnici svoje vetranie

Zapustený sklad zeleniny umiestnený pod súkromným domom nepotrebuje nútené, t.j. mechanické vetranie.

Ovocné a zeleninové produkty sa skladujú lepšie, ak je výmena vzduchu v suterénnom priestore minimálna. Preto budú postačovať najjednoduchšie prieduchy a prívodno-odvodné vetracie kanály.

Skladovanú zeleninu v pivnici v zime nemožno intenzívne vetrať. Jednoducho by zamrzla – vonku je mráz.

Podľa projektových noriem pre sklady zeleniny NTP APK 1.10.12.001-02, vetranie napríklad zemiakov a koreňovej zeleniny by malo prebiehať v objeme 50-70 m³/h na tonu zeleniny. Navyše v zimných mesiacoch by sa mala intenzita vetrania znížiť na polovicu, aby koreňová zelenina nezmrzla.

T.j. v chladnom období by malo byť vetranie domácej pivnice v rozsahu 0,3-0,5 objemu vzduchu miestnosti za hodinu.

Potreba núteného vetrania v pivnici vzniká, ak schéma s prirodzeným pohybom vzdušných prúdov nefunguje. Bude však tiež potrebné odstrániť zdroje nadmerného zvlhčovania vzduchu.

Vlhkosť v suterénnych priestoroch

Zatuchnutý vzduch a vlhkosť sú častými problémami pivníc. Prvý problém vzniká v dôsledku nedostatočnej výmeny vzduchu. Pivnica je zahlbená 2,5-2,8 m do zeme, jej steny sú vyrobené s maximálnou nepriepustnosťou pre vlhkosť a vzduch.

Prirodzené vetranie, reprezentované vertikálnymi domovými kanálmi, v mnohých pivniciach a komorách chýba.

Pred riešením otázok vetrania pivnice je potrebné hydroizolovať jej steny. Vetranie pivnice nevyrieši problém hygroskopickosti stien.

Významnú vlhkosť vzduchu v pivničnom priestore spôsobuje slabá hydroizolácia stien. Druhým dôvodom sú opotrebované potrubia vedené cez pivničné miestnosti. Navyše kondenzát sa na nich usádza bez ohľadu na celistvosť potrubí a tesnosť rozoberateľných spojov.

Problém nadmernej vlhkosti je potrebné vyriešiť pred vypracovaním projektu a výstavbou vetracieho systému pivnice. Je potrebné obnoviť alebo zvýšiť stupeň tesnosti stien pivnice, utesniť potrubia a uzavrieť ich izoláciou.

Posledné opatrenie zbaví vplyvu kondenzátu na materiál potrubí. Potom sa určia vetracie potreby pivnice.

Tepelná izolácia rúr proti kondenzátu

Kvapky vody vznikajú len na povrchu domových potrubí, ktorými preteká studená kvapalina (pitná voda a kanalizačný odtok). Vlhkosť prítomná v atmosfére miestností kondenzuje na studených potrubiach v dôsledku rozdielu teplôt medzi ich povrchom a vzduchom.

Čím chladnejšie sú potrubia, čím je vzduch viac nasýtený vlhkosťou – tým aktívnejšie prebieha proces kondenzácie vody.

Ak potrubím preteká studená voda, bude sa na ňom tvoriť kondenzát. Každé takéto potrubie je potrebné uzavrieť tepelnou izoláciou.

Rozdiel teplôt vzduchu a povrchu potrubí studenej vody v rodinných domoch je zvyčajne malý. Pri občasnom používaní studenej vody domácnosťami totiž nedochádza k jej pohybu v potrubí, a preto sa teploty domácej atmosféry a potrubia takmer vyrovnávajú.

Avšak vo viacpodlažnej budove, bytovej alebo kancelárskej, sa studená voda používa prakticky nepretržite a potrubie je neustále studené.

Najjednoduchší spôsob boja proti kondenzátu na potrubiach je vyrovnanie teplôt potrubí a atmosféry. Je potrebné zakryť studené potrubie paro- a tepelnoizolačným materiálom po celej dĺžke.

Kondenzát sa zhromažďuje na studenom potrubí bez ohľadu na to, z čoho je vyrobené. Polyméry, železné kovy, liatina alebo meď – na tom nezáleží. Izolovať bude potrebné všetky potrubia «studených» komunikácií!

Izolovať vodovodné potrubia od pôsobenia kondenzátu a vlhkej suspenzie vo vzduchu nie je zložité. Potrebná je iba rúrka z penového LDPE, tapetový nôž a armovaná lepiaca páska.

Zabrániť kontaktu studeného potrubia so vzduchom umožní rúrkový tepelný izolant z penového LDPE. Stena tepelnoizolačnej «rúrky» – najmenej 30 mm. Priemer rúrkového izolantu sa volí o niečo väčší ako priemer potrubia, ktoré sa izoluje od atmosférickej vlhkosti. Nainštalovať izolant je jednoduché – pozdĺžne ho rozrezať a potom ním potrubie obaliť.

Ihneď po utesnení potrubia tepelným izolantom je potrebné ho zhora omotať armovanou lepiacou páskou pre potrubia. Pre maximálnu tepelnú izoláciu a väčšiu príťažlivosť sa používa omotanie fóliovou (hliníkovou) lepiacou páskou.

Uzatváracia armatúra a zložito zakrivené časti studeného potrubia, ktoré nie je možné zakryť rúrkovou izoláciou, sa omotávajú lepiacou páskou vo viacerých vrstvách.

Výpočet výmeny vzduchu v suterénnom priestore

Predtým, než sa začneme zaoberať hľadaním ventilačného zariadenia a plánovať umiestnenie ventilačných kanálov v pivnici, je potrebné určiť potreby výmeny vzduchu. V zjednodušenom formáte, t.j. bez zohľadnenia možného obsahu škodlivých látok v atmosfére pivnice, sa výmena vzduchu v nej vypočíta podľa vzorca:

L=V_podv • K_r

V ktorom:

• L – vypočítaná potreba výmeny vzduchu, m³/h;
• V_podv – objem pivničného priestoru, m³;
• K_r – minimálna násobnosť výmeny vzduchu, 1/h (pozri nižšie).

Získaná hodnota výmeny vzduchu umožní určiť výkonové charakteristiky systému núteného vetrania pivnice.

Výpočet vzdušného objemu pivničného priestoru sa vykonáva vynásobením výšky, šírky a dĺžky

Avšak pre výpočet vzorca sú potrebné údaje o vzdušnom objeme miestnosti a násobnosti výmeny vzduchu.

Prvý parameter sa vypočíta takto:

V_podv=A•B•H

Kde:

• A – dĺžka pivnice;
• B – šírka pivnice;
• H – výška pivnice.

Na určenie objemu miestnosti v kubických metroch sa výsledky meraní jej šírky, dĺžky a výšky prevedú na metre. Napríklad pre pivnicu so šírkou 5 m, dĺžkou 20 m a výškou 2,7 m bude objem 5 • 20 • 2,7 = 270 m³.

Potreby výmeny vzduchu tejto miestnosti priamo závisia od počtu ľudí, ktorí sa v nej nachádzajú. Zohľadňuje sa aj stupeň fyzickej aktivity návštevníkov.

Pre priestranné pivnice sa minimálna intenzita výmeny vzduchu K_p určuje z výpočtu potrieb jednej osoby na čerstvý (privádzaný) vzduch za hodinu. V tabuľke sú uvedené normatívne potreby človeka na výmenu vzduchu v závislosti od využitia danej miestnosti.

Tiež je možné vypočítať výmenu vzduchu podľa počtu ľudí, ktorí sa budú v pivnici zdržiavať (napríklad pracovať):

L=L_osôb•N_l

Kde:

• L_os – norma výmeny vzduchu pre jednu osobu, m³/h•os;
• N_os – vypočítaný počet ľudí v pivničnej miestnosti.

Normami sa stanovujú potreby človeka na 20-25 m³/h privádzaného vzduchu pri slabej fyzickej aktivite, 45 m³/h pri vykonávaní nenáročnej fyzickej práce a 60 m³/h pri vysokej fyzickej záťaži.

Výpočet výmeny vzduchu s ohľadom na teplo a vlhkosť

Pri potrebe výpočtu výmeny vzduchu zohľadňujúcej odstránenie nadbytočného tepla sa používa vzorec:

L=Q/(p•Cp•(t_o-t_p))

V ktorom:

• p – hustota vzduchu (pri t 20 °C sa rovná 1,205 kg/m³);
• C_p – tepelná kapacita vzduchu (pri t 20 °C sa rovná 1,005 kJ/(kg•K));
• Q – množstvo uvoľneného tepla do pivnice, kW;
• t_o – teplota vzduchu odvádzaného z miestnosti, °C;
• t_p – teplota privádzaného vzduchu, °C;

Potreba zohľadnenia tepla odstráneného pri vetraní je nevyhnutná na udržanie určitej teplotnej rovnováhy v atmosfére pivnice.

V pivniciach rodinných domov sa často zriaďujú posilňovne. V tomto variante využitia pivničnej miestnosti je plnohodnotná výmena vzduchu obzvlášť dôležitá.

Súčasne s odstraňovaním vzduchu v procese výmeny vzduchu sa odstraňuje aj vlhkosť uvoľnená do neho rôznymi vlhkosť obsahujúcimi objektmi (vrátane ľudí). Vzorec na výpočet výmeny vzduchu s ohľadom na uvoľňovanie vlhkosti:

L=D/((d_o-d_p)•p)

V ktorom:

• D – množstvo vlhkosti uvoľnenej pri výmene vzduchu, g/h;
• d_o – obsah vlhkosti v odvádzanom vzduchu, g vody/kg vzduchu;
• d_p – obsah vlhkosti v privádzanom vzduchu, g vody/kg vzduchu;
• p – hustota vzduchu (pri t 20^°C je 1,205 kg/m³).

Výmena vzduchu zahŕňajúca uvoľňovanie vlhkosti sa vypočítava pre objekty so zvýšenou vlhkosťou (napríklad bazény). Uvoľňovanie vlhkosti sa tiež berie do úvahy pre pivničné miestnosti navštevované ľuďmi za účelom fyzických cvičení (napríklad posilňovňa).

Stabilne vysoká vlhkosť vzduchu výrazne skomplikuje prácu núteného vetrania pivnice. Bude potrebné doplnenie vetrania filtrami na zachytávanie kondenzovanej vlhkosti.

Výpočet parametrov vzduchovodov

S údajmi o objeme vzduchu vetrania prechádzame k určeniu charakteristík vzduchovodov. Je potrebný ešte jeden parameter – rýchlosť prečerpávania vzduchu vetracím kanálom.

Čím rýchlejšie je vzduchový prúd preháňaný, tým menej objemné vzduchovody možno použiť. Zároveň však vzrastie hlučnosť systému a sieťový odpor. Optimálne je prečerpávať vzduch rýchlosťou 3-4 m/s alebo nižšou.

Pri znalosti výpočtového prierezu vzduchovodov je možné zvoliť ich skutočný prierez a tvar podľa tejto tabuľky. Taktiež zistiť prietok vzduchu pri určitých rýchlostiach jeho dodávky.

Ak interiér pivnice umožňuje použiť vzduchovody kruhového prierezu, je výhodnejšie ich použiť. Navyše sieť vetracích kanálov z kruhových vzduchovodov sa ľahšie montuje, pretože sú flexibilné.

Tu je vzorec, ktorý umožňuje vypočítať plochu vzduchovodu podľa jeho prierezu:

S_SV=L•2,778/V

V ktorom:

• S_sv – výpočtová plocha prierezu vetracieho kanála (vzduchovodu), cm²;
• L – prietok vzduchu pri prečerpávaní vzduchovodom, m³/h;
• V – rýchlosť, ktorou sa vzduch pohybuje vzduchovodom, m/s;
• 2,778 – hodnota koeficientu, ktorý umožňuje zladiť nehomogénne parametre v zložení vzorca (centimetre a metre, sekundy a hodiny).

Plochu prierezu vetracieho kanála je vhodnejšie počítať v cm². V iných jednotkách merania je tento parameter vetracieho systému ťažko vnímateľný.

Ku každému prvku vetracieho systému je lepšie privádzať vzduchový prúd určitou rýchlosťou. Inak vzrastie odpor vo vetracom systéme.

Avšak určenie výpočtovej plochy prierezu vetracieho kanála neumožní správne zvoliť prierez vzduchovodov, pretože nezohľadňuje ich tvar.

Vypočítať požadovanú plochu vzduchovodu podľa jeho prierezu je možné pomocou nasledujúcich vzorcov:

Pre kruhové vzduchovody:

S=3,14•D²/400

Pre obdĺžnikové vzduchovody:

S=A•B /100

V týchto vzorcoch:

• S – skutočná plocha prierezu vetracieho kanála, cm²;
• D – priemer kruhového vzduchovodu, mm;
• 3,14 – hodnota čísla π (pí);
• A a B – výška a šírka vzduchovodu obdĺžnikového prierezu, mm.

Ak je kanál vzduchovej trasy jeden, potom sa skutočná plocha prierezu počíta len pre neho. Ak sa z hlavnej trasy vykonajú odbočky, tento parameter sa vypočíta pre každú „vetvu“ samostatne.

Výpočet odporu vetracej siete

Čím vyššia je rýchlosť pohybu vzduchu vo vetracom kanáli, tým vyšší je odpor pohybu vzdušných hmôt v komplexe vetrania. Tento nepríjemný jav sa nazýva „strata tlaku“.

Ak sa prierez ventilačných vzduchovodov postupne zvyšuje, dosiahne sa stabilná rýchlosť vzduchu po celej jeho dĺžke. Pritom sa odpor pohybu vzduchu nezvýši.

Ventilačná jednotka musí vyvinúť tlak vzduchu, ktorý umožní prekonať odpor siete distribúcie vzduchu. Len tak sa dosiahne potrebný prietok vzduchu v ventilačnom systéme.

Rýchlosť vzduchu pohybujúceho sa vetracími kanálmi sa určuje vzorcom:

V=L/(3600•S)

V ktorom:

• V – vypočítaná rýchlosť prečerpávania vzdušných hmôt, m³/h;
• S – plocha prierezu kanála vzduchovodu, m²;
• L – požadovaný prietok vzduchu, m³/h.

Výber optimálneho modelu ventilátora pre ventilačný systém by sa mal vykonať porovnaním dvoch parametrov – statického tlaku vyvíjaného ventilačnou jednotkou a vypočítaných tlakových strát v systéme.

Umiestnením ventilačnej jednotky do stredu rozvetveného systému vzduchovodov sa stabilizuje rýchlosť prívodu vzduchu po celej jeho dĺžke.

Tlakové straty v rozsiahlom ventilačnom komplexe zložitej architektúry sa určujú súčtom odporov pohybu vzduchu v jeho zakrivených úsekoch a stavebnicových prvkoch:

• v spätnom ventile;
• v tlmičoch hluku;
• v difúzoroch;
• vo filtroch jemného čistenia;
• v inom zariadení.

Nie je potrebné samostatne vypočítať tlakovú stratu v každej takejto „prekážke“. Stačí použiť grafy tlakových strát vo vzťahu k prietoku vzduchu, ktoré poskytujú výrobcovia vetracích kanálov a príslušného zariadenia.

Pri výpočte ventilačného komplexu zjednodušenej konštrukcie (bez montážnych prvkov) je prípustné použiť typické hodnoty tlakovej straty. Napríklad v suterénnych priestoroch s plochou 50-150 m² budú straty na odpore vzduchovodov približne 70-100 Pa.

Výber odsávacieho ventilátora

Aby ste sa rozhodli pre výber vetracej jednotky, musíte poznať potrebný výkon ventilačného komplexu a odpor vzduchovodov. Pre nútené vetranie pivnice postačí jeden ventilátor zabudovaný do odsávacieho kanála.

Prívodný vzduchovod spravidla nepotrebuje vetraciu jednotku. Stačí malý rozdiel tlakov medzi miestami prívodu vzduchu a jeho odberu, zabezpečený prácou odsávacieho ventilátora.

Keď poznáte vypočítaný (potrebný) tlak v systéme vzduchovodov, môžete určiť, či je daný model vetracej jednotky vhodný na úplné zásobovanie miestností vzduchom. Stačí nájsť pozíciu podľa tlaku, viesť čiaru ku grafu, potom nadol.

Je potrebný model ventilátora, ktorého výkon je o niečo (o 7-12%) vyšší ako vypočítaný.

Vhodnosť vetracej jednotky môžete skontrolovať podľa grafu závislosti výkonu od tlakovej straty.

Pomocou údajov o vypočítanom prietoku vzduchu môžete určiť tlakové straty v zakrivených úsekoch vzduchovodov.

Ak si musíte vybrať medzi zámerne výkonnejšou a príliš slabou vetracou jednotkou – priorita zostáva pri výkonnom modeli. Bude však potrebné nejako znížiť jeho výkon.

Optimalizácia príliš výkonného odsávacieho ventilátora sa dosahuje týmito spôsobmi:

• Namontovať pred vetraciu jednotku vyvažovací škrtiaci ventil, čo umožní „priškrtiť“ ju. Prietok vzduchu pri čiastočnom zablokovaní odsávacieho kanála sa zníži, ventilátor však bude musieť pracovať so zvýšenou záťažou.
• Zapínať vetraciu jednotku na prácu v nízkych a stredných režimoch rýchlosti. Je to možné, ak jednotka podporuje 5-8 rýchlostnú reguláciu alebo plynulé zrýchlenie. Podpora viacrýchlostných pracovných režimov však v lacných modeloch ventilátorov nie je, majú maximálne 3 stupne regulácie rýchlosti. A na správne nastavenie výkonu sú tri rýchlosti málo.
• Zredukovať maximálny výkon odsávacej jednotky na minimum. Je to uskutočniteľné, ak automatika ventilátora umožňuje riadenie jeho najvyššej rýchlosti otáčania.

Samozrejme, môžete ignorovať príliš vysoký výkon vetrania. Budete však musieť priplácať za elektrickú a tepelnú energiu, pretože odsávanie bude príliš aktívne vytŕhať teplo z miestnosti.

Schéma vzduchovodov suterénneho vetrania

Prívodný kanál je vyvedený za fasádu pivnice, je vybavený mriežkou na nasávanie vzduchu. Jeho spätný vývod, ktorým vzduch prúdi, klesá k podlahe vo vzdialenosti pol metra od nej.

Na minimalizáciu tvorby kondenzátu je potrebné prívodný kanál zvonku tepelne izolovať, najmä jeho „vonkajšiu“ časť.

Aby ste zistili stratu tlaku v systéme priamych vzduchovodov, musíte poznať rýchlosť vzduchu a použiť tento graf.

Nasávací otvor odsávania je umiestnený pri strope, na opačnom konci miestnosti oproti miestu prívodného otvoru. Umiestňovať otvory odsávania a prívodného kanála na jednej strane pivnice a v rovnakej úrovni je nezmyselné.

Keďže normy bytovej výstavby nepripúšťajú používanie vertikálnych kanálov prirodzeného odsávania pre nútené vetranie, nie je možné na ne napájať vzduchovody.

V prípade, že nie je možné umiestniť prívodný a odvodný kanál na rôzne strany pivnice (je k dispozícii iba jedna fasádna stena), je potrebné rozmiestniť body nasávania a výfuku vzduchu vertikálne o 3 metre a viac.

Závery a užitočné video k téme

V tomto videu sú názorne demonštrované znaky nekvalitného vetrania suterénu. V tejto pivnici sú akoby kanály prívodno-odvodnej výmeny vzduchu, ale vzduch nimi neprúdi. Sú tu všetky problémy pivnice – vlhkosť, zatuchnutý vzduch a hojný kondenzát na obvodových konštrukciách:

Na videu nižšie je uvedené praktické riešenie núteného odsávania pivnice pomocou chladiča z PC a solárneho panelu. Zaznamenávame originalitu prevedenia tohto projektu vetrania. Pre pivnicu typu „skladovanie zeleniny“ je takáto realizácia výmeny vzduchu úplne prípustná:

Keďže plnohodnotné zníženie vlhkosti v pivnici nie je možné bez tepelnej izolácie „studených“ potrubí, predkladáme video o aplikácii rúrkovej izolácie. Zaznamenávame, že pri technickom určení pivnice je racionálne úplné omotanie tepelne izolovaného potrubia armovanou páskou – je to spoľahlivejšie:

„Opustenú“ pivnicu je celkom možné premeniť na miestnosť požadovaného účelu. Stačí vyriešiť problém výmeny vzduchu a odstrániť zdroje vlhkosti. V každom prípade by suterénne podlažie budovy nemalo predstavovať vlhké miesto zarastené plesňou. Veď jeho steny sú základom stavby, ktorého zničenie je neprípustné.

Chcete si sami zariadiť vetranie v pivnici, ale nie ste si istí, že všetko robíte správne? Svoje otázky k téme článku položte v bloku nižšie. Tu sa môžete podeliť aj o skúsenosti so samostatným zariaďovaním vetrania v pivnici alebo suteréne.