Wentylacja w budynkach mieszkalnych

Przy projektowaniu wentylacji w budynku należy wziąć pod uwagę przepisy:
- prawa budowlanego -ustawa z dnia 7 lipca 1994 r.
- warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie dz. U. 75 poz. 690 z 12 kwietnia 2002.
- PN-B-03430 oraz PN-B-03430/AZ3 - wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
W tym miejscu koniecznie należy zwrócić uwagę na zapisy § 149.1 "warunków technicznych", cyt: "strumień powietrza zewnętrznego doprowadzonego do pomieszczeń, niebędących pomieszczeniami pracy, powinien odpowiadać wymaganiom polskiej normy dotyczącej wentylacji, przy czym w mieszkaniach strumień ten powinien wynikać z wielkości strumienia powietrza wywiewanego, lecz być nie mniejszy niż 20 m³/h na osobę przewidywaną na pobyt stały w projekcie budowlanym."
To oznacza ni mniej ni więcej, że ilość powietrzna doprowadzanego z zewnątrz do budynku musi bilansować się z ilością powietrza wywiewanego (zgodnie z pn). To oczywiście brzmi jak truizm (bo przecież skoro ileś m³ powietrza ma być wydalone z budynku, to tyle samo do niego wpłynie), ale warto podkreślić fakt, że istnieje obowiązek zapewnienia dolotu powietrza z zewnątrz (tzn. montaż urządzeń nawiewających powietrze).
Wymagana ilość powietrza wentylacyjnego wywiewnego w typowych mieszkaniach w zależności od układu pomieszczeń najczęściej mieści się w przedziale od 100 do 160 m³/h. Trzeba również zwrócić uwagę na zwiększenie strumienia powietrza wentylacyjnego ze względu na zamontowane inne urządzenia takie jak kominek, kocioł gazowy czy okap kuchenny z wentylatorem.
Rodzaje wentylacji
Wentylacja grawitacyjna to naturalny ruch powietrza spowodowany tzw. wyporem termicznym, wynikającym z różnic temperatur, ciepłe powietrze wewnątrz budynku ma mniejszą gęstość niż to zimne na zewnątrz. W niektórych okresach w ciągu roku, gdy występują znaczne różnice temperatur (np. w zimie różnica ta dochodzi nawet do 50 °C), ten sposób wentylowania jest bardzo efektywny (często nadmiernie skuteczny, co może prowadzić do wyziębiania pomieszczeń). W innych okresach będzie gorzej działać lub w ogóle może przestać funkcjonować (np. w lecie - czego zresztą nie zauważamy, zostawiając uchylone okna). System ten ze względu na niestabilność, małą możliwość regulacji oraz spory udział w stratach energii na ogrzewanie (dochodzących do 50%), będzie prawdopodobnie wypierany przez inne nowoczesne rodzaje wentylacji.
Wentylacja hybrydowa stanowi połączenie prostoty wentylacji grawitacyjnej ze stabilnością wentylacji mechanicznej. Ma za zadanie zagwarantować użytkownikowi stałą, pożądaną wydajność wentylacji, przy maksymalnym ograniczeniu kosztów jej użytkowania. Działa ona w sposób "grawitacyjny", przełączając się na tryb "mechaniczny" dopiero wtedy, gdy parametry wentylacji naturalnej nie są wystarczające. Z powodzeniem może być stosowana w nowoczesnym budownictwie energooszczędnym (choć nie pasywnym), zwłaszcza tam gdzie są stosowane odnawialne źródła energii. Ważną cechą tej wentylacji są jej niskie koszty eksploatacji i konserwacji.
Co na pewno istotne - w szczególnych wypadkach awaryjnych, system ten może działać bez prądu. Nawiew powietrza zapewniają nawietrzaki montowane w ścianach zewnętrznych (takie krótkie kanały nawiewowe zapewniają czystość powietrza nawiewanego), wywiew z kolei wspomagany jest wentylatorami dachowymi (lub nasadami hybrydowymi). W systemie tym zawsze możemy otworzyć okna do jego szybkiej wentylacji co, wbrew pozorom, nie jest taką oczywistością w przypadku instalacji w tzw. domach pasywnych (gdzie energooszczędność wymusza także ograniczenia w funkcjonalności budynku dla użytkowników).
Wentylacja mechaniczna wymusza ruch powietrza na zewnątrz budynku poprzez zastosowanie wentylatorów elektrycznych. Bardzo często wentylację mechaniczną wyposaża się w wymienniki ciepła pozwalające na ogrzewanie chłodnego powietrza nawiewanego przez ciepłe powietrze usuwane z budynku. W domach pasywnych, o współczynniku zużycia energii 15 kWh/m²/rok, wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła oraz gruntowym wymiennikiem ciepła może być jedynym sposobem jego osiągnięcia. Wymaga ona niestety dużych nakładów na jej budowę, eksploatację i konserwację. Wadą tych systemów oraz budynków pasywnych jest na pewno to, że są one nastawione na maksymalny odzysk ciepła z powietrza wentylowanego w okresie zimowym, a nie są w stanie schłodzić budynku w okresie letnim. Wybierając ten system i tego typu budownictwo należy zadać sobie pytanie co jest ważniejsze, uzyskanie jak największego współczynnika energooszczędności, czy komfort użytkowania mieszkania.
O wentylacji hybrydowej - projektowanie
Wentylację hybrydową projektujemy w domu jednorodzinnym tak, jak wentylację grawitacyjną. Wszystkie urządzenia mechaniczne stosowane do wspomagania wentylacji grawitacyjnej mają usprawnić jej działanie w okresach przejściowych tj. wtedy gdy jest ona mało wydajna ze względu na niekorzystne warunki atmosferyczne. Zastosowane urządzenia mechaniczne mają za zadanie wspomóc wentylację grawitacyjną poprzez wytworzenia podciśnień od 1 do 20 Pa. Takie podciśnienia w przewodzie wentylacyjnym są wymagane do prawidłowego funkcjonowania wentylacji.
Dopływ powietrza do pomieszczeń odbywa się przez nawiewniki i nawietrzaki, zamontowane w oknach i przegrodach zewnętrznych, zgodnie z PN-B-03430/AZ3. Ilość powietrza dopływającego powinna być wystarczająca do prawidłowo działającej wentylacji, a ponadto powinna zapewniać prawidłowe działanie innych urządzeń technicznych zamontowanych w domu (np. kuchenki gazowej z okapem, kominka, kotła czy przepływowego podgrzewacza gazowego pobierającego powietrze do spalania). Całkowity bilans powietrza napływającego i usuwanego z pomieszczeń oraz pobieranego do spalania musi być równy, w innym przypadku mogą wystąpić zakłócenia w działaniu wentylacji czy w pracy innych w/w urządzeń technicznych.
Przepływ powietrza wentylowanego powinien odbywać się od pomieszczeń o mniejszym zanieczyszczeniu powietrza (salon, pokój, sypialnia itp.) do pomieszczeń o większym (łazienka, kuchnia, wc, garderoba itp.). Dla swobodnego przepływu powietrza przez te pomieszczenia, drzwi powinny być odpowiednio podcięte lub mieć tuleje bądź kratki wentylacyjne o odpowiednim przekroju.
Montaż urządzeń wentylacji hybrydowej
Wybór między instalacją wentylacji grawitacyjnej, hybrydowej lub mechanicznej powinien zostać dokonany już na etapie projektowania i budowy budynku, gdyż warunkuje to wykonywanie (lub nie) murowanych kominów wentylacyjnych.
Instalacja systemu wentylacji hybrydowej z powodzeniem może być wykonana już w istniejącym budynku wyposażonym w wentylację naturalną. Montaż urządzeń systemów hybrydowych wymaga instalacji kominowych. Sam montaż jest stosunkowo prosty, a urządzenia odpowiadające za nawiew powietrza (nawietrzaki czy nawiewniki) instaluje się w ścianach zewnętrznych, w ilości odpowiedniej dla zbilansowania wartości nawiewu i wywiewu powietrza. Montuje się je po obu stronach budynku tak, by minimalizować zakłócenia nawiewu spowodowane naporem wiatru i tworzeniem się stref podciśnienia i nadciśnienia. Instalacja urządzeń nawiewających (z wyjątkiem nawietrzaków z układem podgrzewania powietrza) zwykle nie wymaga doprowadzenia prądu elektrycznego.
Koszty i eksploatacja
Jednym z najważniejszych czynników decydujących o wyborze systemów hybrydowych zamiast konwencjonalnych instalacji wentylacji mechanicznej są spore oszczędności w koszcie eksploatacji. W przypadku systemów wentylacji hybrydowej zastosowane urządzenia oraz inteligentny sposób gospodarowania energią pozwalają na znaczące oszczędności. Dla przykładu, koszt eksploatacji jednej nasady kominowej hybrydowej, przy założeniu kompletnego braku wiatru przez cały dzień i pracy na pełnej mocy, to wydatek niewiele większy niż 5 groszy na dzień, dlatego że silnik tam zastosowany pobiera średnio nie więcej niż 3 w mocy.
Jeszcze jedną znaczącą cechą, która odróżnia system wentylacji hybrydowej od mechanicznej, to poziom hałasu (ciśnienia akustycznego) nasad i wentylatorów. Ma to ogromne znaczenie w porze nocnej, gdy panująca cisza może być zakłócona przez monotonny dźwięk pracującego silnika. Poziom mocy akustycznej dla nasady hybrydowej, dzięki ich konstrukcji, to tylko 26 dB. Praktycznie jest, więc niesłyszalny, nawet z najbliższej odległości. W przypadku wentylatorów - jest to znacznie więcej.
Urządzenia systemów hybrydowych podlegają podobnemu reżimowi serwisowemu, jak instalacje wentylacji mechanicznej, z wyjątkiem konieczności czyszczenia instalacji i wymiany filtrów. Konserwacja samych urządzeń sprowadza się do ich przeglądu i parametryzacji raz do roku oraz cyklicznych przeglądów kominiarskich (w przypadku kominów wentylacyjnych jest to raz do roku).
Podsumowanie
Wybór systemu wentylacji budynku, jak i sposobu jego ogrzewania nie jest łatwy. Panująca moda na budownictwo energooszczędne każe stawiać pytanie - czy ważniejsze jest dla nas uzyskanie jak najniższego współczynnika zużycia energii, czy zdrowie i komfort jego użytkowania. Należy przy tym pamiętać, że wskaźnik EP można w znaczny sposób zmniejszyć przez zastosowanie odnawialnych źródeł energii.