Klimatizace administrativních ploch s převažujícím podílem prosklených fasád

Z hlediska charakteru pracoviště se jedná především o pracovní plochy s převažující administrativní činností vč. potřebného zázemí. Limity, určující mikroklimatické podmínky, jsou dány především nově v nařízení vlády č. 178, kterým se stanoví podmínky ochrany zaměstnanců při práci, resp. nařízení vlády č. 502 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Pro administrativní činnosti je možné zařadit tento druh práce do I. třídy (sezení s mírnou aktivitou, uvolněné stání) s energetickým výdejem (vč. bazálního metabolismu) do 80 W/m² lidského těla. Do pracovní zóny je třeba přivádět při tomto druhu práce min. 50 m³h^-1 vzduchu, přičemž podíl čerstvého vzduchu v celkovém množství přiváděného vzduchu nesmí klesnout pod 15%.
Další limitující faktor vychází z požadavků na prostor, protože volná podlahová plocha pro jednoho zaměstnance musí být minimálně 5 m² (mimo zařízení a spojovací cesty) u klimatizovaných pracovišť, pro neklimatizovaná pracoviště jsou povoleny za stejných předpokladů pouze 2 m² na jedno pracoviště, přičemž na jednoho zaměstnance bude připadat 20 m³ vzdušného prostoru. Z těchto požadavků lze dovodit pro projektování následující závěry:

1. čerstvý vzduch: Za podmínky, že volná podlahová plocha pro jedno pracoviště bude 5 m² a zařízení kanceláře vč. spojovacích cest bude dalších 5 m². Při návrhu větracích a klimatizačních zařízení v projektové fázi lze bez znalosti interiérového vybavení stanovit celkovou plochu na pracovníka 10 m², čemuž odpovídá minimální přívod vzduchu 5 m³h^-1/m² celkové administrativní plochy.
2. teplota vzduchu: Teplota vzduchu je z hlediska nařízení vlády č. 178 velmi benevolentní, neboť spodní přípustná hranice operativní teploty pro typického administrativního pracovníka, zvláště vyššího věku, není únosná pro trvalé pracovní místo (4,5 hodiny na jednom místě). Praxe doporučuje dodržovat teploty, dané původní směrnicí č. 46 (resp. 66), kde výsledná teplota by se měla pohybovat v rozmezí od +21,5°C pro chladné období do 25,5°C pro teplé období. Odchylky od těchto hodnot by měly být připuštěny pouze pro extrémní hodnoty venkovního prostředí nebo dlouhodobé působení venkovních teplot na hranici extrému.
3. vlhkost vzduchu: Za předpokladu, že minimální požadovaná vlhkost v prostoru je 30%, je nutné v každém případě při přívodu vzduchu 50 m³h^-1/pracovníka vzduch přivlhčovat cca 3 g/kg čerstvého vzduchu, což při návrhu budov představuje cca 0,015 kg . h^-1/m² celkové podlahové administrativní plochy.
4. rychlost proudění vzduchu: Z požadavků příslušného nařízení vlády vyplývá, že je nutné přívody vzduchu řešit buď proměnným průtokem vzduchu, nebo pomocí nastavitelných či přestavitelných lamel přívodního elementu přívodu vzduchu s nastavením směru proudění do pracovního místa.

DIMENZOVÁNÍ KLIMATIZAČNÍCH ZAŘÍZENÍ
Moderní trend klimatizace stanovuje v prostoru zajistit teplotu 21°C v zimním období a 24°C v letním období, pokud možno bezprůvanovým efektem (tj. rychlost proudění do 0,1 m . s^-1 v pracovní oblasti). To znamená, že většina klimatizačních systémů optimálně funguje do celkové citelné zátěže 85 Wm^-2 s maximem cca 105 Wm^-2 celkové podlahové plochy. V případě hranice rychlosti proudění vzduchu do 0,25 m . s^-1 je možné i uvažovat s hranicí maximální tepelné zátěže do 160 Wm^-2. Při specifikaci jednotlivých druhů tepelných zatížení na standardní pracovní administrativní místo je možné počítat s těmito hodnotami citelné tepelné zátěže:

• osoby do 10 Wm^-2, obvykle 7 Wm^-2,
• osvětlení maximálně 20 Wm^-2, při uvažování radiace se většinou používá 50% z této hodnoty,
• technologie závisí na charakteru provozu kanceláře. V případě větších celků, kdy kopírovací centra a servry jsou umístěny v samostatných klimatizovaných místnostech, lze uvažovat cca 20 Wm^-2, v případě, že se jedná o nedefinovanou administrativní plochu, je nutné uvažovat min. 30 Wm^-2.

Celkem musíme počítat s vnitřní citelnou zátěží zhruba 50 Wm^-2. Proto je nutné návrh obvodového pláště provést tak, aby poměrná část venkovní tepelné zátěže nepřevýšila hodnotu 40 až 45 Wm^-2 podlahové plochy daného prostoru. Za předpokladu, že standardní kancelář bude mít hloubku 5 m, je potřeba zajistit minimální tepelnou zátěž, připadající na 1 m délky fasády 220 až 225 W. U budov s jednotlivými okny je tato hodnota dosažitelná bez větších problémů s minimálními opatřeními. V případě pásových oken či celoprosklených fasád je nutné přijmout technicky a investičně velmi náročná opatření, aby bylo požadovaných hodnot dosaženo. Při navrhování klimatizačních zařízení těchto moderních administrativních budov s velkým podílem prosklených ploch je třeba vzít v úvahu následující specifika pro výpočet:

• většinou jsou vždy používány stínicí prostředky, především žaluzie, aby bylo dosaženo minimálního přesvětlení pracovního místa při práci s počítačem. Umístění žaluzií má velký vliv na tepelnou bilanci,
• je potřeba počítat s ekvivalentními hodnotami jak pro stínicí součinitele, tak i pro koeficienty prostupu tepla pro stanovení koncových prvků klimatizace,
• stavební konstrukce těchto budov společně s jejich interiérem (většinou je osazen minerální kazetový podhled) neumožňují počítat s akumulací tepla a chladu do stavebních konstrukcí a v praxi je možné pro výpočet klimatizačního zařízení zanedbat (mají vliv pouze na energetickou náročnost).

ZÁKLADNÍ DRUHY FASÁD

• jednoduchá fasáda s dvojitým či trojitým zasklením,
• zdvojená fasáda s odvětrávanou vnější fasádou,
• zdvojená fasáda s odvětrávanou vnitřní štěrbinou.

Každá z těchto fasád má určitá specifika, která mají výrazný vliv na dimenzování klimatizačního zařízení.

Jednoduchá fasáda
Jednoduchá fasáda v základním výpočtu neskrývá oproti standardnímu výpočtu výjimečné nástrahy. Je však nutné vhodně do výpočtu zakomponovat vliv použitých stínicích prvků (ocelové konstrukce, sloužící jako slunolamy či markýzy). Dále je potřebné počítat s tím, že skla s vyšším solárním faktorem se poměrně značně zahřívají a do určité míry fungují jako topný panel. Míru zahřátí prosklených ploch, a tím i celkovou energetickou bilanci pro výpočet je nutné prodiskutovat vždy s výrobcem prosklených ploch. Právě eliminaci tohoto jevu (společně s umístěním žaluzií, které se od slunečního svitu zahřívají) mají zajišťovat zdvojené fasády.

Zdvojená fasáda s odvětrávanou vnější štěrbinou
Oproti ostatním druhům fasád má tato fasáda pozitivní vliv na odhlučnění objektu. Vnější fasáda je většinou z jednoduchého skla, vzdálenost mezi vnější a vnitřní fasádou je cca 0,8 – 1 m (i z důvodu čištění). Štěrbina je odvětrávaná a na její provedení mají vliv následující faktory:

• v případě, že rychlost proudění vzduchu je příliš vysoká (nad 0,4 m . s^-1), některé druhy stínicích žaluzií začínají kmitat a vytvářejí kmitající stíny,
• v případě štěrbiny budovy, která je vyšší než 10 m, může být teplota v horních partiích fasády velmi vysoká a může negativně působit jak na vlastní konstrukci stěny, tak i na vnitřní prostředí v kancelářích a vyžaduje vyšší dimenzování chlazení příslušných kanceláří. Proto se v některých případech dělají u těchto fasád samostatně odvětrávané přepážky.

Aby tato fasáda plnila svoji funkci, je nutné štěrbiny provést jako uzavíratelné (jak z hlediska hluku, tak zimní tepelné bilance). Klapky bývají většinou ovládány servopohony (na základě impulzů z teplotních čidel), které tyto klapky v přivětrávacích štěrbinách spojitě otevírají. Vnitřní fasáda vykazuje obvykle stejné tepelně-technické vlastnosti, které má běžná jednoduchá fasáda.

Celý nezkrácený článek včetně všech grafů najdete v čísle 4/2005 ve speciální příloze Technická zařízení budov.

Autor

• (red)