Distribuce vzduchu a obrazy proudění mají zásadní vliv na funkčnost celé vzduchotechniky i na kvalitu vnitřního mikroklimatu. V praxi jsou však nad kancelářskými pracovišti často používány stropní anemostaty s nevhodně řešenou čelní deskou a stropní indukční jednotky(IJ) v nevhodném uspořádání, které nedokážou zajistit optimální obrazy proudění v pobytové zóně. A dost často i nevhodné umístění odtahových vyústek v prostoru. Důsledkem jsou typické chyby ve funkci systému VZT:

  • průvan v místě pobytu osob,
  • nedostatečně větrané části prostoru,
  • snížený tepelný i hygienický komfort.
  • nasávání teplého konvekčního proudu od otopných těles přímo do odtahu vzduchotechniky,

Tyto nedostatky nevznikají samotnou existencí stropních anemostatů/IJ, ale zvolenou nevhodnou konstrukcí a nesprávnou volbou umístění vzhledem k požadovaným obrazům proudění vzduchu. Projekt, který obrazy proudění neřeší nebo je řeší pouze formálně, nemůže zajistit komfortní a funkční vnitřní prostředí.

  • Doporučení: Proč NE stropní anemostaty se svislým výdechem nad lidmi:
    Stropní anemostaty se svislým proudem vhánějí vzduch přímo dolů do pobytové zóny. To vede k několika problémům:
  • Vznik lokálního průvanu
    I při relativně malé rychlosti (0,15–0,25 m/s) je proudění na hlavu, krk a ramena vnímáno velmi nepříjemně.
  • Rychlé ochlazování exponovaných částí těla
    Typické potíže: ztuhlý krk, bolesti hlavy, nachlazení, podráždění očí.
  • Psychologický efekt
    Člověk podvědomě očekává proudění spíše z boku než shora → svislý proud je vnímán rušivěji.
  • Problém zejména v tichých prostorech
    Kanceláře, ložnice, učebny, ordinace – zde je citlivost na proudění nejvyšší.
  • Shrnutí:
    Stropní svislý přívod je vhodný spíše pro prostory bez trvalého pobytu osob nebo s vysokými stropy a velkým mísícím objemem.
  • Vhodnější alternativa: boční přívody s přilnutím ke stropu
    Lepší řešení je přívod vzduchu, který:
    • Vede proud vodorovně nebo šikmo
    • Nechá vzduch přilnout ke stropu (Coandův efekt)
    • Do pobytové zóny vstupuje až zpomalený a promíchaný
  • Typická řešení:
    • Aemostaty s bočním proudem
    • Štěrbinové (lineární) vyústky u fasády / oken
    • Nástěnné vyústky s horizontálním proudem
      Výhody:
    • Minimální riziko průvanu
    • Rovnoměrné promíchání vzduchu
    • Vyšší tepelný komfort
  • Přirozená analogie v přírodě:
    • Vítr obvykle nefouká shora na hlavu
    • Proudí horizontálně nebo šikmo
    • Je rozptýlený a proměnlivý
  • Dobře navržená VZT by se tomuto chování měla co nejvíce přiblížit.
    Praktické doporučení pro projektanty a investory
    • Nikdy neumísťovat svislý stropní výdech přímo nad:
    • pracovní stůl
    • sedací soupravu
    • postel
    • Upřednostnit boční / vířivé řešení i za cenu mírně vyšších nákladů.
    • Hlídát rychlost vzduchu v pobytové zóně:
      Podle českých hygienických předpisů a technických norem se v pobytové zóně hodnotí tzv. operativní rychlost proudění vzduchu, která nesmí vyvolávat pocit průvanu.
      Doporučené (mezní) hodnoty rychlosti vzduchu v pobytové zóně pro prostory s trvalým pobytem osob (byty, kanceláře, školy, ordinace apod.) platí orientačně:
      • Zimní období: max. 0,20 m/s
      • Letní období: max. 0,25 m/s
        Tyto hodnoty vycházejí z hygienických požadavků i z normových kritérií tepelného komfortu (např. dle ČSN EN ISO 7730).
  • Doporučení z praxe (komfortní návrh)
    Ačkoliv jsou výše uvedené hodnoty přípustné, pro kvalitní komfort se běžně navrhuje:
    • 0,10–0,15 m/s v pobytové zóně
      Tím se vytváří rezerva proti lokálním špičkám rychlosti a subjektivnímu vnímání průvanu.

U stropních indukčních jednotek
je pro jejich správnou funkci kriticky důležitá jejich vzájemná dispozice. Ideální stav nastává, když vystupující proud vzduchu může bez překážek doproudit až k nejbližší stěně, kde se díky tzv. Coandově efektu „přilepí“ a podél ní plynule klesne k podlaze. Problém nastává v situaci, kdy jsou jednotky umístěny nevhodně proudem vystupujícího vzduchu proti sobě – rovnoběžně vedle sebe). Vystupující proud vzduchu z jedné jednotky v takovém případě „narazí“ do proudu z protější jednotky. Toto střetnutí funguje jako neviditelná stěna, která oba proudy donutí k prudkému obratu směrem dolů, přímo do pobytové zóny. V tomto místě pak vzniká vertikální proud o rychlosti, která značně překračuje doporučené limity pro vnitřní prostředí. Zatímco povolená maximální rychlost proudění v pobytové zóně je 0,25 m/s, při tomto jevu byly naměřeny hodnoty v rozmezí 0,5 až 0,8 m/s, což již uživatelé pociťují jako velmi nepříjemný průvan. (Viz Obr. dole)

U štěrbinových vyústek
v převážné většině problémy s obrazy proudění a nedoržením požadovaných rychlostí v pobytové zóně nenastávají. Tyto vyústka se ve většině případů instaluji do stropu o oken, stěn, a pod. s nastavením produ vzduchu na tuto stěnu, okno.

Obr. 16 Možnosti použití čelních desek anemostatů pro přívod vzduchu – průběžná štěrbina.
Obr. 17 Možnosti použití čelních desek anemostatů pro přívod vzduchu – přerušovaná štěrbina.
Obr. 11 Příklad podkladu výrobce k vířivým anemostatům.
Obr. 19 Řešení obrazů proudění pro půdorys se stropními anemostaty – hlubší prostor.
Obr. 22 Příklad distribuce vzduchu výstavních sálů Rudolfina.
Obr. 18 Řešení obrazů proudění pro půdorys se stropními anemostaty – menší prostor
Obr. 21 Nevhodné řešení obrazů proudění již v projektu.
Obr. 20 Řešení obrazů proudění se stropními anemostaty – menší prostor
Obr. 15 Příklad časté nevhodné instalace stropního anemostatu
Obr. 15 Příklad časté nevhodné instalace stropního anemostatu se svislým proudem vzduchu nad pracovním místem a odtahové vyústky v jeho blízkosti. Diskomfort obtěžujícím průvanem. Část přiváděného vzduchu zkratem do odtahu.
Obr. 14 Příklad časté nevhodné instalace stropních anemostatů
Obr. 14 Příklad časté nevhodné instalace stropních anemostatů se svislým proudem vzduchu nad pracovním místem. Diskomfort obtěžujícím nadměrným průvanem
Obr. 12 Příklad nevhodného použití vířivého anemostatu nad nemocničním lůžkem
Obr. 12 Příklad nevhodného použití vířivého anemostatu nad nemocničním lůžkem. Diskomfort obtěžujícím nadměrným průvanem s nemožností „mu uniknout“. Navíc do přiváděného sterilního čerstvého vzduchu se nadměrně indukuje/přisává infikovaný vzduch z prostoru
Obr. 13 Příklad náhrady vířivého anemostatu nad nemocničním lůžkem anemostatem s jednostranným proudem vzduchu.
Stropní indukční jednotky kolmo osou k fasádě. Tuto dispozici nedoporučuji - v klimatizovaném prostoru jsou místa s abnormálně překročemou rychlostí vzduchu v místě pobytu
Stropní indukční jednotky kolmo osou k fasádě. Tuto dispozici nedoporučuji – v klimatizovaném prostoru jsou místa s abnormálně překročemou rychlostí vzduchu v místě pobytu
Stropní indukční jednotky vodorovně s osou fasády. Doporučuji. U této dispozice jsou místa s překročením rychlosti u stěn a oken prostoru. Je jen nutné neumisťovat pracovní stoly, u kterých se pracuje, až ke stěnám/oknům. Odstup cca 20cm. Tak se zajistí, že proud vzduchu klesne až k podlaze a nebude proudit po desce stolu do pracovní zóny.
Stropní indukční jednotky vodorovně s osou fasády. Doporučuji. U této dispozice jsou místa s překročením rychlosti u stěn a oken prostoru. Je jen nutné neumisťovat pracovní stoly, u kterých se pracuje, až ke stěnám/oknům. Odstup cca 20cm. Tak se zajistí, že proud vzduchu klesne až k podlaze a nebude proudit po desce stolu do pracovní zóny.
Schéma nevhodně umístěných vyústek vzduchotechniky v kanceláři, kde jsou přívodní a odvodní otvory příliš blízko u sebe. To způsobuje nasávání čerstvého vzduchu přímo do odtahu a špatnou cirkulaci v celém pracovním prostoru.
Nevhodné řešení distribuce vzduchu ve velkoplošné kanceláři
Tento příklad ukazuje jednu z mnoha nezvládnutých variant větrání v open-space prostorách. K takto zásadním chybám dochází nejčastěji při absenci odborného projektu vzduchotechniky, nebo pokud byl návrh vytvořen „horkou jehlou“ s důrazem na minimální pořizovací náklady.
Hlavním problémem je zde tzv. zkratování vzduchu: značná část čerstvého a tepelně upraveného vzduchu je odváděna odtahem dříve, než stačí propláchnout pobytovou zónu. Výsledkem je, že zbytek prostoru zůstává bez dostatečného přívodu kyslíku, případně je do něj distribuován vzduch již znehodnocený.
Schéma instalace liniových štěrbinových vyústek u oken v kanceláři. Šipky znázorňují rovnoměrné proudění čerstvého vzduchu od fasády skrze celou místnost směrem k odtahu, čímž je minimalizonována recirkulace použitého vzduchu.
Řešení: Optimalizace distribuce pomocí štěrbinových vyústek u oken. Jedna z nejefektivnějších variant úpravy rozvodů spočívá v instalaci štěrbinových vyústek v blízkosti prosklených ploch s přímým napojením na přívod čerstvého vzduchu. Toto řešení zajišťuje, že se čerstvý vzduch dostane ke všem pracovním pozicím rovnoměrně a teprve po průchodu celou pobytovou zónou je odváděn odtahem.
Významnou výhodou je především zdravější vnitřní klima a následná energetická úspora. V období, kdy není nutné prostor aktivně dohřívat nebo dochlazovat pomocí fan-coil jednotek (FCU), mohou tyto jednotky zůstat v klidu. Do kanceláře je přiváděn pouze 100% čerstvý vzduch bez nutnosti cirkulace již znehodnoceného vzduchu. Tím je zajištěno maximálně zdravé prostředí pro zaměstnance a jako vedlejší efekt dochází k úspoře provozních nákladů.
Technický řez kanceláří se systémem Anticovid: detail pracovního stolu s textilní vyústkou, individuální regulací vzduchu a znázorněním směru proudění od uživatele k FCU jednotce a odtahu.
Personalizované větrání (přívod upraveného čerstvého vzduchu do dýchací zóny), pracovně „Anticovid“: Schéma přívodu upraveného čerstvého vzduchu pomocí textilních vyústek integrovaných v nástavbě stolu. Systém umožňuje individuální přívod a regulaci množství a směru čerstvého vzduchu do dýchací zóny pracovníka. Proudění je navrženo tak, aby přebytečný čerstvý vzduch odcházel směrem k sání FCU jednotky.
Uživatelské rozhraní systému Niagara pro řízení FCU jednotky, zobrazující aktuální teploty, provozní režimy a nastavení pásem pro energeticky efektivní vytápění a chlazení.
Vizualizace řídicího systému FCU: Rozhraní pro monitoring a regulaci vnitřního prostředí. Systém automaticky přepíná mezi režimy (Obsazeno/Standby/Noc) na základě času a čidel přítomnosti a hlídá „pásmo nulové energie“ mezi požadavky na ohřev a chlazení, pro zamezení plýtvání. Prioritou je udržení tepelné pohody a zdravého klimatu s přehlednou signalizací stavu ohřevu, chlazení a otáček, při zachování minimálních nároků na energie.
Studie větrání velkoplošné kanceláře - koncepčního návrhu VZT zařízení vzhledem k optimální distribuci vzduchu v prostoru kanceláře.
Studie větrání velkoplošné kanceláře – koncepčního návrhu VZT zařízení vzhledem k optimální distribuci vzduchu v prostoru kanceláře.

Technický popis koncepčního návrhu VZT – Studie.
Tato studie řeší větrání a klimatizaci velkoplošné kanceláře s důrazem na ideální regulaci tlaku, průtoku a eliminaci průvanu v pracovní zóně, včetně umístění zdrojů tepla, chladu a přívodu čerstvého vzduchu. Systém kombinuje centrální přívod vzduchu s lokálními prvky úpravy mikroklimatu.
1. Regulace množství vzdućhu z/do centrální stoupačky a distribuci (Přívod a Odtah) v prostoru kanceláře
Přívodní větev: Primárně je regulován přívod do podlaží na konstantní přetlak (v diagramu čidlo P). Tento způsob je nezbytný při osazení odběrů s proměnlivým průtokem (VAV boxy), aby se zamezilo vzájemnému ovlivňování větví. Pokud jsou v prostoru stropní indukční jednotky, je regulace na konstantní přetlak v místě napojení na stoupací větev povinná. Pouze v případě výhradně konstantních odběrů lze regulovat na stanovené množství.
Odtahová větev: Je řízena v režimu „master-slave“ podle množství přiváděného vzduchu (čidlo V). Tato regulace udržuje stanovenou tlakovou bilanci (zpravidla mírný přetlak proti infiltraci), přičemž je nutné matematicky korigovat (přičítat/odečítat) průtoky z dalších zařízení, jako jsou lokální odtahy ze sanitárních zařízení nebo kuchyněk.
Vnitřní rozvody: Systém rozlišuje mezi variabilním průtokem (např. zasedací místnosti řízené dle CO2 a přítomnosti osob) a konstantním průtokem pro ostatní stabilní zóny odběrů. Přívod čerstvého vzduchu je vždy vhodné realizovat samostatně až ke koncovému elementu/vyústce. Neni tak vázán na chod např. FCU a je trvale celý prostor provětráván čerstvým vzduchem. Navíc neni nutné provozovat FCU když neni nutné chladit, event. ohřívat vnitřní vzcuch.
2. Vnitřní mikroklima a distribuce v místnosti. Je znázorněna nevhodnost stropních anemostatů: Standardní umístění anemostatů s proudem vzduchu kolmo k podlaze uprostřed stropu je vyhodnoceno jako nevhodné. Způsobuje vznik průvanu přímo v pracovní zóně a zhoršuje tepelný komfort osob. Ideální distribuce čerstvého vzduchu je u fasády:
Přívod: Doporučuje se instalace lineární štěrbiny (ideální stav) nebo anemostatu s jednostranným prouděním u vněší stěny s oknem, směrem k oknu. Tento proud vzduchu efektivně eliminuje tepelnou zátěž (zisky i ztráty) od fasády.
Zdroje tepla a chladu: Vše je vhodné umístit u okna. Tepla pod oknem, chladu nad oknem.
Otopné plochy: radiátory, konvektory, FCU
Zdroje chladu: jednotky FCU (Fan Coil Unit).
Sání FCU: Pro zajištění cirkulace „čistšího“ vzduchu se doporučuje umístit sání jednotky minimálně 60 cm nad úroveň podlahy.
Odtah: Pro zajištění účinného příčného větrání musí být odtahové mřížky umístěny na opačné straně místnosti (ve vnitřním traktu). Tím dochází k proplachování celého prostoru a efektivnímu odvodu škodlivin – příčné větrání.
Měření a regulace
Pro komplexní a energeticky efektivní řízení mikroklimatu je nezbytná instalace čidel, která umožňují dynamicky reagovat na aktuální zátěž v prostoru:

  • Teplota T (°C): Slouží pro ovládání výkonu otopných ploch, konvektorů nebo FCU jednotek.
  • Relativní vlhkost RV (%): Klíčový parametr pro komfort a zdraví (ideálně 35 Zima–60 % Léto). Čidlo slouží k ovládání zvlhčování nebo odvlhčování v centrální jednotce.
  • Koncentrace CO2 (ppm): Hlavní indikátor kvality vzduchu a přítomnosti osob. Na základě této hodnoty systém plynule mění intenzitu větrání (průtok vzduchu), event. mimo jíné k ovládání spínání.
  • Ovládání spínání: V základě od časových programů. V dalším kroku logika systému využívá data z čidel pro spínání/polohy jednotlivých akčních členů (ventily topení/chlazení, otáčky ventilátorů FCU, polohy klapek VAV boxů, obsah CO2, přítomnost osob).
  • Nutnost: „Nulové pásmo energie“ při regulaci teploty v prostoru. Žádaná teplota pro požadavek na chlazení musí být vždy o cca 2K (°C) větší jak žádaná teplota pro vytápění. Zdůvodnění:
    Zamezení cyklování (Souboj systémů): Bez tohoto pásma by nastala situace, kdy by vytápění vyhřálo místnost na žádanou teplotu, ale kvůli setrvačnosti by ji mírně překročilo. Chlazení by to vyhodnotilo jako požadavek na start a začalo by prostor ochlazovat. Tím by vznikl nekonečný cyklus, který extrémně plýtvá energií a opotřebovává zařízení.
  • Příklad správného nastavení v regulátoru:
    • Pokud je preferovaná komfortní teplota 22 °C zima a 24°C léto, regulace by měla být nastavena následovně:
    • Žádaná teplota pro vytápění 22°C. Vytápění vypne při dosažení této teploty.
    • Žádaná teplota pro chlazení 24°C. Chlazení sepne až při překročení této hodnoty.
    • Nulové pásmo energie: Rozsah mezi 22 °C a 24°C, kdy systém nečerpá žádnou energii na úpravu teploty a pouze pasivně větrá čerstvým vzduchem. Jednotky FCU moho být v klidu/vypnuté.
  • Regulace množství vzduchu na VZT jednotce:
    Otáčky přívodního a odtahového ventilátoru jednotky, které zajišťují požadované množtví přívodního/odtahového vzduchu musí být jen takové, aby jeden z regulátorů na patrových odbočkách byl otevřen min. na 90%. Otáčky přívodního ventilátoru dle regulátorů na přívodu do patrových rozvodů. Otáčky odvodního ventilátoru dle regulátorů na odtahu z patrových rozvodů. Tzv. „Regulace na otevřený ventil“. Viz obdoba: Problematika čerpadel s řízenými otáčkami oběžného kola, kde je tato funkce podrobně popsána, včetně regulačního algoritmu.

Technická poznámka k instalaci:
Aby systémy MaR pracovaly korektně a nedocházelo k chybám v měření (např. ovlivnění průvanem nebo sáláním z monitoru), doporučuje se umisťovat čidla do výšky cca 1,5 m nad podlahu na vnitřní příčky, mimo dosah přímého proudu vzduchu z přívodních vyústek a mimo zdroje tela a chladu.

ZÁVĚR
Způsob distribuce vzduchu v prostoru je velmi důležitý. Rozhoduje o kvalitě mikroklima v prostoru, s dopadem na energetickou náročnost celého zařízení. Někdy stačí jen malá úprava systémového prvku (např. posunutí nasávacího otvoru pro indukci u IJ) nebo zapojení rozvodů (škrcení na místo přepouštění), jindy zase využití do té doby nevyužívaného prostoru pro VZT (prostor podhledu v místnosti) a zvýší se spokojenost s klimatizací jako celku a ušetří značné prostředky na energie např. je požadováno menší množství vody/vzduchu, které můžeme regulovat dle zátěží apod.