Vzduchotechnika a klimatizace - teorie

Jak správně "přirozeně větrat"

Pokud se znovu kouknete na obrázek „Tlakové poměry přirozeného větrání“, jistě si povšimnete že v zimě jsou teploty v hale +15°C, venku -15°C. Rozdíl teplot je ohromný -30°K (to skutečně není velký problém). V létě optimisticky předpokládám v hale +20°C, venku +30°C. Rozdíl teplot je pouze 10°K (a to si opravdu hodně fandím).

Když si uvědomíme, že vzduchová výměna stojí a padá na rozdílu teplot, můžeme formulovat jednu základní poučku v našem oboru: Není tak velký problém halu v zimě vytopit, větší problém je halu v létě vyvětrat.

Pokud je totiž rozdíl teplot v hale a venku menší než 2 až 3°K, přestává přirozená výměna fungovat a hala nevětrá. Letní průběh denní teploty vzduchu venku a teploty vzduchu v hale zachycuje následující obrázek. Modrá křivka znázorňuje teplotu venkovního vzduchu, zelená křivka odpovídá teplotám v hale při ideálním průběhu a červená křivka značí velmi špatnou situaci. O teplotách zde mluvím proto, že kromě zvyšující se koncentrace škodlivin je to právě vysoká teplota, jenž zhoršuje pracovní prostředí.

Pokud nejsou v hale výrazné zdroje škodlivin, jsou s větráním problémy jenom v létě a to s vysokou teplotou vzduchu v hale.

Na obrázku jsou znázorněny denní teplotní průběhy a to jednak teploty venkovního vzduchu a pak teploty ve špatně větrané hale (červená) a dobře větrané hale (modrá). Než se začnu věnovat rozboru tohoto obrázku musím ještě konstatovat, že teploty byly měřeny ve výšce 1,5 metru nad zemí.

Situace v "červené hale"

V hale jsou světlíky jenž propouštějí sluneční záření a ohřívají vnitřní prostor. Po ránu je teplota vzduchu 21°C, což je příjemné. Ovšem do jedenácté hodiny (letního času) vyšplhá teplota v hale na 27°C. Zaměstnanci odkládají hrubé haleny a začínají obnažovat svá těla. Někteří jdou o otevřou okna. Rozdíl teplot by sice mohl zabezpečit jistou vzduchovou výměnu, ale do haly je nasáván vzduch o teplotě 25°C. Možná by pomohlo otevřít světlík, ale to bohužel nejde, není k tomu uzpůsoben. Kolem druhé hodiny odpoledne zaměstnanci vyhlašují „siestu“, kvalita a přesnost výroby klesá, lidé se chodí napít a vzápětí jdou na toaletu. Ve čtyři hodiny je v hale hodně přes třicet stupňů a už vůbec není možné pracovat. V devět hodin večer přichází bezpečnostní služba, přebírá si objekt a pečlivě zavírá všechna okna. To je přesně v momentě, kdy zapadlo slunce, venkovní teplota prudce klesá a hala by mohla větrat. Proč by se však mělo větrat v noci? Když v hale nikdo není! Budeme větrat zase až ráno. Vedení firmy na základě protestů zaměstnanců vážně uvažuje o investici do chladícího systému.

Situace v „zelené hale“

Na nákup klimatizace pro halu nezbyly peníze, ale vůle problém řešit zůstala. Prvním krokem byl nátěr světlíků a to pouze z jižní strany a jenom latexem. Ten dokázal sluneční expozici srazit zhruba na polovinu. To se projevilo snížením maximální teploty v hale o 2 až 3°C. Dalším krokem bylo otevření světlíku a výroba mříží do oken. Pravda, pár tisícikorun to stálo, ale výsledky se dostavily. Nejnáročnější však byla změna provozního řádu. Bezpečností agentura dostala za povinnost okna a světlík večer otevírat a nikoli zavírat. Intenzivní větrání haly, kdy je rozdíl teplot venku a vevnitř větší jak 5°C, je na obrázku zobrazeno vyšrafovanou plochou. Hala se celou noc proplachuje studeným vzduchem a jsme schopni ji zchladit na 17°C. Větrat má cenu zhruba do 7 hodin, pak je teplota v hale nižší než venku. Pro zaměstnance to byl malý zázrak, když byl v jedenáct hodin v hale příjemný chládek. Předtím se totiž chodili zchlazovat ven, na přímé slunce. Maximální teplota v hale byla pouze 27°C. Od té doby žádné siesty, žádné protesty.

Vysokou denní teplotu v hale lze efektivně snížit větráním přes noc.

Při takovémto větrání nám konstrukce haly a její vybavení tvoří akumulátor chladu. Jistě jste si všimli, že v regálovém skladu hutního materiálu je někdy celkem přijatelná teplota i v těch největších vedrech.

Čím je v konstrukci haly více betonu a čím je prostor členitější, a to z materiálů schopných akumulovat teplo, tím můžeme dosáhnout menší teplotu přes den.

Kdo se někdy ocitl na širém moři, jistě mi potvrdí, že rozdíl teplot ve dne a v noci je tam minimální. Je to tím, že voda je nejlepší akumulátor chladu (nebo tepla, samozřejmě).