Vetranie podzemných garáží

Nedostatočné alebo neúčinné vetranie garáže prispieva k tvorbe kondenzátu na komponentoch vozidla. Výfukové plyny a odparovanie pracovných kvapalín spôsobujú, že atmosféra garáže je pre majiteľa auta nebezpečná. Aby sa predišlo týmto problémom, je potrebné zabezpečiť normálnu cirkuláciu vzduchu.

Garáž je dobrá, ak má vetranie. Pri jazde na parkovisko po mnohých kilometroch na daždivých a zasnežených cestách si auto so sebou prináša vlhkosť. Priestor pre auto je tradične malý, a preto vlhkosť rýchlo nasýti jeho atmosféru. Ak sa objem vlhkého vzduchu v garáži nezmení 6x za hodinu (najlepšie 10x), auto môže hrdzavieť.

Dôvody pre efektívne vetranie garáže

Hlavné dôvody pre zabezpečenie adekvátneho vetrania v garáži sú:

• Zabránenie kondenzácii: Nedostatočné vetranie vedie k hromadeniu vlhkosti, ktorá sa usadzuje na kovových častiach vozidla a iných predmetoch, čo spôsobuje koróziu.
• Odstránenie škodlivých látok: Výfukové plyny (oxid uhoľnatý, oxidy dusíka) a výpary z pohonných hmôt, olejov a iných prevádzkových kvapalín sú toxické a nebezpečné pre zdravie.
• Zabezpečenie hygienických podmienok: Kvalitný vzduch je nevyhnutný pre pobyt osôb v garáži, najmä pri vykonávaní prác.

Normatívne požiadavky a odporúčania

Pre zabezpečenie optimálnych podmienok v garáži existujú rôzne normy a odporúčania:

• SNiP 02/21/99: Nastavuje zimnú skladovaciu teplotu stroja na +5°C, ak je box vyhrievaný. Tento SNiP tiež umožňuje nevykurovať garážové priestory. Pre auto je racionálnejšie dodržiavať normatív 5°C, hoci pre majiteľa auta je pohodlná teplota napríklad +15°C.
• ONTP 01-91: Štandard výmeny vzduchu v garáži je stanovený v objeme 150 m³/h pre každé parkovacie miesto.
• STN 73 6058: 1988: Počíta s hodnotou 300 m³/hod/PM pre prevádzkové vetranie, vychádzajúc z emisií vozidiel.
• ČSN 73 6058: Aktualizácia federálnej normy, ktorá je omnoho presnejšia a zohľadňuje trasu vozidla, sklon rámp, voľnobeh motora a emisie.
• BS 7346-7: 2006 (a novela 2013): Anglická norma pre požiarne vetranie garáží, ktorá počíta s 6-násobnou výmenou objemu vzduchu za hodinu.

Súčasné trendy v stavebníctve, ako sú zelené budovy a certifikácie ako BREEAM či LEED, zdôrazňujú komplexný prístup k prevádzkovému a požiarne vetraniu garáží. Najmä v nákupných centrách je bežné realizovať tieto dva systémy ako jeden obojživelný systém, v ktorom hlavnú prácu vykonávajú odsávacie ventilátory.

Typy ventilačných systémov pre garáže

Prirodzené vetranie

Prirodzené vetranie autoboxu priamo závisí od nasledujúcich parametrov:

• Rozdiel teplôt vzduchu v interiéri a exteriéri: Atmosféra garáže by mala byť teplejšia, a teda ľahšia, ako vonkajší vzduch. Potom do garáže prenikne cez prívodný vzduchový kanál gravitáciou ťažký a čerstvý vzduch, ktorý sa snaží nahradiť menej hustý objem vnútornej atmosféry.
• Rozdiely v tlaku medzi vertikálnymi polohami vstupu a výstupu: Medzi vstupom privádzaného vzduchu a výstupom odpadového vzduchu je potrebný rozdiel viac ako 3 m.
• Tlak pohybujúcej sa vzduchovej hmoty (vietor): Na náveternú stranu garáže sa vytvorí zvýšený tlak a na záveternú stranu znížený tlak. Potrubie privádzaného vzduchu je potrebné umiestniť na stranu prevládajúceho smeru vetra.

Ignorovanie týchto podmienok povedie k úplnej neúčinnosti prirodzeného vetrania. Pre fungovanie samo-vybudovaného prirodzeného vetrania v garáži je potrebné, aby jeho konštrukcia brala do úvahy objem zmien vzduchu, sezónne zmeny teploty a veternú ružicu. V zime by ste mali nastaviť autobox na vyššiu teplotu vzhľadom na ulicu a znížiť výmenu vzduchu nastavením stupňa otvorenia vzduchových potrubí. V lete je potrebné otvoriť potrubia na prívod a odvod vzduchu úplne, s ohľadom na ružicu kompasu. Vzájomné umiestnenie prívodného a výfukového potrubia musí byť buď pozdĺž dĺžky skrine, alebo pozdĺž jej uhlopriečky.

Výpočet spotreby vzduchu

Hlavným parametrom výmeny vzduchu je jeho frekvencia, t.j. počet úplných zmien objemu atmosféry v garáži s „pouličným“ vzduchom. Pri znalosti normalizovanej frekvencie výmeny privádzaného a výfukového vzduchu (6-10 krát) a vnútorného objemu autoboxu je potrebné vypočítať spotrebu vzduchu za hodinu:

L = n • Vg

Kde:

• L - spotreba vzduchu za hodinu (m³/h)
• n - číselná hodnota normy pre výmenný kurz vzduchu
• Vg - objem vzduchu v garáži (m³)

Ak chcete určiť objem vzduchu, ktorý garáž pojme, musíte vynásobiť jej vnútorné rozmery šírky, dĺžky a výšky. Napríklad krabica široká 4 m, dlhá 6 m a vysoká 2,7 m pojme Vg = 4 • 6 • 2,7 = 64,8 m³. Pri výbere sedemnásobnej výmeny vzduchu za hodinu bude takáto garáž vyžadovať L = 7 • 64,8 = 453,6 m³.

Pre výber prierezov vzduchového potrubia vstupu a výfuku, výsledná hodnota L by mala byť zaokrúhlená nahor, čím sa dosiahne násobok 5. Preto musí byť hodnota prietoku vzduchu získaná v našom výpočte zvýšená na 455 m³, pretože toto číslo je bezo zvyšku deliteľné 5 (455:5 = 91). Keď poznáte prietok vzduchu a jeho rýchlosť, môžete použiť špeciálne diagramy na nájdenie optimálneho priemeru kruhového vzduchového potrubia pre systém prívodu a výfuku garáže. S rýchlosťou vzduchu v kanáloch prirodzeného vetrania asi 0,5-1 m/s sú pre vyššie vypočítanú „približnú“ garáž potrebné kruhové vzduchové kanály s priemerom 500 mm, alebo profilované, s vnútorným prierezom 450x500 mm.

Na zlepšenie prúdenia vzduchu môžete nainštalovať namiesto vzduchového potrubia mriežkový prívod vzduchu vo výške až pol metra od podlahy garáže. Okrem toho by mal byť jeho prierez dvakrát až trikrát väčší ako prierez výfukového potrubia. Vetranie sa zlepší, ale v zime môže autobox zamrznúť. Prívodnú mriežku a výfuk je potrebné vybaviť posuvnými alebo odnímateľnými krytmi, umožňujúcimi v prípade potreby zmenšiť prierez nasávania vzduchu. Je dôležité dodržiavať postupnosť čiastočného prekrytia výfukových a prívodných otvorov - najskôr prívod, potom výfuk. Pre výber vhodného prierezu pravouhlého vzduchového potrubia stačí nájsť priemer kruhového potrubia, ktorý mu vyhovuje. V tomto prípade je dôležité, aby prierez výfukového potrubia nebol väčší ako prierez nasávania privádzaného vzduchu, inak sa ťah prevráti.

Zlepšenie účinnosti prirodzeného vetrania

Bez použitia mechanických nástrojov na zlepšenie výmeny vzduchu môžete dosiahnuť stabilnú obnovu atmosféry v garáži dvoma spôsobmi:

1. Zahrievaním výfukového potrubia: Teplý vzduch je ľahší ako studený vzduch vstupujúci cez prívod. V snahe o najvyšší bod vyjde von cez výfukové vetracie potrubie, ktorý je nahradený čerstvým vzduchom zvonku. Pri budovaní prirodzeného vetrania v autoboxe stačí dodržiavať odporúčania diagramov. Na zlepšenie ohrevu vzduchu v hornej vrstve atmosféry v chladnej garáži je potrebné natrieť výfukové potrubie čiernou farbou. Výsledkom je, že steny potrubia absorbujú maximálne množstvo slnečnej energie a ohrievajú vzduch vo vnútri potrubia, čo spôsobí, že sa bude pohybovať nahor intenzívnejšie. Pri plánovaní prirodzeného vetrania s prihliadnutím na čiernu farbu by ste nemali izolovať vetracie potrubie. Pri metóde „vykurovania žiarovkou“ je však mimoriadne potrebné tepelne izolovať výfukové potrubie.
2. Inštaláciou deflektora na výfukové potrubie: Toto zariadenie pomáha zvýšiť ťah výfukových plynov až o 20% bez použitia akýchkoľvek mechanických zariadení, vďaka vytvoreniu nízkotlakovej zóny v hlave vzduchového potrubia.

   Na základe Bernoulliho zákona menia deflektory svojou konštrukciou (rezom) pohyb prúdenia vzduchu. Štrukturálne ventilačný deflektor (na príklade projektu TsAGI) pozostáva z nasledujúcich prvkov:

   • Difúzor (sklo): Má tvar zrezanej kužeľovej rúry. Úzka strana zapadá do výfukového potrubia a pomáha stanoviť rozdiely v tlaku vzduchu a zvýšiť trakciu.
   • Čiapka (dáždnik): Chráni vzduchové potrubie pred prenikaním poletujúcich úlomkov a zrážok.
   • Vonkajšie bývanie: Má valcový tvar a vytvára nízkotlakové zóny znížením prúdenia vetra.
   

   Typ deflektora TsAGI je široko používaný na zvýšenie prirodzeného ťahu ventilačných potrubí. Používajú sa aj deflektory v tvare kotúča, korouhvičky, v tvare písmena H a rotačné deflektory. Účinnosť výfukových deflektorov akejkoľvek konštrukcie priamo súvisí s atmosférickými podmienkami, konkrétne s prítomnosťou vetra. To znamená, že pri silnom vetre toto zariadenie vyvíja maximálny ťah v systéme prirodzeného vetrania, ale v pokojných podmienkach vôbec nefunguje. Deflektor dokáže nielen zlepšiť ťah, ale aj zabrániť „upchávaniu“ výfukového potrubia pri silnom vetre. Ventilačný komplex vybavený deflektorovým zariadením je najviac chránený pred prevrátením prievanu. Je potrebné zdvihnúť čelenku kapucne vybavenej deflektorom nad rovinu strechy o pol metra a viac.

   

Kombinované vetranie

Výhodou spojenia prirodzeného vetrania s mechanickým systémom s nízkym výkonom je zaručená obnova atmosféry garáže za každého počasia. Ani pokoj, ani letné horúčavy neoslabujú výkon takéhoto komplexu prívodu a výfuku. Schéma kombinovanej ventilácie je úplne podobná konštrukcii systému prirodzenej výmeny vzduchu. Použité je rovnaké usporiadanie privádzacieho a odvádzaného vzduchového potrubia, rovnaký prierez vzduchového potrubia a deflektor na hornom konci odťahového potrubia. Jediným rozdielom je inštalácia axiálneho alebo odstredivého ventilátora.

Výkon ventilačnej jednotky by nemal presiahnuť 100 W, to stačí. Ventilátor musí byť zabudovaný do izolovaného segmentu vzduchovodu, inak sa do neho dostane kondenzát. Na ovládanie chodu takéhoto ventilátora je užitočný elektronický časovač zabudovaný v adaptéri medzi elektrickú zásuvku a napájaciu zástrčku odsávacieho zariadenia. Dlho zapnutý ventilátor je nerentabilný z dôvodu jeho spotreby energie a nie je potrebný. Navyše v zime bude kombinované vetranie garáže príliš účinné a box bude veľmi chladný. Adaptér s časovačom vám umožní nastaviť frekvenciu a dĺžku chodu ventilátora na 24 hodín aj na niekoľko dní dopredu.

Pri výbere dostatočne výkonnej jednotky odstredivého vetrania môže byť potrebný väčší prierez potrubia odpadového vzduchu. Jeho hlavnou výhodou je nezávislosť od prírodných faktorov. Existujú však dve hlavné nevýhody: závislosť od elektrickej energie a dosť vysoké náklady. Odstredivé ventilátory zabezpečujú prívod a odvod vzduchu.

Mechanické ventilačné systémy

V autoboxoch sú inštalované nasledujúce mechanické ventilačné systémy:

• Modulárny: Napájací a výfukový komplex je zostavený z niekoľkých nezávislých blokov, ktoré zabezpečujú vstrekovanie a prípravu privádzaného vzduchu, ako aj odstraňovanie znečistenej atmosféry. Takéto moduly fungujú nezávisle, na ich spoločnú prevádzku sú potrebné riadiace senzory. Schopnosť postaviť komplex s požadovanými „vzduchovými“ charakteristikami je výhodou modulárneho napájacieho a výfukového komplexu. Čerstvý vzduch sa pred vstupom do vzduchových potrubí filtruje a v chladnom období sa ohrieva. Do garáže sa privádza vzduchovým potrubím cez otvory zakryté mriežkou v podlahe alebo stenách takmer v jednej rovine s podlahou, ako aj v stenách revíznej jamy. Odpadový vzduch je nasávaný výfukovým potrubím, v ktorého kanáli je inštalovaný dostatočne výkonný ventilátor.
• Monoblok: Každý takýto blok je kompletným mechanickým ventilačným zariadením a je zodpovedný za prívod a odvod súčasne. Medzi monoblokovými ventilačnými zariadeniami sa modely vybavené regeneračnými doskami považujú za ekonomické. Rekuperácia umožňuje minimalizovať spotrebu energie na ohrev privádzaného vzduchu. Monoblokové mechanické vetranie sa ľahšie inštaluje tak, že sa pripraví jeden otvor v stene garáže. Produktívnejší je však komplex prívodu vzduchu vybavený potrebnými modulmi.

Vo veľkých autoboxoch určených pre viacero áut je efektívnejšie odsávanie vzduchovodom a pomocou potrubnej ventilačnej jednotky. Pri komplexnom pohľade na vec sa dajú nájsť efektívne riešenia. Organizácia vetrania garáží je komplexný podtlakový systém, ktorého úlohou je zaistiť kvalitný vzduch pre pobyt osôb. Určujúcou škodlivinou pre návrh prevádzkového vetrania je oxid uhoľnatý produkovaný pri chode spaľovacích motorov. Konvenčné potrubné systémy sú v posledných rokoch stále častejšie nahradzované prúdovými ventilátormi (JET FANy).

Prúdové ventilátory (Jet Fans)

Prúdové ventilátory, často nazývané JET FANy, ponúkajú efektívne a úsporné riešenie s dôrazom na vysokú úroveň bezpečnosti. Tieto voľne nasávajúce a vyfukujúce ventilátory injektujú prúd vzduchu s vysokým impulzom do zastavaného priestoru. Rozdeľujú a prepravujú vzduch efektívne po celej ploche parkoviska z priestoru prívodu vzduchu k odvodu. Vysoko indukujúcim účinkom posuvných ventilátorov možno v uzavretých parkovacích garážach vytvoriť konštantnú cirkuláciu vzduchu, ktorá zaťaženie oxidom uhoľnatým udrží na minimálnej úrovni. Štandardné systémy odvodu vzduchu nezabezpečia potrebné premiešanie vzduchu z oblastí podlahy a stropu. Naproti tomu impulzné prúdenie použitím prúdových ventilátorov zaručí dobré premiešanie vrstiev vzduchu, pričom lokálna koncentrácia škodlivín je výrazne nižšia v porovnaní so systémom spojených vzduchotechnických kanálov.

Návrh každého riešenia s JET FANmi sa opiera o CFD simuláciu prúdenia vzduchu, ktorá nastaví hlavné parametre systému presne podľa požiadaviek konkrétnej aplikácie. Vďaka tomu je zaistený odvod škodlivín zo všetkých zón a je eliminovaný vznik tzv. „mŕtvych zón“. Pri prevádzkovom vetraní sú z celého priestoru garáže rovnomerne odvádzané škodliviny a je zaistené kvalitné vnútorné prostredie. Požiarne vetranie je uvedené do prevádzky na základe signálu z EPS.

Pri garážach alebo podzemných parkoviskách je potrebné pri eventuálnom hasičskom zásahu odvádzať teplo a splodiny horenia a zasiahnutú oblasť odvetrať. Spoločnosť Colt ponúka systémy s impulznými alebo indukčnými prúdovými ventilátormi, ktoré nahrádzajú konvenčné systémy. Tieto systémy sú zostavené z ventilátorov s relatívne malými rozmermi, ktoré sú umiestnené na ploche garáže tak, aby odviedli teplo a splodiny horenia smerom von z uzavretého priestoru parkoviska. Dôsledkom toho nie je potrebné rozvádzať vzduchotechniku celým priestorom garáže. Účinnosť alternatívnych spôsobov odvetrania je testovaná v simulovaných počítačových podmienkach s využitím softvéru pre analýzu CFD. Vďaka CFD je možné presne predvídať prúdenie vzduchu v danom priestore a mieru kontaminácie teplom a dymom s ohľadom na členitosť priestoru garáže.

Legislatívne a ekonomické aspekty mechanického vetrania

Problémom pri návrhu ventilátora je platná legislatíva pre požiarne vetranie garáží, ktorú zastupuje prevažne anglická norma BS 7346-7: 2006, resp. jej novela BS 7346-7: 2013 v kontexte smernice EÚ č. 2009/640/EC (ErP) o energetickej účinnosti. Ventilátor nemôže byť vyhotovený s EC motorom (elektronicky komutovaný), môže byť len v AC vyhotovení (asynchrónne komutovaný) s frekvenčným meničom (IE2). Z ekonomických dôvodov sa navrhuje systém, ktorý je obojživelný, t. j. slúži na prevádzkové vetranie garáží, aj na požiarne vetranie garáží.

Riešením je paralelná prevádzka viacerých axiálnych ventilátorov na spoločnej stúpačke. Napríklad, pri plošnej výmere približne 10 000 m² podzemného parkingu funguje prevádzkové vetranie na CO v objeme okolo 40 až 60 000 m³/hod, no požiarne vetranie až v objeme okolo 200 - 240 000 m³/hod. Pracovný bod ventilátora pre garáž je pritom okolo 120 - 200 Pa (pstat). Jedinou reálnou alternatívou je prevádzka jedného, resp. viacerých ventilátorov na spoločnej stúpačke pomocou frekvenčného meniča. Ani frekvenčný menič (FM) však nie je všeliek, pretože sa môže stať, že na jednotlivých podlažiach sa CO simultánne nezvýši v rovnakom čase.

Riešením sú dymové (ZOTaSH) klapky s modulovanou polohou servopohonu a spojitou reguláciou (4 - 12 mA) s pridaním riadiaceho systému. Takto sa dajú jednoducho sledovať výlučne požiadavky príslušného podlažia - zatvorením klapiek na iných podlažiach sa použije predmetný vzduchový výkon na aktivované podlažie. Týmto spôsobom sa však rieši len skutkový stav, nie to, čo ho vyvolalo - teda samotný pohyb vozidiel po podlaží s cieľom nájsť voľné miesto. V honbe za parkovacím miestom dochádza k nezmyselnému jazdeniu, a tým zvyšovaniu koncentrácie CO. Možno by stačil len navigačný systém namiesto strohej informácie o počte zostávajúcich voľných parkovacích miest.

V letných mesiacoch sa diskomfort z CO snúbi aj s citeľnou záťažou chladnúcich motorov, prípadne pri letných dažďoch aj s latentným teplom. Obslužný personál to zvyčajne rieši tak, že systém spustí ‚ručne‘, mimo MaR. Pritom by možno stačilo implementovať zopár tepelných a vlhkostných senzorov a definovať okrajové podmienky. Netreba inštalovať prevratné technológie, len rozumne integrovať MaR do existujúcich inštalácií, čo by citeľne znížilo prevádzkové náklady.

Organizácia dočasného vetrania

Ak sa majú v garáži vykonávať opravy, vrátane zvárania a lakovania kovových častí, je potrebný seriózny odsávač pár, ktorý sa nemusí neustále používať. Nižšie sú uvedené kroky pre vytvorenie systému dočasného použitia:

1. Inštalácia rohových vetracích otvorov
2. Zapojenie ventilátora
3. Inštalácia potrubného ventilátora
4. Príprava zvlnenia na inštaláciu vzduchových potrubí
5. Pripojenie časti potrubia k ventilátoru
6. Montáž držiaka pohyblivej sekcie
7. Vytvorenie rámu výfukového lievika
8. Zabalenie lievika do fólie

Nasledujúci výber fotografií vám pomôže vyhodnotiť technickú podstatu pôvodného inžinierskeho nápadu:

Riešenie prezentované na zváženie vám umožňuje opraviť auto v zime bez otvorenia brány dokorán. Majster bude môcť pracovať v teplotných podmienkach, ktoré sú pre neho bežné, bez toho, aby si obliekol teplé rúcho, ktoré bráni pohybu. Po zatvorení dverí digestor uvoľní škodlivé toxíny do vetracieho otvoru.

Špecifiká podzemných garáží

Pri stavbe domu s podzemnou garážou, najmä na kopcovitých terénoch s menším pozemkom, je to často jediná možnosť, ako si zachovať primerane veľký kus záhrady. Podzemná garáž schovaná v podzemí so zvažujúcim sa príjazdom je charakteristická všade tam, kde sa nechceme zbytočne vzdávať vzácnych metrov štvorcových. Takáto podzemná garáž má svoje špecifiká, na ktoré treba pri jej dizajnovaní myslieť. Myslite v prvom rade na to, že podzemná garáž je ako ďalšia miestnosť domu.

Dôležité je tiež myslieť na správne odvetrávanie, aby garáž nenavlhla. Pri podzemných garážach sa bohužiaľ zrejme bez kvalitného ventilátora nezaobídete - nie je tu možnosť vetrať len cez správne umiestnené vetracie mriežky, ako to býva pri samostatne stojacich garážach. Pripojenie potrubia je potrebné k hlavným ventilačným systémom budovy. Privádzaný vzduch nevnikne do suterénu garáže s kontrolným otvorom zo systému všeobecného vetrania - hladina je príliš nízka. Do tejto miestnosti je potrebné nainštalovať samostatný prívod a odvod vzduchu.

tags: #vetranie #podzemnych #garazi