Warunki wewnętrzne w budynku wielorodzinnym z wentylacją naturalną (cz. 1)

Przykładowa zmiana ciśnień dyspozycyjnych w budynku czteropiętrowym
Przykładowa zmiana ciśnień dyspozycyjnych w budynku czteropiętrowym
archiwum Autora

Podczas wymiany zużytego powietrza na zewnętrzne w budynkach powstawać mogą niekorzystne zmiany warunków wewnętrznych, przede wszystkim wzrost stężeń dwutlenku węgla i zawartości wilgoci. Jedną z głównych przyczyn tych zmian jest stosowanie tradycyjnych rozwiązań w postaci układów kanałów wentylacji naturalnej o skuteczności eksploatacyjnej zależnej od naturalnych sił napędowych i szczelności przegród budowlanych. W artykule przeanalizowano zmiany przepływów powietrza, a w ich wyniku stężeń dwutlenku węgla i pary wodnej w pomieszczeniach położonych na różnych piętrach typowego budynku wielorodzinnego, wyposażonych zarówno w okna z otworami nawiewnymi, jak i bez nawiewników.

Każdy budynek, w tym również jego wnętrze, podlega mniej lub bardziej istotnym wpływom otoczenia, o czym decyduje izolacyjność cieplna i szczelność powłoki zewnętrznej. W połączeniu z zastosowanym wyposażeniem technicznym tworzą one określone warunki wewnętrzne. Oczywistym jest, że zastosowane materiały budowlane, urządzenia i instalacje powinny być tak dobrane, aby ich eksploatacja była energooszczędna, nie obciążała środowiska zewnętrznego i wewnętrznego oraz nie wpływała negatywnie na samopoczucie i zdrowie użytkowników.

Spośród czynników współdecydujących o warunkach wewnętrznych największe trudności wiążą się z zapewnieniem odpowiedniej wymiany powietrza. Jednak systemy wentylacyjne, szczególnie tzw. układy wentylacji grawitacyjnej w budownictwie mieszkaniowym i biurowym, uważane są powszechnie za mniej istotne od systemów grzewczych, głównie układów centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. W tym miejscu przypomnieć należy, że człowiek może wytrzymać dłuższy okres czasu bez pożywienia, znacznie krócej bez wody, ale egzystencja bez powietrza (tlenu) nie jest możliwa.

Zapewnienie odpowiedniej wymiany powietrza powinno być zatem uważane za jedno z najważniejszych wymagań, co jest zresztą akcentowane jako podstawowe prawo w krajowych i unijnych aktach [1, 2]. Zgodnie z nimi każdy człowiek ma prawo oddychać zdrowym powietrzem, a jego status społeczny i ekonomiczny nie powinien mieć wpływu na dostęp do takiego powietrza. Tymczasem powszechne stosowanie szczelnych okien i drzwi ograniczyło do minimum i tak już wątpliwą możliwość poprawnego działania kanałów wentylacji naturalnej, której siłami napędowymi są czynniki meteorologiczne [3].

Zrozumiała tendencja do poprawy wskaźników energetycznych budynków, a w konsekwencji do ograniczenia kosztów ogrzewania jest przyczyną rezygnacji z optymalnych rozwiązań wentylacyjnych, ponieważ z oczywistych względów nie spełnią one wymagań opłacalności ekonomicznej. Stosowane przez producentów okien zastępcze rozwiązania w postaci okien z funkcją rozszczelnienia lub wykorzystywanie otworów nawiewnych w ścianach czy oknach nie w pełni się przyjęły, ponieważ użytkownicy przeświadczeni są o wiążącym się z tym zwiększonym zużyciu ciepła.

W budownictwie mieszkaniowym stosuje się głównie wentylację naturalną, zwaną również grawitacyjną, co oznacza, że nieuwzględniany jest wpływ wiatru. Wentylacja taka zakłada niezorganizowany dopływ powietrza z zewnątrz do pomieszczeń przez nieszczelności w przegrodach lub otwory nawiewne oraz usunięcie go po asymilacji zanieczyszczeń wewnętrznych układami kanałów wywiewnych.

Układy kanałowej wentylacji naturalnej mają zatem realizować określone wymagania w zakresie strumieni objętościowych powietrza w warunkach silnie zmiennych ciśnień dyspozycyjnych związanych z wyporem cieplnym, a więc głównie ze zmienną temperaturą powietrza zewnętrznego.

W tych warunkach charakterystyczna jest zmienność grawitacyjnych ciśnień dyspozycyjnych wzdłuż wysokości kanałów. Przykładowo dla pomieszczeń położonych na parterach budynków ciśnienie to jest największe, a dla przestrzeni zlokalizowanych na najwyższych piętrach ma wartość najmniejszą (rys. 1) [3, 4]. Uwzględnienie tych zmian wymagałoby zastosowania niespotykanych w praktyce zmiennych wymiarów i przekrojów kanałów na poszczególnych poziomach (lub zmiennych oporów przepływu przez układy kanałów).

W krajowych wytycznych projektowania tej wentylacji jako obliczeniową przyjmuje się nadal różnicę temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego równą 8 K. Przyjmując temperaturę wewnętrzną ti ≡ +20°C, warunek ten odpowiada temperaturze zewnętrznej te ≡ +12°C. Nawet gdyby udało się dobrać takie kanały, które umożliwiałyby usuwanie wymaganych strumieni powietrza z różnych poziomów budynku, z założeń tych wynika, że przy spadku temperatury zewnętrznej (te < +12°C) pojawi się wzrost strumieni powietrza, sięgający w warunkach temperatur zewnętrznych przyjmowanych do obliczeń strat ciepła (np. dla te ≡ –20°C) ok. 250%.

Natomiast przy wzroście temperatury zewnętrznej (te > +12°C) występuje stopniowe zmniejszenie tych strumieni powietrza, aż do ich zaniku (dla ti ≡ te), a nawet możliwe jest odwrócenie kierunku przepływu w kanałach i pojawienie się w nich odwrotnych przepływów (nawiew powietrza dla ti < te). Ponadto przy temperaturze zewnętrznej równej +12°C dominującą rolę w kształtowaniu wymiany powietrza odgrywa pomijana siła naporu wiatru [3, 4, 5]. Sytuację pogarsza fakt milczącego założenia, że równoważne strumienie powietrza dopłyną z zewnątrz.

Każda szczelina lub każdy otwór ma swoją charakterystykę przepływową, określającą związek masy lub objętości strumienia powietrza w funkcji różnicy ciśnień:

Wentylacja naturalna

gdzie:
Δp – różnica ciśnień występująca po obu stronach rozpatrywanych szczelin lub otworów,
α – wykładnik potęgowy zależny od rodzaju ruchu w szczelinach, zmieniający się od 0,5 (ruch burzliwy) do 1,0 (ruch laminarny),
S – szczelność lub współczynnik przepływu (dm3/s dla 1 Pa lub m3/h dla 1 daPa).

   17.06.2011

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl