Tuto případovou studii jsme zpracovali ve spolupráci firem Alkion a Atrea. Atrea je dodavatelem ventilátorů na popisovaných bytových domech, Alkion zajišťoval zatěsnění VZT potrubí. Všechny uvedené údaje vč. hodnot z ventilátorů vycházejí přímo z dat z terénu, nejedná se o výpočty nebo odhady.
Výchozí stav a zadání projektu
V rámci realizace bytového souboru ve Středočeském kraji byly u objektů SO 02 a SO 05 provozovány centrální vzduchotechnické jednotky s přívodními a odtahovými rozvody vedenými převážně ve stoupačkách a společných prostorách. Již v průběhu uvádění systému do provozu se projevovaly známky výrazných netěsností potrubí – zejména vysoké tlakové ztráty, nutnost nastavení vysokého externího statického tlaku ventilátorů a s tím související zvýšená spotřeba elektrické energie.
Cílem zásahu bylo snížení netěsností potrubních rozvodů bez stavebních zásahů do konstrukcí bytových domů, dosažení vyšší třídy těsnosti dle ČSN EN 16798-3 a vytvoření předpokladů pro optimalizaci provozu vzduchotechnických jednotek, zejména snížení externího statického tlaku a elektrického příkonu ventilátorů.
Metodika a průběh prací
Těsnění vzduchotechnických rozvodů bylo u obou objektů provedeno metodou interního aerosolového utěsnění Aeroseal, která umožňuje utěsnění potrubí z vnitřní strany bez nutnosti stavebních zásahů do konstrukcí objektu. Metoda je vhodná pro bytové domy, kde jsou rozvody vedeny ve stupačkách, instalačních šachtách a podhledech a jejich lokální opravy by byly technicky i provozně problematické.
Před zahájením samotného těsnění proběhla příprava v jednotlivých bytech a společných prostorách. Ta spočívala zejména v zakrytí a zabalonování koncových prvků, jako jsou vyústky, mřížky a regulační elementy, aby bylo možné potrubní síť uzavřít a tlakovat. V této fázi se v praxi ukázala typická omezení bytových domů – zejména rozdílná přístupnost jednotlivých bytových jednotek a komplikovaný přístup ke koncovým prvkům, což je běžný faktor ovlivňující organizaci prací u podobných objektů.
Po přípravě systému bylo provedeno vstupní měření těsnosti potrubních rozvodů. Měření probíhalo v souladu s ČSN EN 12599 a souvisejícími normami pro hodnocení těsnosti vzduchotechnického potrubí. Měření a následná kalibrace byly prováděny přímo diagnostickým systémem jednotky Aeroseal metodou konstantního tlaku. U obou objektů byl systém rozdělen na přívodní a odtahovou část, které byly měřeny samostatně. Výchozí hodnoty jednoznačně potvrdily velmi vysoké úniky vzduchu, které v některých případech neodpovídaly ani nejnižší normové třídě těsnosti ATC 6 (2,5A).
Samotné těsnění bylo prováděno postupně ve dvou sekcích – kompletní přívodní a kompletní odtahové potrubí, vždy při definovaném natlakování potrubí. Aerosolové částice byly do potrubní sítě dávkovány pomocí těsnící jednotky Aeroseal, přičemž celý proces byl kontinuálně monitorován softwarem, který v reálném čase vyhodnocoval aktuální úniky vzduchu. Těsnící částice se usazovaly výhradně v místech netěsností, kde postupně vytvářely pružnou těsnící vrstvu, zatímco v ostatních částech potrubí aerosol systémem pouze procházel.
V průběhu těsnění bylo možné sledovat postupný pokles úniků vzduchu, který se u obou objektů pohyboval v řádu desítek procent již během prvních desítek minut. V některých případech se během procesu projevil únik aerosolu do podhledových prostorů bytů, což indikovalo významné netěsnosti potrubí v těchto místech.
Po dokončení aerosolového těsnění bylo u obou objektů provedeno výstupní měření těsnosti, opět v souladu s ČSN EN 12599. Naměřené hodnoty potvrdily snížení úniků vzduchu v řádu 94–98 % oproti výchozímu stavu, a to jak na přívodním, tak na odtahovém potrubí. Tyto výsledky vytvořily technický předpoklad pro následnou optimalizaci provozních parametrů vzduchotechnických jednotek, zejména pro snížení externího statického tlaku ventilátorů.
Výsledky těsnění potrubních rozvodů
U objektu SO 02 vykazovalo odtahové potrubí před zahájením těsnění velmi vysoké úniky vzduchu, které neodpovídaly ani nejnižší požadované třídě těsnosti ATC 6 (2,5A). Po dokončení aerosolového utěsnění byl únik snížen přibližně o 98 % a systém byl vyhodnocen jako zatěsněný na úroveň ATC 3 (C). U přívodního potrubí došlo po dokončení všech etap prací ke snížení úniků přibližně o 94 %, rovněž s dosažením úrovně odpovídající třídě ATC 3 (C).
Podobných výsledků bylo dosaženo i u objektu SO 05. Odtahové potrubí vykazovalo před zásahem úniky na úrovni, která pouze okrajově splňovala nejnižší normovou třídu ATC 6 (2,5A). Po aplikaci technologie Aeroseal došlo ke snížení úniků přibližně o 98 % a dosažení třídy těsnosti ATC 3 (C). U přívodního potrubí se podařilo snížit úniky rovněž o zhruba 98 %, přičemž výsledná těsnost odpovídala dokonce třídě ATC 2 (D).
Oba objekty se podařilo kompletně zatěsnit během dvou pracovních dnů.
Dopad zlepšení těsnosti na provoz ventilátorů
Zlepšení těsnosti potrubních rozvodů se u obou hodnocených objektů výrazně promítlo do provozních parametrů vzduchotechnických jednotek, zejména do požadovaného externího statického tlaku a elektrického příkonu ventilátorů. Před provedením těsnění bylo nutné provozovat systémy s vysokým externím statickým tlakem, který kompenzoval nejen tlakové ztráty potrubní sítě, ale především významné netěsnosti rozvodů. Část energie ventilátorů tak byla spotřebována na dopravu vzduchu mimo řízený systém, bez přímého přínosu pro větrání bytových jednotek.
Po aplikaci technologie Aeroseal a dosažení výrazného snížení netěsností bylo možné u obou objektů přistoupit k optimalizaci nastavení vzduchotechnických jednotek. Na základě následné analýzy provozních bodů ventilátorů bylo externí statické tlakové nastavení sníženo z původních hodnot okolo 370 Pa na přibližně 175 Pa. Relativně se tak v obou případech jednalo o snížení externího statického tlaku o více než 50 %.
Vliv snížení externího statického tlaku na příkon ventilátorů
Pokles externího statického tlaku se přímo promítl do elektrického příkonu ventilátorů. U objektu SO 02 vedlo snížení externího tlaku k poklesu elektrického příkonu ventilátorů přibližně o 30–35 %, v závislosti na konkrétním pracovním bodě jednotky. U objektu SO 05 byl zaznamenán pokles elektrického příkonu v řádu 25–30 %. Rozdíl mezi objekty odpovídá rozdílným charakteristikám jednotek a jejich pracovním bodům, nikoli rozdílné kvalitě těsnění potrubí.
Z hlediska fyziky proudění jsou tyto výsledky konzistentní. Elektrický příkon ventilátoru není lineárně závislý na tlaku, ale na kombinaci tlaku, průtoku a účinnosti ventilátoru v daném pracovním bodě. Prezentovaná data nepředstavují teoretický výpočet, ale odpovídají změřené realitě provozu po optimalizaci soustavy. Po zatěsnění potrubních rozvodů ventilátory již nemusí překonávat ztráty způsobené netěsnostmi, což umožňuje snížení otáček při zachování požadovaných průtoků vzduchu. Ventilátory se tak posouvají do oblasti vyšší účinnosti, což se projeví relativně výrazným poklesem elektrického příkonu.
Vedle energetických přínosů se snížení externího statického tlaku pozitivně projevuje také na hlučnosti systému a mechanickém namáhání ventilátorů. Nižší otáčky znamenají nižší akustickou zátěž a menší opotřebení ložisek a dalších mechanických částí, což má pozitivní dopad na dlouhodobou provozní spolehlivost vzduchotechnických jednotek.
Závěr
Případová studie objektů SO 02 a SO 05 potvrzuje, že těsnost vzduchotechnických rozvodů není pouze formálním parametrem pro splnění normových požadavků, ale zásadním technickým předpokladem pro energeticky efektivní a stabilní provoz VZT systémů. Zlepšení těsnosti potrubí na úroveň tříd ATC 3, resp. ATC 2, umožnilo snížit externí statický tlak ventilátorů o více než 50 % a dosáhnout poklesu jejich elektrického příkonu v řádu 25–35 %.
Výsledky z obou bytových domů ukazují, že těsnění potrubních rozvodů vytváří přímý a měřitelný prostor pro optimalizaci provozu vzduchotechnických jednotek, a to bez nutnosti stavebních zásahů nebo výměny potrubí. Vedle úspor elektrické energie se pozitivní dopady projevují také ve snížení hlučnosti, menším mechanickém namáhání zařízení a vyšší provozní stabilitě celého systému. Těsnost potrubí se tak v praxi potvrzuje jako jeden z klíčových faktorů, který rozhoduje o skutečné energetické účinnosti větracích systémů v bytových domech.
