Aktuality

Vzduchotěsnost, 3. díl: Blowerdoor test - Jak probíhá měření a jak to celé funguje

12. 7. 2024

Blower door je běžně používaný název nejrozšířenějšího přenosneho zařízení pro měření vzduchotěsnosti budov. Svoji popularitu získalo zejmena diky teměř univerzální použitelnosti. Umožňuje totiž jednoduche osazení ventilátoru do otvoru pro dveře různých rozměrů (odtud take jeho název: blower ventilátor, door dveře).

Zařízení vyrábí v různých variantách několik výrobců, vždy se však skládá z těchto základních dílů:

• teleskopický rám;
• vzduchotěsná plachta (nebo panel) s otvorem pro ventilátor;
• ventilátor s plynule měnitelnými otáčkami;
• regulátor otáček;
• přístroje pro měření tlakového rozdílu a objemoveho toku vzduchu.


Vzduchotěsná plachta bývá vyrobena z plastem potažené textilie. Plachta se pomocí osazovacího rámu napne do vhodného otvoru v obvodové stěně měřené budovy (okno, dveře). Rám je teleskopický, takže se snadno přizpůsobí rozměrům běžných oken a dveří. Nejčastěji bývá vyroben z lehkých slitin, takže je lehký a odolný proti poškození. Osazení plachty do zvoleneho otvoru by mělo být pokud možno vzduchotěsne. Někteří výrobci proto opatřují rám po obvodu pružným těsněním. Do otvoru v plachtě se nasadí ventilátor. Otvor v plachtě je řešen tak, Že styk ventilátoru s plachtou je dostatečně těsný. Úkolem ventilátoru je vytvořit v budově požadovaný podtlak nebo přetlak. Při měření podtlakem vysává ventilátor vzduch z budovy, při měření přetlakem naopak transportuje vzduch dovnitř. Pokud konstrukce ventilátoru neumožňuje měnit směr otáčení, docílí se změny směru proudění vzduchu jednoduše otočením ventilátoru o 180°

Snahou každeho výrobce je nabídnout zařízení pro měření co nejširšího spektra budov — od malých a těsných až po velké nebo velmi netěsné. Ventilátor tedy musí disponovat velkým výkonem (až tisíce m3/h) a současně musí být schopen i velmi jemné regulace malých průtoků vzduchu. Jeho rozměry přitom musí umožňovat snadnou manipulaci. Všichni výrobci proto používají ventilátory s plynule měnitelnými otáčkami a pro regulaci objemoveho toku vzduchu vybavují ventilátor výměnnými clonami.


Například při měření velmi těsné budovy (kde pro vyvolání tlakového rozdílu stačí malý tok vzduchu) by ventilátor nemusel být schopen pracovat s dostatečně malými otáčkami. Při použití clony s malým otvorem mohou být otáčky ventilátoru vyšší a snáze regulovatelne. Otvory ve clonách jsou kalibrovane, takže umožňují měření objemoveho toku vzduchu proudícího ventilátorem. Opačný problem, tedy riziko nedostatečneho výkonu ventilátoru při měření netěsných budov, řeší někteří výrobci umístěním několika ventilátorů do jedineho zařízení.

Pro měření tlakového rozdílu se používá citlive čidlo schopne měřit v rozsahu 0 až 100 Pa. Po-kud se měří, měla by být zajištěna přesnost ±2 Pa v rozsahu 0 až 60 Pa. S vnějším prostředím je čidlo spojeno plastovou trubičkou prostrčenou skrz vzduchotěsnou plachtu (během měření jsou přístroje zpravidla umístěny uvnitř budovy). Objemový tok vzduchu protekající ventilátorem je zpravidla měřen nepřímo. Existuje několik způsobů. Nejrozšířenější je zřejmě použití clon s kalibrovanými otvory, u kterých je známa závislost objemoveho toku vzduchu otvorem na rozdílu tlaku před a za clonou.

Objemový tok vzduchu ventilátorem se dopočítává z tlakového rozdílu měřeneho na úrovni ventilátoru a kalibračních koeficientů clon, ktere se na ventilátor nasazují Ventilátor je již z výroby vybaven potřebným snímačem tlaku, který se hadičkou spojí s čidlem pro měření tlakového rozdílu. Kalibrační údaje dodává výrobce zařízení. Přepočet z tlakového rozdílu na objemový tok vzduchu nebývá nutný, výrobci zpravidla vybavují manometr měřící tlakový rozdíl na ventilátoru dvěma stupnicemi — na jedne se odečítá tlakový rozdíl v Pa, na druhe přímo objemový tok vzduchu.

Měřící přístroje mohou být buď analogové nebo digitální. Použití analogových přístrojů neumožňuje automatizaci měření a je o něco náročnější na pečlivost. Měřič musí manuálně nastavit otáčky ventilátoru tak, aby bylo dosaženo požadovaneho tlakového rozdílu. Jakmile se tlakový rozdíl ustálí, je potřeba současně odečíst ze stupnic měřících přístrojů hodnotu tlakového rozdílu a objemoveho toku vzduchu. To nemusí být vždy snadne, neboť obě měřene veličiny většinou neustále mírně kolísají. Odečet naměřených hodnot bude tedy vždy zatížen určitou chybou.

U moderních zařízení bývají analogove měřicí přístroje nahrazeny řídicí elektronickou jednotkou, která prostřednictvím osobního počítače řídí průběh měření, průběžně zaznamenává a vyhodnocuje naměřene údaje. Pomocí speciálního softwaru se měření předem naprogramuje, takže probíhá zcela automaticky a je možne jej v případě potřeby beze změny opakovat například na jiných budovách.

Kvalitní software ovšem umožňuje i přizpůsobení testu specifickým podmínkám konkretního měření díky uživatelskému nastavení řady parametrů:

• posloupnosti tlakových rozdílů, pro ktere má být měřen objemový tok vzduchu (např. 20, 25, 30, ...80 Pa);
• tolerance, s jakou má být udržován konstantní tlakový rozdíl při odečtu objemoveho toku vzduchu (např. ±2 Pa);
• počtu odečtů objemoveho toku vzduchu na každe úrovni tlakového rozdílu (např. IOC hodnot pro každou úroveň tlakového rozdílu, z nichž se vypočte průměrná hodnota objemoveho toku vzduchu);
• rychlosti, s jakou bude ventilátor reagovat na změnu tlakového rozdílu (např. při nutnosti měření v nárazovem větru, kdy tlakový rozdíl výrazněji kolísá, se nastaví pomalejší odezva ventilátoru).

Tyto možnosti výrazně snižují chybu měření oproti použití analogových přístrojů zejmena při meně příznivých klimatických podmínkách.

Po ukončení testu nabídne software tisk výsledků měření ve formě jednoduchého protokolu. Uložená naměřená data je možne exportovat k dalšímu, zpravidla podronějsímu zpracování. Pro zachování přesnosti měření je nutné celé zařízení v předepsaných lhůtách pravidelně kontrolovat a udržovat. Měřící přístroje, analogové i elektronické, musí být pravidelně kalibrovány.

Postup měření — přehled

Přesnost výsledku je kromě klimatických podmínek a přesnosti přístrojů velmi závislá na kvalitě práce technika, který měření provádí. Z tohoto důvodu byl postup měření standardizován a v řadě zemí se stal součástí technických norem. Dodržení pracovních postupů předepsaných těmito normami zajišťuje vysokou věrohodnost a vzájemnou srovnatelnost naměřených výsledků.

V České republice platí norma ČSN EN ISO 13829, která detailně popisuje postup pří
pravy budovy před měřením, postup měření a způsob zpracování výsledků. Přípravě budovy a zpracování výsledků jsou věnovány samostatné části této kapitoly (viz další text).

Měřicí postup se obecně skládá z těchto dílčích kroků:

• kontrola klimatických podmínek před měřením;
• osazení měřicího zařízení;
• volba posloupnosti tlakových rozdílů;
• měření základního tlakového rozdllu před začátkem testu;
• měření závislosti objemového toku vzduchu na tlakovém rozdílu (vlastní test);
• měření základního tlakového rozdílu po skončení testu,

Pro každou budovu by měla být provedena dvě měření při podtlaku a při přetlaku v budově. Postup obou měření je stejný,

Kontrola klimatických podmínek

Tlakové účinky větru a rozdllu teploty uvnitř a vně měřené budovy mohou být zdrojem významné chyby měření. Měřit by se tedy mělo pouze za vhodných klimatických podmínek (bezvětří nebo jen slabý vítr a malý rozdíl teplot). Splnění těchto podmínek by mělo být před měřením zkontrolováno. Zjištěnou sílu větru a rozdll teplot je potřeba zaznamenat. Tyto údaje se později použijí při vyhodnocení výsledků.

Osazení měřicího zařízení

Při instalaci měřicího zařízení je potřeba věnovat pozornost těmto problémům:

• volba otvoru, do kterého má být zařízení osazeno;
• zajištění volného proudění vzduchu před a za ventilátorem;
• vzduchotěsné spojení zařízení s obvodovými konstrukcemi;
• ochrana tlakových čidel před nežádoucími vlivy,

Běžné typy zařízení blower door je možné rozměrově přizpůsobit běžným stavebním otvorům — jak oknům, tak dveřím. Přesto se měřicí zařízení nejčastěji osazuje do rámu vstupních dveří. Důvody jsou dva: snazší manipulace (není nutno zvedat součásti zařízení nad parapet) a nižší těsnost vstupních dveří oproti oknům. Osazením zařízení do vstupních dveří vyloučíme z testovaného obvodového pláště jeden z méně těsných prvků. To vede zpravidla k příznivějším výsledkům měření, než při osazení do okenního otvoru. Tuto skutečnost je potřeba brát v úvahu například při měření, jehož výsledky mají sloužit jako vstupní údaje pro přesnější výpočet výměny vzduchu filtrací.

Otvor pro osazení měřícího zařízení je potřeba vybrat tak, aby nebyl narušen tok vzduchu skrz ventilátor. Tato podmínka nemusí být splněna, pokud je zařízení umístěno ve vstupnich dveřích do malé předsíně s malou vzdáleností dveří od protilehlé stěny, zařízení místnosti, schodiště, apod. Běžná zařízení je možné osadit, aniž by muselo být vysazeno dveřní křídlo. Poloha křídla musí být zajištěna tak, aby nebylo ovlivněno proudění vzduchu skrz ventilátor. Ze stejného důvodu by se v průběhu měření neměli v těsné blízkosti ventilátoru pohybovat lidé.

Zařízení musí být pochopitelně co nejtěsněji spojeno s obálkou měřené budovy. V opačném případě by mohl být výsledek měření zkreslený (zhoršený) vlivem netěsností mezi měřicím zařízením a budovou, které nejsou důsledkem chybného provedení stavebních konstrukcí. Při měření velmi těsných budov (pasivní domy, apod.) může být žádoucí zlepšit těsnost osazení například dodatečným nalepením vzduchotěsné plachty měřicího zařízení (pomocí vhodné lepicí pásky) na ostění otvoru nebo rám výplně, v němž je osazeno, Čidla tlakového rozdílu je potřeba chránit před parazitními vlivy. Zejména konec hadičky spojující Čidlo s vnějším prostředím musí být umístěn mimo dosah proudění vyvolaného ventilátorem (v dostatečné vzdálenosti od měřicího zařízení) a současně musí být chráněn před větrem (např. přiklopením ne zcela těsnou nádobou). Veškeré hadičky tlakových čidel by měly být vedeny vodorovně, bez delších svislých úseků a měly by být chráněny před slunečním zářením.

Volba tlakových rozdílů

Úrovně tlakového rozdílu, na nichž má být měřen objemový tok vzduchu (tzv. měřicí body) se volí tak, aby byl v nejvyšší možné míře vyloučen vliv klimatických podmínek na výsledek měření. Za větrného počasí je vhodné měřit při vyšších tlakových rozdílech. Každé měření by se mělo skládat alespoň z pěti měřicích bodů. Pokud je to možné, několik měřicích bodů by mělo být realizováno při tlakovém rozdílu vyšším než 50 Pa. Při volbě nejvyššího tlakového rozdílu je potřeba přihlédnout k rozsahu měřicích přístrojů a riziku poškození budovy.

U velkých nebo velmi netěsných budov se za určitých podmínek připouští i výsledky získané měřením při tlakových rozdílech nižších než 50 Pa. Výsledky získané měřením v oblasti pod 25 Pa by však měly být prohlášeny za neplatné.

Základní tlakový rozdíl

Jedná se o přirozený tlakový rozdíl, vyvolaný účinkem větru a rozdílu teplot nezávisle na činnosti měřicího zařízení, Tlakový rozdll naměřený během testu je možné chápat jako součet základního tlakového rozdllu a tlakového rozdílu vyvolaného ventilátorem. Aby bylo možno vzájemně porovnávat výsledky různých měření provedených za odlišných klimatických podmínek, měly by být při vyhodnocení výsledků používány hodnoty tlakového rozdílu vyvolaného ventilátorem, Proto je zapotřebí opravit naměřené hodnoty tlakového rozdílu o tento základní tlakový rozdll. Základní tlakový rozdíl se může v průběhu testu měnit (proměnný účinek větru).

Proto se měří jak těsně před začátkem, tak těsně po ukončení testu. Při obou měřeních (před testem i po něm) se zaznamenává průměrná hodnota za určitý časový úsek. Z takto zjištěných dvou hodnot se opět vypočítá průměrná hodnota a ta se použije při vyhodnocení výsledků ke korekci naměřených hodnot tlakového rozdílu. Měření základního tlakového rozdílu se provádí zpravidla až po osazení měřícího zařízení při dočasně zakrytém otvoru pro ventilátor. Někteří výrobci vybavují pro tento účel ventilátor speciální maskovací clonou bez otvoru. U softwarově řízených zařízení může odečet základního tlakového rozdílu před a po měření probíhat zcela automaticky, včetně výpočtu průměrné hodnoty a opravy naměřených dat.

Měření závislosti objemového toku vzduchu na tlakovém rozdílu

Klíčovou úlohou testu je změřit objemový tok vzduchu proudící netěsnostmi při různých úrovních tlakového rozdílu vyvolaného ventilátorem. Pravidla pro volbu těchto úrovní jsou uvedena v předchozím textu. Otáčky ventilátoru se během testu nastavují tak, aby bylo postupně dosaženo zvolených úrovní tlakového rozdílu. Doporučuje se postupovat od nejvyššího tlakového rozdllu k nejnižšímu (z důvodu „profouknutí" případně zablokovaných netěsnosti). Potřebné otáčky ventilátoru se nastavují buď manuálně nebo automaticky, pokud je zařízení vybaveno elektronickou řídící jednotkou napojenou na počítač.

Výsledky a jejich zpracování

Výsledkem měření je sada hodnot objemového toku vzduchu změřených při různých úrovních tlakového rozdílu. Tyto naměřené hodnoty je nejprve potřeba opravit s ohledem na klimatické podmínky, které působily během testu. Naměřené hodnoty tlakového rozdílu se opraví o základní tlakový rozdíl vyvolaný teplotním rozdílem a větrem (viz výše). Naměřené hodnoty objemového toku vzduchu se opraví s ohledem na rozdíl teploty uvnitř a vně budovy. Poté se opravené hodnoty vynesou do grafu závislosti objemového toku vzduchu na tlakovém rozdílu a vhodnými regresními metodami se určí parametry rovnice proudění — součinitele proudění C a exponentu proudění n. Pomocí rovnice proudění se vypočte objemový tok vzduchu při referenčním tlakovém rozdllu a z něj se odvodí hodnota některé z jednočíselných hodnotících veličin Určí se intervaly spolehlivosti jednotlivých veličin, O výsledku měření se vystaví protokol.

Výsledky měření přetlakem a podtlakem se mohou lišit. Tento rozdíl je možné vysvětlit “asymetrickým” chováním některých netěsností. Typickým příkladem jsou neslepené spoje fóliové parozábrany, které mohou být při působení tlakového rozdílu v jednom směru přitlačovány k sobě, zatímco při opačném tlakovém rozdílu naopak rozevírány od sebe. Asymetrické chování se také může projevit u netěsností tvaru L s nestejně dlouhými rameny.

Zdroj textu: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov Autor: Jiří Novák