Jak dostosować intensywność wentylacji grawitacyjnej do warunków użytkowania pomieszczeń?

Wymogi formalne i rzeczywiste

Intensywność wymiany powietrza w pomieszczeniach zależy od ich przeznaczenia, stopnia wytwarzania zanieczyszczeń, wymaganej czystości powietrza.

Przepisy określają projektowe warunki, jakie powinna zapewniać wentylacja pomieszczeń mieszkalnych i pomocniczych w domach, co jednak nie oznacza, że z taką intensywnością muszą być one wentylowane przez cały czas.

W pomieszczeniach mieszkalnych nominalny projektowany strumień powietrza wywiewanego nie powinien być mniejszy niż 20 m3/h w przeliczeniu na każdą osobę przewidzianą na pobyt stały.

Jednocześnie współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi balkonowych powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m³/(m × h × daPa^2/3), a w przypadku zastosowania w pomieszczeniach innego rodzaju wentylacji niż mechaniczna nawiewna lub nawiewno-wywiewna, dopływ powietrza zewnętrznego do potrzeb wentylacyjnych, należy zapewnić przez urządzenia nawiewne umieszczone w oknach, drzwiach balkonowych lub w innych częściach przegród zewnętrznych.

Natomiast dla pozostałych pomieszczeń w budynkach mieszkalnych wymagana intensywność wentylacji na poziomie:

Powyższe wymagania dotyczą wyłącznie wentylacji związanej bezpośrednio z pobytem mieszkańców i nie uwzględniają potrzeb wentylacyjnych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania palenisk otwartych takich jak kominki czy kotły grzewcze.

Urządzenia te powinny mieć zapewniony niezależny dopływ powietrza zewnętrznego, przy czym praca wentylacji bytowej nie może zakłócać ich ciągu kominowego.

W praktyce pomieszczenia mieszkalne użytkowane są z różną intensywnością zależnie od pory dnia, liczby mieszkańców czy preferencji kulinarno-higienicznych zatem i wentylacja powinna być dostosowana do ilości wytwarzanych zanieczyszczeń.

Z badań wynika, że najważniejszym parametrem decydującym o jakości powietrza wewnętrznego jest zawartość pary wodnej.

Jej wytwarzanie następuje w wyniku oddychania mieszkańców, parowania roślin, prania , gotowania czy kąpieli. Przyjmuje się że ilość wytwarzanej pary wodnej przy typowym użytkowaniu mieszkania zawiera się w granicach 2-4 g/m3 h - średnio w ciągu doby.

Utrzymanie optymalnej wilgotności względnej pomieszczeń na poziomie 45-55% wymaga więc dostosowania wentylacji pomieszczeń głównie ze względu na konieczność usuwania pary wodnej.

W zależności od pory roku w przeciętnych warunkach potrzebna będzie wymiana powietrza (średnio w czasie doby) na poziomie odpowiadającym 0,2-0,5 kubatury wentylowanych pomieszczeń. w ciągu godziny.

Wartości te pozwalają również na szacunkowe określenie strat ciepła związanych z konieczna wentylacja. Dla domu o powierzchni 150 m2 średni strumień powietrza wentylacyjnego wyniesie więc 80-200 m3/h.

Ku przestrodze - zabrudzona i niedrożna kratka wentylacyjna zakłóca wymianę powietrza w pomieszczeniu. fot. Ventox

Przy czym największe potrzeby wentylacyjne występują przy stosunkowo wysokich temperaturach na zewnątrz - wentylację projektuje się dla temperatury + 10°C, a w mroźne dni strumień powietrza może być odpowiednio mniejszy.

Wiąże się to z bezwzględną zawartością pary wodnej w powietrzu, gdyż próg nasycenia przy temperaturze np. - 15°C odpowiada zawartości pary wodnej poniżej 1,4 g w metrze sześciennym powietrza.

W efekcie mroźne powietrze doprowadzone do pomieszczeń i po ogrzaniu do 20°C będzie miało wilgotność względną na poziomie poniżej 10 %. Ma to istotne znaczenia dla wymogu ograniczenia intensywności wentylacji.

Nadmierna wentylacja przy niskich temperaturach prowadzi do wysuszenia powietrza wewnątrz pomieszczeń, co nie tylko negatywnie wpływa na samopoczucie mieszkańców, ale może powodować szkody w wyposażeniu np. rozsychanie się mebli, podłóg, czy wyładowania elektrostatyczne, a przy okazji przynosi niepotrzebne straty energii na ogrzewanie.

Wentylacja grawitacyjna z regulacją wymiany powietrza

W budowanych dawniej domach standardem było funkcjonowanie wentylacji w systemie grawitacyjnym, co najczęściej wymuszało przeprowadzanie wietrzenia pomieszczeń poprzez otwarcie okien, choć w wielu przypadkach przy nieszczelnościach stolarki „automatyczna wentylacja” funkcjonowała w miarę skutecznie.

Jednak przy powszechnej wymianie okien na szczelne system ten nie działa i konieczne jest zapewnienie wymiany powietrza w inny sposób, dostosowując ją do rodzaju wytwarzanych oparów i długotrwałość użytkowania w kuchni, łazience czy pokojach.

Rekuperator Ensy InoVent w połączeniu z okapem kuchennym. fot. Ecomax

System wentylacyjny kuchni realizowany jest głównie przez okap nadkuchenny odprowadzający opary bezpośrednio na zewnątrz i wyposażony często w wentylator intensyfikujący przepływ, a zrównoważenie obiegu powietrza wymagać będzie zapewnienia jego napływu z zewnątrz bezpośrednio do pomieszczenia.

W łazience i w.c. powinna funkcjonować jedynie wentylacja wywiewna, a jej napływ powietrza powinien być realizowany z pozostałej części domu poprzez np. otwory w drzwiach, co chroni przed rozprzestrzenianiem się nieprzyjemnych zapachów po całym domu.

Natomiast w pokojach wystarczy zapewnić napływ świeżego powietrza zewnętrznego, a jego odprowadzenie odbywa się poprzez indywidualny wlot do kanału wywiewnego lub w kanale zbiorczym.

Funkcjonowanie wentylacji grawitacyjnej w znaczący sposób usprawnia wyposażenie obiegu wentylacyjnego w nawiewniki i wentylatory tworząc tzw. wentylację hybrydową, jako optymalne rozwiązanie w starych budynkach, w których nie można zainstalować wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej.

Popularne nawiewniki okienne

Montowane są one w górnej części okna, dzięki czemu nie występuje odczuwalny strumień chłodnego powietrza zewnętrznego.

Napływające powietrze miesza się bowiem z ogrzanym w górnej części pomieszczenia, co gwarantuje równomierny rozkład temperatury na całej powierzchni.

Nawiewnik okienny w oknie dachowym. fot. OKPOL

Nawiewniki z regulacją ręczną stosowane są głównie w pomieszczeniach użytkowanych okresowo i wymagają ustawienia pożądanego napływu powietrza za pośrednictwem dźwigni sterującej przysłona przepływu.

Ze względu na uciążliwa obsługę i konieczność każdorazowej interwencji w razie zbyt małego lub nadmiernego dopływu powietrza montowane są sporadycznie.

Dostępne są też modele wyposażone w mechanizm sterowania przysłoną napędzany silnikiem elektrycznym.

W takim wykonaniu doskonale nadają się do zamontowania np. w kuchni, gdy układ regulacji nawiewnika będzie sprzężony z wentylatorem wyciągowym okapu.

Załączenie wyciągu nadkuchennego spowoduje samoczynne otwarcie nawiewnika, zapewniając dodatkowy dopływ powietrza niezbędny do usunięcia oparów podczas gotowania

Nawiewniki z regulacją ciśnieniową ograniczają przepływ powietrza w momencie gdy wzrośnie różnica ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz budynku na skutek np. podmuchów wiatru.

Przymykanie przepływu następuje po przekroczeniu określonego ciśnienia (najczęściej 30-40 Pa) co chroni przede wszystkim przed przewentylowaniem pomieszczeń. Nawiewniki te mogą posiadać również ręczną regulację przepływu powietrza.

W pełni zautomatyzowaną regulację napływu powietrza zapewniają nawiewniki higrosterowane wyposażone niekiedy również w regulacje ciśnieniową.

Higrosterowanie polega na uzależnieniu strumienia przepływającego powietrza od zawartości pary wodnej wewnątrz pomieszczenia.

Nawiewniki te wyposażone są wiązkę taśm z modyfikowanego poliamidu, który reaguje na niewielkie już zmiany wilgotności względnej. Za pomocą prostego układu mechanicznego zmiana długości taśm przekładana jest na ruch otwierający lub zamykający przepustnice.

Powoduje to zwiększenia lub dławienie strumienia napływającego powietrza. Nawiewniki pracują w zakresie wilgotności względnej od 30 do 70%.

Jeżeli wilgotność w pomieszczeniach jest mniejsza lub równa 30%, nawiewnik jest przymknięty, a do pomieszczenia doprowadzony jest minimalny strumień powietrza.

Nawiewnik glifowy PURO. fot. Brevis

Wraz ze wzrostem wilgotności nawiewnik otwiera się i przy wilgotności 70% lub więcej uzyskuje wydajność maksymalną.

Konstrukcja nawiewnika wyklucza możliwość kontaktu powietrza zewnętrznego z czujnikiem wilgoci.

Funkcję nawiewników z odzyskiem ciepła mogą pełnić również rekuperatory lokalne - niewielkie urządzenia montowane na ścianie zewnętrznej, które zapewniają sterowaną i energooszczędną wymianę powietrza w wybranym pomieszczeniu.

Rekuperator decentralny PRANA zamontowany w ścianie budynku. fot Ecoventeam

Urządzenie te pracuje w trybie cyklicznym na zmianę w krótkich odstępach czasu nawiewają lub wywiewają strumień powietrza, a ciepło pozyskane z usuwanego powietrza jest przekazywane do nawiewanego.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcia: Brevis, Okpol, Ecomax, Ecoveteam, Ventox

Film: Ventox