Prawidłowa wentylacja ważnym aspektem zdrowego życia Co się stanie, gdy w takim pomieszczeniu przebywać będą ludzie? W pierwszej kolejności zaobserwujemy wilgoć skraplającą 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 i przebywający w nim ludzie będą narażeni na symptomy chorobowe, z którymi trudno będzie się uporać, zadaniem więc architektów jest tworzenie obiektów w taki sposób, aby przebywający w nim ludzie nich 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 niejednokrotnie dłuższy od ustawowych 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 wszakże 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 wymianę powietrza 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 niedogrzanie, 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 wymuszającego 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 zapachu odorów 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 w 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 jest 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 powietrza do budynku czy pomieszczenia, częste są również przypadki, gdy wywietrznik jest zabudowany w strefie występujących zawirowań powietrznych, co również powoduje pewne niekorzystne konsekwencje dla ciągu wentylacji grawitacyjnej. Oczywiście można zaradzić tym negatywnym efektom wentylacji naturalnej, spełniając wszystkie kryteria dobrego jej doboru i właściwego podejścia do niej już na etapie projektowym. Mamy jednak w naszej świadomości zakorzenioną termomodernizację i tym samym stosujemy ciepłą, wręcz hermetyczną stolarkę okienną i trudno jest nas przekonać do stosowania nawiewnej kratki wentylacyjnej. A przecież nawet najlepiej zaprojektowany na świecie wywietrznik nie wytworzy, przy optymalnych dla jego pracy warunkach pogodowych, takiego podciśnienia, które 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 rozwiązania 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 powierza 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 problem 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 w sposób 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 jak siły 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 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 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. << powrót