Co się stanie, gdy w takim pomieszczeniu przebywać
będą ludzie?
W pierwszej kolejności zaobserwujemy wilgoć skrapla- jącą się na szybach okien, następnie ta wilgoć pojawi
się na ścianach. W miejscach wilgotnych pojawią się
czarne punkciki, a po niedługim czasie czarne plamy
zarodników pleśni i grzybów.
Powietrze stanie się szkodliwe dla przebywających
w nim ludzi, pojawią się bóle głowy, zmęczenie, apatia.
Zaczniemy odczuwać duszność ze względu na
zwiększający się poziom dwutlenku węgla, powietrze
stanie się wilgotne. Zwiększenie się wilgotności powietrza
powyżej 70% już powoduje problemy dotlenienia
organizmu. Początkowo u osób wrażliwych – u których
występują alergie na różne czynniki oraz osób
z problemami krążeniowymi – nasilą się symptomy
chorobowe, po pewnym czasie te objawy zaobserwują
również ludzie zdrowi, niejako bardziej odporni, mniej wrażliwi.
W rezultacie i budynek jako całość, przebywający
w nim ludzie będą narażeni na symptomy chorobowe,
z którymi trudno będzie się uporać, zadaniem więc archi-tektów jest tworzenie obiektów w taki sposób, aby
przebywający w nich ludzie nie odczuwali dyskomfortu.
Pamiętając więc o właściwym doświetleniu, temperaturze,
nie zapominajmy o tym, co jest równie ważne
w naszym zindustrializowanym życiu, mianowicie
o jakości powietrza, którym oddychamy. Aspekty te
są równie ważne w domu, gdzie odpoczywamy po
zakończeniu zawodowej części dnia, nie możemy ich
też pomijać w pracy, w której spędzamy czas nieje- dnokrotnie dłuższy niż ustawowe 8 godzin.
Skuteczność wentylacji na przestrzeni rozwoju
cywilizacyjnego zapewniano w różny sposób.
W dawnych zamkach i pałacach w pomieszczeniach
stały kominki. Kominek taki z otwartą komorą spalania
nieekonomicznie przekazywał ciepło do pomieszczeń,
jednak zapewniał bardzo efektywny ruch powietrza,
które poprzez nieszczelności w stolarkach
okiennych przepływało przez pomieszczenie do paleniska,
a tam wraz ze spalinami wyrzucane było
na zewnątrz. W późniejszych czasach pojawiły się
piece kaflowe, te ekonomiczniej oddawały ciepło ze
spalanego węgla lub czasami drewna, ale spełniały
też w genialny sposób zadanie wymiany powietrza
w pomieszczeniu. Powietrze przez nieszczelności
dopływało do wnętrza i przebywając drogę do paleniska,
skutecznie zastępowało powietrze zużywane
przez mieszkańców. Często w pomieszczeniach
takich, gdzie zamontowane były piece kaflowe, nie
istniała kratka wentylacyjna, rolę tę przejmowała
kratka spalinowa, do której zmontowany był piec.
O cieknących oknach wtedy nie słyszano, chyba że
pomieszczenie było niedogrzane, wtedy trzaskająca
mrozem zima potrafiła wymalować na szybach abstrakcyjne
ilustracje.
Z biegiem lat zaczęto ekonomizować nasze życie,
pojawiła się nowoczesna stolarka okienna, okna
skrzynkowe zastąpiono oknami z szybami zespolonymi
o niskim współczynniku przenikania ciepła,
a w konsekwencji również na tyle szczelne dla przenikającego
powierza, że w efekcie końcowym uzyskaliśmy
pomieszczenie takie, jak opisywałem na
początku tego artykułu.
Istniała wprawdzie kratka wentylacyjna wywiewna i coś
na dachu wymuszające przepływ powietrza, ale jak
tu zapewnić ten przepływ, kiedy powietrze nie może
się do pomieszczenia dostać. Obserwujemy więc
przypadki, kiedy następuje odwrócenie się kierunku
powietrza i kratki wywiewne stają się nawiewnymi –
dostarczają do pomieszczenia powietrze zimne w różny
sposób modyfikowane aromatycznymi dodatkami
w postaci zapachów z kanalizacji czy obiadu sąsiada,
nie wspominając o przykrym odorze z toalet.
Przed projektantem wentylacji i architektem stoi więc
poważne zadanie: musi stworzyć system przepływu
powietrza tak, aby nie stanowiło dyskomfortu dla
przebywających w nim ludzi, jednocześnie pamiętając
o zapewnieniu normatywnych ilości higienicznych dla
poszczególnych pomieszczeń:
- kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona
w kuchenkę gazową lub węglową – 70m3/h
- kuchnia z oknem zewnętrznym, wyposażona
w kuchenkę elektryczną:
– w mieszkaniu do 3 osób – 30 m3/h,
– w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób – 50 m3/h
- kuchnia bez okna zewnętrznego wyposażona
- kuchenkę elektryczną – 50 m3/h
- kuchnia bez okna zewnętrznego, wyposażona
w kuchenkę gazową, obowiązkowo z mechaniczną
wentylacją wywiewną – 70 m3/h
- łazienka z wc lub bez – 50m3/h
- oddzielny wc – 30m3/h
- pomieszczenie bezokienne (garderoba) – 15m3/h
- pokój mieszkalny oddzielony od pomieszczeń kuchni,
łazienki i wc więcej niż dwojgiem drzwi lub pokój
znajdujący się na wyższym poziomie w wielopoziomowym
domu jednorodzinnym lub w wielopoziomowym
mieszkaniu domu wielorodzinnego
– 30 m3/h. Wymiana powietrza w ciągu godziny
powinna być równa co najmniej kubaturze pokoju.
System wentylacji naturalnej
W wielu domach, zarówno jednorodzinnych, jak i wielorodzinnych,
w wielu obiektach biurowych i w halach
produkcyjnych szeroko stosowany jest obecnie system
wentylacji naturalnej, zwanej również grawitacyjną.
Praktycznie sprowadza się to do: kratki wentylacyjnej
nawiewnej, kratki wentylacyjnej wywiewnej
w pomieszczeniu wentylowanym, kanału wentylacyjnego
wykonanego z różnego materiału: cegła, pustak
wentylacyjny, kształtki metalowe, przewody Spiro,
bloczki wentylacyjne Schiedel. System taki powinien
być zwieńczony nasadą wentylacyjną, której właściwe
zdanie polega na wykorzystaniu siły wiatru w celu
zwiększenia podciśnienia roboczego w kanale wentylacyjnym
oraz zabezpieczenie kanału wentylacyjnego
przed wdmuchiwaniem powietrza zewnętrznego. Tak
zaprojektowany system musi zapewniać normatywy
higieniczne dla powietrza w pomieszczeniach,
w których przebywają ludzie.
Pytanie jednak czy zapewnia?
Zdawać musimy sobie sprawę ze zmiennej skuteczności
działania takiej wentylacji. Wielu użytkowników
obserwuje w swoich mieszkaniach bezruch powietrza
w kanałach wentylacyjnych, a w skrajnych przypadkach
ciągi wsteczne, w których kratka wentylacyjna
wywiewna zamienia się nagle w nawiewną. Odpowiada
za to wiele czynników: usytuowanie budynku
względem najczęściej występujących kierunków wiatru,
jego wysokość, umiejscowienie wywietrznika na dachu,
temperatury powietrza zewnętrznego, temperatury
pomieszczenia, jak również sposoby doprowadzenia
wystarczy, by przeciągnąć powietrze z pomieszczenia
na zewnątrz. Skąd bowiem na jego miejsce ma napłynąć
powietrze świeże, przecież nie ma możliwości
przedostać się przez szczelną stolarkę, a mikroszczeliny
okienne są zazwyczaj niewystarczające. Producenci
wywietrzników prześcigają się w pomysłach.
Konstrukcje Zefir, Bora, Bryza, Sir, każda z nich odpowiednio
użyta, potrafią zapewnić normatyw wentylacyjny
w pomieszczeniu, ale nie sam. Konieczny
jest odpowiednio skonstruowany, o dużym przekroju
kanał wentylacyjny, dobrze oczywiście zaizolowany,
niskooporowa kratka wentylacyjna zamontowana
w pomieszczeniu wentylowanym, właściwie rozwiązany
sposób dopływu powietrza zewnętrznego do pomieszczenia
i wreszcie jakże istotny punkt – duża świadomość
użytkownika, że bez spełnienia tych kryteriów
dobrze nie będzie.
Oczywiście problem jest łatwy do wykonania na etapie
projektowym, kiedy jest jeszcze przestrzeń, kiedy
można wyobrazić sobie i wykonać system wentylacyjny
tak, by powietrze w niczym nieskrępowany
sposób mogło swobodnie przepływać przez nasze
mieszkania i biura, zapewniając higieniczne normatywy.
Projektant w takim przypadku wybiera system,
w którym zysk to niska cena eksploatacyjna i komfort
wynikający z bezgłośnej pracy wentylacji. Musi mieć
jednak projektant na uwadze, że ilości wywiewanego
powietrza będą różne na przestrzeni całego roku,
wynikające z różnych uwarunkowań atmosferycznych,
a mogą być przypadki całkowitego bezruchu powietrza
w kanale wentylacyjnym, gdy temperatura na
zewnątrz będzie zbliżona do wewnętrznej, a dzień
będzie bezwietrzny. Widzimy więc, że mimo starań
projektowych, ten typ wentylacji ma wady. Co
w zamian?, pyta projektant. Przejść na wentylację
mechaniczną, chciałoby się powiedzieć, uwaga jak
najbardziej trafna. Tutaj ciągła praca wentylatorów
stworzy właściwe strumienie powietrza w kanałach
wentylacyjnych i jeśli projektant przeliczył dokładnie
opory sieci i właściwie dobrał wentylatory, normatywy
higieniczne ilości powietrza wywiewnego będą
spełnione w sposób trwały. Pojawiają się jednak
problemy hałasu i zasilania elektrycznego, te dwa
czynniki zmuszają do stosowania urządzeń nowoczesnych,
wyposażonych w energooszczędne silniki,
a wentylatory nierzadko muszą być wyposażane
w tłumiki akustyczne i to zarówno od strony wlotowej,
jak i wylotowej.
To rozwiązanie jest kosztowne, a w przypadku awarii
wentylatora następuje zatrzymanie pracy koła wirnikowego.
W takich sytuacjach do czasu usunięcia usterki
pomieszczenia są całkowicie "zakorkowane", wirnik
wentylatora, wraz z całą jego konstrukcją, skutecznie
blokuje drogę dla ruchu powietrza w kanale wentylacyjnym
i wentylacja automatycznie ustaje.
Postęp techniczny wymusza znalezienie rozwiązań
alternatywnych, łączących zalety wentylacji mechanicznej
oraz naturalnej, powstał system wentylacji
hybrydowej – mieszanej, gdzie nasada wentylacyjna
jest wywietrznikiem grawitacyjnym, jeśli warunki pogodowe
temu sprzyjają, l ub niskoszumowym wentylatorem
mechanicznym, który przejmuje kontrolę nad
ciągiem wentylacyjnym w chwili, gdy warunki wymuszające
wentylację naturalną są niewystarczające dla
uzyskania normatywów higienicznych w pomieszczeniach
wentylowanych.
System taki działa naprzemiennie, wykorzystując siły
natury, gdy potrafią być na tyle wydolne, by zapewnić
poprawną jakość powietrza w budynku lub mechanikę
pracy wirnika wentylatora, stwarzającego w tym
przypadku warunki podobne do sił natury. Wentylacja
hybrydowa działa więc naprzemiennie w sposób
mechaniczny lub naturalny. Pozwala to użytkownikowi
wykorzystywać zalety tych dwóch systemów w sposób
jednoczesny, zarazem minimalizując koszty wynikające
z uciążliwości pracy mechanicznej wentylatora.
Jeśli dodamy do tego układ automatyki sterującej,
otrzymamy system, który będzie czuwał za nas, zwalniając
nas niejako z myślenia, czy powietrze, którym
oddychamy, ma właściwe parametry.
Proponowane systemy automatycznej kontroli mogą
być różne, mogą bazować na kierunku powietrza w kanale
wentylacyjnym, jak to robi system EOL z automatycznym
pomiarem prędkości strumienia powietrza,
mogą być oparte na poziomie wilgotności względnej
w pomieszczeniach, jak to zastosowano w czujniku
Higster lub wywiewnej kratce wentylacyjnej Elan.
Wentylatory hybrydowe są urządzeniami energooszczędnymi,
wystarczy powiedzieć, że dwubiegowy
silnik wentylatora FENKO zużywa odpowiednio 9.5
[W] lub 6.2 [W] – w zależności od wybranego biegu
pracy silnika i zapewnia dla jednego pomieszczenia
wydajność na poziomie 180 [m3/h] lub odpowiednio
na niższym biegu 120 [m3/h]. Proste przeliczenie cen
mówi, że nawet w przypadku, gdyby wentylator pracował
ciągle na wyższym biegu, łączny koszt zużytej
energii elektrycznej wynosiłby nieco ponad 30 zł
rocznie. Niebagatelną zaletą jest również jego cicha
praca – 41 dBA lub 33dBA bezpośrednio przy nim,
co powoduje, że w pomieszczeniu jest praktycznie
niesłyszalny. Można go również montować na przewodach
wentylacyjnych różnej konstrukcji. Jest wariant
montowany na: kanale tradycyjnym z cegły, pustaku
wentylacyjnym typu P, rurze wentylacyjnej o średnicy
160 mm, istnieją adaptacje na dachówkę typ Brass,
jak również szeroko rozpowszechnione bloczki wentylacyjne
typ Schiedel, na który w zależności od konfiguracji
budowlanej stworzono kilka odmian wentylatora.
Na pustakach wentylacyjnych Schiedel przeprowadzono
badania skuteczności pracy wentylatora hybrydowego
Schiedel/Fenko, traktując wentylator jako urządzenie
zwieńczające kanały wentylacji indywidualnej,
badania przeprowadzono dla typowego anemostatu
nastawnego oraz kratki wentylacyjnej Elan dla różnych
odległości od wentylatora, symulując tym samym
piętro budynku wentylowanego. W każdym przypadku
widać, że wentylator hybrydowy Schiedel/Fenko pozwala
osiągnąć normatyw higieniczny w pomieszczeniu
wentylowanym.
Ciekawa z punktu widzenia aerodynamiki jest praca
urządzeń wentylacyjnych dostosowanych do pustaka
wentylacyjnego typ Schiedel. W tym celu wybudowano
tunel aerodynamiczny, w którym, w jego centralnym
punkcie, umieszczono obrotowe okno z przyklejoną
do niego połówką badanego urządzenia. W przypadku
wywietrznika Schiedel/Bryza przebadano urządzenie
wzdłużnie i poprzecznie ze względu na eliptyczny
kształt nasady. Badania te były podyktowane koniecznością
sprawdzenia efektywności konstrukcji oraz były
użyteczne w wyciągnięciu wniosków celem wprowadzania
kolejnych modyfikacji konstrukcyjnych.
W efekcie końcowym uzyskano konstrukcję końcową
Bryzy i Fenko wolną od niebezpiecznego efektu zawiewania
do środka kanału wentylacyjnego i efektywną
w działaniu, które polega na efektywnym zasysaniu
powietrza przez urządzenie, wykorzystując czynniki
atmosferyczne.
Przyszłość pokaże, który z tych trzech systemów
wentylacyjnych będzie przeważać na rynku. Na
pewno każdy z nich – grawitacyjny, mechaniczny
czy hybrydowy, będzie miał swoich zwolenników
i zaciekłych adwersarzy, sądzić jednak należy,
że system wentylacji hybrydowej z urządzeniami
typu FEN, FENKO będzie coraz powszechniejszy,
a tym samym architekci i projektanci systemów
wentylacyjnych będą mieć możliwości jego zastosowania
w obiekcie, każdorazowo analizując
w pierwszej kolejności. |
|
