Kontrolowana wentylacja mieszkaniowa

W powietrzu pomieszczeń wewnętrznych następuje koncentracja zanieczyszczeń, takich jak: dwutlenek węgla i para wodna oraz kurz i pył. Zbyt duża zawartość pary wodnej prowadzi zazwyczaj do wykraplania się jej w pomieszczeniach, co powoduje znaczne zawilgocenie ścian. Efektem jest rozwój bakterii i grzybów, które bardzo niekorzystnie wpływają na zdrowie użytkowników, powodując wiele poważnych chorób. W takiej sytuacji jedynym racjonalnym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu wentylacji wymuszonej.

Podział systemów wentylacyjnych

Zadaniem systemu wentylacyjnego w budynku jest zapewnienie odpowiedniej ilości świeżego (zewnętrznego) powietrza, niezbędnego do oddychania i dobrego samopoczucia użytkowników oraz prawidłowego funkcjonowania urządzeń technicznych. Dla przypomnienia – systemy wentylacyjne dzieli się najczęściej na wentylację naturalną, zwaną również grawitacyjną, oraz mechaniczną. Z kolei kombinacja systemu wentylacyjnego mechanicznego z naturalnym nazywana jest wentylacją hybrydową. Przykładem może być współpraca wentylacji okiennej z wentylacją nawiewną. Podział systemów wentylacyjnych przedstawiono na rys. 1.

W domach jednorodzinnych i w mieszkaniach do celów wentylacyjnych wykorzystuje się naturalne siły konwekcyjne. Lżejsze ciepłe, ewentualnie wilgotne powietrze wypierane jest przez powietrze zimniejsze, czy o mniejszej zawartości wilgoci, które jest też cięższe. Powietrze usuwane jest kratkami wywiewnymi zamontowanymi najczęściej w kuchni, łazience lub WC, a świeże napływa przez nawiewniki montowane w oknach bądź drzwiach, ewentualnie wykorzystując naturalną infiltrację.

Do prostych i skutecznych rozwiązań należą nawiewniki okienne. Mają one najczęściej budowę szczelinową o regulowanym prześwicie (przepływie). Wentylacja okienna tego typu może zapewnić odpowiednią temperaturę, wilgotność i przepływ powietrza. Nawiewniki te, choć są częścią systemu wentylacji naturalnej, która zasadniczo pozbawiona jest regulacji, sterowane mogą być parametrem wilgotności (nawiewniki higrosterowane) lub wyposażane są w siłowniki elektryczne.

W wentylacji mechanicznej czynnikiem wywołującym ruch powietrza w przewodach jest wentylator. W domach jednorodzinnych i w mieszkaniach najczęściej stosuje się dwa rodzaje wentylacji mechanicznej: wywiewną i nawiewno-wywiewną. Systemy te można jeszcze dodatkowo podzielić na scentralizowane i rozproszone.

Wentylacja mechaniczna

Zastosowanie wentylacji mechanicznej może znacznie zmniejszyć zużycie energii grzewczej, szczególnie w budynkach o obniżonym zapotrzebowaniu na energię. Instalacja wentylacji mechanicznej jest bezwzględnie konieczna w domach pasywnych.
Rozwiązanie to ma wiele zalet. W pomieszczeniach panują zawsze odpowiednie warunki higieniczne, a powietrze nawiewane jest czyste dzięki zastosowaniu filtrów.

Filtracja jest szczególnie istotna, kiedy dom znajduje się w pobliżu  ruchliwej drogi lub w centrum miasta. Dla alergików istotny jest też fakt, że filtry w układach wentylacyjnych znacznie zmniejszają zawartość pyłków w powietrzu nawiewanym. W pomieszczeniach panuje też dużo mniejszy niż w wypadku wentylacji okiennej hałas, za który odpowiedzialne jest otoczenie zewnętrzne budynku. Kolejną zaletą jest mniejsze zużycie energii cieplnej. W rekuperatorze dochodzi do wymiany energii pomiędzy powietrzem wywiewanym a nawiewanym, dzięki temu mniej energii potrzeba na dogrzanie powietrza nawiewanego (świeżego).

Zastosowanie wentylacji mechanicznej wpływa też na inne aspekty zwiększające komfort przebywania w pomieszczeniach. Latem możliwe jest lekkie ochłodzenie powietrza nawiewanego, insekty mają mniej możliwości dostania się do domu, nie występuje także zagrożenie powstania przeciągu. Należy jednak zaznaczyć, że okna w budynku mogą wciąż być otwierane. Wentylacja okienna jest szczególnie polecana poza sezonem grzewczym, gdyż oszczędzana jest wtedy energia elektryczna potrzebna do pracy wentylatorów.

Poszczególne rozwiązania wentylacji mechanicznej mają zarówno zalety, jak i wady – scharakteryzowano je pokrótce poniżej.

Koncepcje wentylacji mechanicznej

Wariant 1: Centralne urządzenie wentylacyjne, nawiewnik i kratka wywiewna w każdym pomieszczeniu
Ze względu na łatwy montaż kratki nawiewne i wywiewne montowane są najczęściej blisko siebie.
+ każde pomieszczenie ma indywidualnie dopasowany wydatek powietrza,
– duża liczba przewodów wentylacyjnych.

Wariant 2: Centralne urządzenie wentylacyjne, nawiewnik w sypialniach, wywiew w kuchni, łazience i WC („wentylacja kaskadowa”) 
W budynku o przestrzennej architekturze można zrezygnować z niektórych nawiewów. Gdy w budynku jest tylko jedna sypialnia, drugi nawiew powinien się znajdować w pokoju dziennym (salonie). W przeciwnym razie wydatek powietrza nawiewanego do sypialni będzie zbyt duży.
+ mniejsze koszty inwestycyjne ze względu na mniejszą liczbę przewodów wentylacyjnych,
+ mniejsza wymagana całkowita ilość powietrza wentylacyjnego, a dzięki temu obniżone koszty eksploatacyjne,
– dokładna wymagana ilość powietrza zależy od tego, gdzie w danym momencie znajdują się mieszkańcy oraz jakie jest źródło ciepła
– system nie dysponuje 100-proc. pewnymi danymi na ten temat,
– dla swobodnego przepływu powietrza pomiędzy pomieszczeniami należy zaplanować wolne przekroje w przegrodach budowlanych (otwory).

Wariant 3. Rozproszone urządzenia wentylacyjne z rekuperatorami, stosowane jedynie w wentylowanych pomieszczeniach
+ bardzo dobre rozwiązanie, gdy trzeba wentylować tylko pojedyncze pomieszczenia – tanie i łatwe w realizacji,
+ łatwo zmienić koncepcję instalacji, przebudować ją,
– w wypadku większej liczby jednostek wentylacyjnych koszty są większe niż rozwiązania centralnego,
– zmniejszona sprawność energetyczna,
– zwiększone ryzyko wystąpienia hałasu,
– nawiew i wywiew usytuowane w pobliżu, dlatego zwiększa się prawdopodobieństwo wystąpienia krótkotrwałego zwarcia elektrycznego.

Wariant 4: Wentylacja wywiewna (bez rekuperatora)
Powietrze wywiewane jest z łazienki, WC oraz kuchni, a nawiew realizowany jest podciśnieniowo przez otwory w ścianach lub okna.
+ rozwiązanie najtańsze,
+ proste i niewymagające konserwacji,
– wpływa jedynie na podwyższenie komfortu, nie występują oszczędności energii.

Analiza ekonomiczna

Ceny wentylacji mechanicznej w domach jedno- i wielorodzinnych są różne. W tabeli zestawiono przybliżone koszty tego rozwiązania zastosowanego w budynku jednorodzinnym. Porównano koszty inwestycyjne, eksploatacyjne oraz konserwacji, wykazano też, jakich oszczędności energii spodziewać się można dzięki odzyskowi ciepła w rekuperatorze. 

Zestawienie kosztów sporządzono w warunkach niemieckich dla następujących założeń: dom jednorodzinny o powierzchni mieszkalnej 150 m2, koszt energii elektrycznej: 0,13 € (0,57 zł)/kWh, koszt energii gazowej: 0,06 € (0,26 zł)/kWh, czas pracy instalacji w okresie grzewczym wynosi 3700 h, koszty eksploatacyjne rozumiane są jako koszty energii elektrycznej wentylatorów (bez energii elektrycznej pompy ciepła), koszty serwisu zawierają przegląd, czyszczenie oraz wymianę roczną filtrów, instalacja rozproszona składa się z siedmiu pojedynczych urządzeń.

Wnioski

Każde pomieszczenie, w którym przebywają ludzie, należy wentylować, wynika to z konieczności tworzenia odpowiedniego klimatu wewnętrznego w budynkach. Spełnianie wymagań higienicznych można połączyć z kształtowaniem komfortu termicznego, należy jednak w tym celu wyposażyć system wentylacyjny w odpowiednie komponenty.

Istnieje kilka głównych koncepcji wentylacji mechanicznej pomieszczeń, jednak z przeprowadzonej analizy ekonomicznej wynika, że najkorzystniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu centralnego z rekuperatorem. Należy jednak zaznaczyć, że wniosek ten dotyczy jedynie budynków jednorodzinnych. W wypadku budynków wielorodzinnych lub biurowych konieczne jest przyjęcie innych założeń do przeprowadzanej analizy.

Literatura

1. PN-83/B-03430 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
2. Danielak M., Müller B. et al., Odour distribution studies and Indoor Air Quality: a comparison between different air distribution systems, ROOMVENT, Busan 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!