Blower door test

Jeden z významných prostředků dosažení nízké energetické náročnosti budov, zvláště pasivních je vzduchotěsnost obálky budovy. Důvodů pro nízkou průvzdušnost konstrukce budov je více. Prvně - zamezení vnikání vlhkého vzduchu z interiéru do chladného nitra konstrukce domu a možné destrukce hnilobou či mrazem. Druhým, neméně významným důvodem, zvláště u nízkoenergetických a pasivních domů je zajištění dobré účinnosti vzduchotechnické rekuperace tepla. A v neposlední řadě omezení ztráty tepla z domu vzduchem nekontrolovaně proudícím skrze konstrukci obálky.

Současným trendem je snižování energetické náročnosti

Současný trend ve výstavbě zvláště obytných budov je snižovat jejich energetickou náročnost. Tento nanejvýš oprávněný požadavek se ale stále nedaří správně a účinně aplikovat do veškeré současné výstavby. Při vědomí, že cca 40% veškeré energetické spotřeby Země konzumuje cca 20% světové populace (včetně ČR) na provoz svých budov by byl na místě razantnější tlak na omezování tohoto nehorázného plýtvání. Doposud ale přežívá názor, že v současnosti aplikované mírné zlepšení je dostatečné a ostatně, vyhovuje normám. Fakt, že právní předpisy a normy buď vůbec nestanovují trendy a cíle v tomto oboru anebo se spokojí s hranicemi již beztak dosaženými ještě tento názor podporují.

Řešením je pasivní dům

A při tom je dostupné a technologicky zvládnuté řešení zde. Je to pasivní dům . Jeho předchůdce, dům nízkoenergetický, se ve světle domu koncipovaného jako pasivní jeví jako překonané pouze nedokonalé a proto neperspektivní dočasné řešení. V tzv. pasivním domě se nabízí energetické řešení výše zmíněné neudržitelné situace ve spotřebě energií. Spotřeba pasivního domu totiž představuje pouhou 1/10 spotřeby energií na dominantní část spotřeby tj. vytápění a ohřev TUV. Taková spotřeba se potom celkem reálně daří pokrýt z obnovitelných zdrojů bez nutnosti stále navyšovat kapacity energetických zdrojů z fosilních paliv a jaderných technologií.

Tedy důvod k akci a řešení problému je na světě, zbývá tedy každý další dům stavět ve standardu pasivního domu a při rychlosti obnovy bytového parku 1,5% ročně to za pár desetiletí máme vyřešené. Stačí jen začít.

Technika nízkoenergetických (NED) a pasivních (PD) domů vyžaduje ale zpřísněné požadavky na teoretickou přípravu v projektu, správný výběr stavebních komponentů a co je ale nejdůležitější - bezpodmínečnou technologickou kázeň a kvalitu provedení.
Vlastnosti NED a PD jsou popsány normami zvláště ČSN 73 0540-2. NED a PD jsou charakterizovány spotřebou tepla na vytápění, celkovou potřebou primární energie což je dosahováno tepelně izolačním stavem pláště budovy zpravidla lepším, než jsou tzv. doporučené hodnoty ve výše uvedené normě a výrazně omezenou průvzdušností pláště budovy.

Požadavek na omezení průvzdušnosti pláště je veden snahou:

  1. 1. minimalizovat úniky tepla průniky a úniky vzduchu skrze plášť budovy. Taková ztráta energie může u PD činit až desítky procent celkové tepelné ztráty.
  2. 2. zabezpečit prostředí pro správnou funkci VZT s rekuperací tepla. Toto zařízení výrazně zlepší energetickou bilanci u NED a u PD je nutností.
  3. 3. zamezit transportu vlhkého interiérového vzduchu do konstrukce pláště a vyloučit případnou kondenzaci v konstrukci a tím její trvalé znehodnocení.

Pro lepší názornost možné energetické ztráty vzduchem si zvolme modelový příklad. Dům o vytápěném prostoru 300m3 nechme odolávat působení větru 8,9 ms-1, což je vítr vyvolávající tlak cca 50 Pa. Pro úplnost je dobré dodat, že působení větru může dosahovat i daleko vyšších hodnot.

 

5 ms-1

15,6 Pa

10 ms-1

62,5 Pa

20 ms-1

250 Pa

 

V této úvaze pomineme vliv terénu a tvaru budovy. Uvažujme úroveň těsnosti budovy stanovené normou ČSN 73 0540-2 pro různě vybavené budovy a jejich energetické úrovně.

 

Větrání v budově

n50,N [h-1]

Přirozené

4,5

Nucené

1,5

Nucené se zpětným získáváním tepla - NED

1,0

Nucené se zpětným získáváním tepla v budovách

se zvláště nízkou potřebou tepla na vytápění - PD

0,6

 

Hodnota n50,N je doporučená hodnota celkové intenzity výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50Pa, v h-1. Výpočet ztráty tepla provedeme k teplotě vzduchu interiéru ti = 20°C a teploty venkovního vzduchu te = 0°C a te = -15°C za užití zjednodušeného vztahu:

Q = V * r * c (ti - te) / 3600
r ............ hustota vzduchu [kg.m-3] za 20°C
c ............ měrná tepelná kapacita vzduchu [Jkg-1.K-1]

 

Tepelná ztráta větráním Q [kW]

Průvzdušnost n50

 

0,6

1,0

1,5

4,5

Pro te = 0°C

1,2

2,0

3,0

9,1

Pro te = -15°C

2,1

3,5

5,3

15,9

 

Připusťme, že tato úvaha je velmi zjednodušená ale i tak lze očekávat alespoň 50% ztrátu tepla ve srovnání s celkovou tepelnou ztrátou budovy a to i u pasivních domů za dodržení normové průvzdušnosti. Naskýtá se zde otázka, zda není norma v tomto ohledu příliš benevolentní. V praxi je ale častý naopak názor, založený na osobních dojmech, že přílišná těsnost budovy je na škodu celkové kvality stavby. Vychází ale často ze skutečnosti, že zhotovitel často ani neví, jak těsnost budovy dosáhnout a jak po té zabezpečit nutnou výměnu vzduchu rekuperací .

A zde je další důvod, proč dbát na těsnost obálky budovy. Provoz vzduchotechniky, zajišťující předepsanou popř. alespoň z hygienického hlediska bezpečnou výměnu vzduchu, s rekuperací tepla pracuje částečně na straně interiéru s uzavřeným okruhem. Předpokládá, že dopravený čerstvý vzduch ohřátý vzduchem odpadním, obdrží po použití v budově za využitelné teploty a cca stejném objemu. Jakákoli ztráta objemu odpadního vzduchu, uniklého netěsnostmi, vede k významné ztrátě účinnosti celého systému rekuperace.

V neposlední řadě je těsnost budovy značným příspěvkem k bezpečnosti konstrukce před destruktivním působením kondenzující body v konstrukci pláště budovy. Nebezpečí kondenzace vodní páry v konstrukci pláště budovy v chladném období se pokusím demonstrovat následující úvahou. Za podmínek interiérové teploty 21°C a relativní vlhkosti 50% je absolutní obsah vodní páry ve vzduchu interiéru 9,2 g.m-3. V zimním období za výpočtové minimální teploty -15°C a rovněž obvyklé relativní vlhkosti 84% je absolutní obsah vodní páry ve venkovním vzduchu 1,2 g.m-3. Zaměníme-li větráním, průniky netěsnostmi apod. oba objemy musí tedy nutně 8,0 g.m-3 vodní páry ve vzduchu někde zkondenzovat. To při výše zmíněném modelovém domě o 300 m3 a výměně vzduchu n = 0,3 až 0,6 představuje 17,3 - 34,6 dm3 vody za 24 hodin. Jaké poškození konstrukce pláště, okenních rámů a krovů to představuje si lze domyslet i za předpokladu že větší část takto zkondenzované vody bylo odvedeno bezpečnou cestou a kondenzovalo až v exteriéru.

Z výše uvedeného vyplývá, že omezení průvzdušnosti je spolu s vysokým tepelným odporem obálky budovy bez tepelných mostů velmi důležitým parametrem při koncipování NED a PD. Je to ale také jediný parametr, který lze ověřit již při výstavbě budovy a to v některých konstrukčních typech v jejich raném stádiu. To potom umožňuje realizátorům upravit a opravit hlavní vzduchotěsnící vrstvu před zakrytím finálními pohledovými interiérovými konstrukcemi a instalacemi TZB. 

Metodu měření popisuje ČSN EN 13829 Tepelné chování budov - Stanovení průvzdušnosti budov - Tlaková metoda ČSNI 2001 a je ze zahraničí a následně i u nás známa pod názvem Blower door test. Tato norma stanovuje dvě metody měření průvzdušnosti. Metoda „B" slouží k ověření těsnosti prosté obálky budovy za vyloučení technologických průchodů ( kanalizace, vzduchotechnika, kouřovody aj.), které budou v dokončené stavbě uzavřeny svým vlastním způsobem. Provádí se tedy v době, kdy je obálka budovy dokončena ale je možný přístup k hlavní vzduchotěsnící vrstvě, kterou lze v průběhu testu opravit. Pro účely tohoto testu je nutné budovu připravit. Speciálními těsnícími prostředky ( zátky, vakové uzávěry, dočasné lep.pásky, folie) uzavřít otvory TZB a vyloučit tak jejich případnou netěsnost z důvodu nedokončenosti. Několikerým vyvoláním tlakového rozdílu srovnatelného s testem dohledat a dotěsnit zjevné defekty a nedodělky.  dočasná zátka

Tato část je časově nejnáročnější a v závislosti na kvalitě stavby může trvat několik hodin. Metoda „A" je oproti tomu měřením certifikačním, kdy v dokončené a provozované budově se provede měření průvzdušnosti za uzavření technologických zařízení jejich vlastními prostředky ( zalití vodních uzávěrů, uzavření komínových tahů, uzavření klapek vzduchotechniky apod.). Z tohoto důvodu musí instalovaná zařízení takové vlastní uzavření umožňovat a to nezávisle na dodávané energii. Není možné při výpadku el.energie ponechat otevřená ústí vzduchotechniky s Mikroanometrotvory o průměru 100mm a více v budově, kde jsme s vypětím všech sil vyloučili i daleko menší netěsnosti. Velkým problémem je správné a ovladatelné napojení na potřebný přívod spalovacího vzduchu v topidlech instalovaných v interiéru. Ve své podstatě je ale tento test jednodušší a kratší neboť již nelze mnoho na dokončené stavbě změnit. V obou případech se ale používá stejné zařízení, stejný měřící postup a stejná detekční technika.
Z uvedeného vyplývá, že zdaleka nejdůležitější test je test metodou „B", kdy je možno odvrátit neuspokojivý stav běžným doposud používanými stavebními technikami a to na místě a téměř okamžitě. K identifikaci defektů vzduchotěsnící vrstvy a její napojení na části obvodových konstrukcí se užívají různé techniky a zařízení. Identifikace je možná za ustavení tlakového rozdílu při kterém se vyhledává proudění vzduchu při povrchu obálky budovy. Zdaleka nejpoužívanější je vyhledávání netěsností cvičenou dlaní operátora Blower Door.
Ke kvantifikaci průtoků netěsnostmi se s úspěchem používá mikroanemometr s měřícím hrotem o účinném měřeném průřezu do několika Dočasné zátkymm2. Touto metodou lze také stanovit za pomocí definovaného profilu ( např. v dělicích dveřích apod. ) poměrně přesně průtok vzduchu z jednotlivých částí budovy nebo místností.
K lokalizaci cest průniku vzduchu, zvláště v případech, kdy tyto nejsou zřejmé je možno použít trasování pomocí vyvíječe inertního dýmu. Tento způsob má ale svá omezení a není v praxi příliš oblíben.
Za zdaleka nejužitečnější a velmi operativní lze považovat užití termovizní techniky. Jediné omezení užití je nutný teplotní rozdíl mezi exteriérem a interiérem. Zobrazení větší plochy povrchu obálky a její pozorování v Vyvíječ dýmučase za ustavení tlakového rozdílu dovoluje identifikaci, částečnou kvantifikaci defektů a to i místech, kam se operátor dostane jen stěží. Plošná kontrola výrazně snižuje možnost pominutí některých detailů. Novinkou v detekci je použití ultrazvukových detektorů s vysílači signálního ultrazvuku.
Vlastní test a to jak metodou „A" tak i „B" pak probíhá zařízením, které sestává z velkoprůměrového ventilátoru s proměnným průměrem ústí, proměnným výkonem řízeným buď ručně nebo automaticky v závislosti na tlakových poměrech v budově, vně budovy a na průchodu ventilátoru. Ventilátorem osazeným v rámu s plachtou ve dveřích popř. okně v obvodové stěně se vyvolá postupně tlakový rozdíl 20-100 Pa a z tlaku na ventilátoru se stanoví průtok vzduchu k jednotlivým tlakovým krokům pro kalibrovanou vybranou geometrii ústí ventilátoru (zařízení Minneapolis Blower Door Model 4 s ATP fy Radion). Test je v automatickém režimu velmi rychlý a trvá cca 15min.

Výsledky doposud v ČR provedených testů vypovídají o velmi různé kvalitě provedení staveb a to nehledě na charakter stavebních hmot a použitých hlavních vzduchotěsnících vrstev. Obecně lze říci, že čím složitější stavba co do počtu použití hlavních stavebních hmot, čím více prvků narušujících kompaktnost stavby, tím jsou výsledky v Blower door testu horší. Není výjimkou, že dům s ambicemi NED s rekuperačním větrání významně přesahuje hodnotu n50> 7 h-1  (dosažené neslavné maximum je 11 h-1). Naopak jsou stále častější stavby, kde cíl pasivního domu byl sledován od projektu až po poslední profesi při realizaci a jejich výsledky průvzdušnosti n50 jsou lepší než 0,6 h-1. Výsledků  n50 = 0,17 bylo dosaženo u dřevostaveb, o kterých se doposud tvrdilo, že překonat hranici n50 = 0,6 h-1 platnou pro PD je téměř nemožné. Rekordní dům dosáhl při Blower door testu obestavěného prostoru cca 400 m3 hodnoty průvzdušnosti n50 = 0,09 h-1 (Test prováděla v roce 2009 firma Radion).

Lze se oprávněně domnívat, že nezůstane jen u jednotlivých rekordů, ale že ověřená kvalita staveb se stane standardem, ostatně blízká budoucnost si již tento přístup vynutí.

 

Nízkoenergetickým domům zdar a pasivním zvlášť 

Mgr.Stanislav Paleček - RADION

Zdroj videa:  www.dumsnu.nova.cz

 

Související články:

Test neprůvzdušnosti - Blower Door test

Test vzduchotěsnosti v Domě snů


7.10.2009
Stavba Domu snů krok za krokem | Nabídka dřevostaveb | Články o bydlení | Stylové venkovské osvětlení | Tradiční český kanafas
EKODŘEVOSTAVBY - ekologické dřevostavby - informační portál o ekologickém stavění nízkoenergetických a pasivních domů.
Doporučujeme: Eurookna | Vchodové dveře | To pravé BYDLENÍ | Galerie o bydlení | EkodřevostavbyEurookna a dveře | Dům snů  | Česká okna a dveře |SLAVONA | Okna a dveře | Keramické lustry na chalupu | Vybavení chalupy | Stavba chalupy