Wentylacja grawitacyjna w budynkach mieszkalnych poddanych termorenowacji

Temat wentylacji, w aspekcie zadań stawianych środowisku kominiarskiemu, jest sprawą świeżą. Dopiero od kilku lat mistrz kominiarski ma obowiązek i możliwość okresowej kontroli sprawności technicznej przewodów wentylacyjnych. W ostatnich latach możemy zaobserwować szybkie zmiany i rozwój nowych technologii i technik projektowania i wykonania budynków. Największe zmiany dotyczą szczelności i dociepleń budynków nowobudowanych. Ponieważ tematyka wentylacji budynków nie była jeszcze poruszana na łamach "Kominiarza Polskiego", pozwolę sobie na kilka słów wstępu.
Pojęcie wentylacji pokrywa się z pojęciem wymiany powietrza. Do wentylowania pomieszczeń służą urządzenia wentylacyjne. Ze względu na znaczną różnorodność zadań, jakie stawia się powietrzu w pomieszczeniach, urządzenia wentylacyjne są szeroko zróżnicowane, począwszy od najprostszych, tj. otwieranią okna i przewietrzania, a skończywszy na urządzeniach bardzo skomplikowanych, przygotowujących szczegółowo nawiewane powietrze (urządzenia klimatyzacyjne). Zadanie wentylacji, polegające na utrzymaniu właściwego stanu powietrza w pomieszczeniach, może być spełnione poprzez usuwanie (wywiewanie) powietrza zużytego i wprowadzanie (nawiewanie) powietrza świeżego. Jeżeli temperatura powietrza zewnętrznego różni się od temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia, powstaje również różnica między ciśnieniami wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia. Podobnie różnica ciśnień może się wytworzyć przez działanie wiatru. Wówczas pod wpływem tej różnicy ciśnień powietrze zewnętrzne dostaje się do pomieszczeń przez nieszczelności w stolarce okiennej. Zjawisko nosi nazwę infiltracji. Infiltracja wywołuje wymianę powietrza i w pewnych warunkach może spełniać rolę odświeżania powietrza w pomieszczeniu. Dlatego przyjęło się traktować infiltrację jako najbardziej prymitywny rodzaj wentylacji. Kolejnym sposobem jest przewietrzanie poprzez otwieranie okien. Gdy przewietrzanie odbywa się w sposób ciągły (np.: hale produkcyjne, magazyny) mamy do czynienia z aeracją. Nawiewanie i wywiewanie powietrza może odbywać się również przez kanały lub przewody wentylacyjne, w których ruch powietrza wywołany jest przez ciąg naturalny. Wentylacja taka nosi nazwę wentylacji grawitacyjnej. W przypadku zastosowania wentylatorów mamy do czynienia z wentylacją mechaniczną. Przy odpowiedniej różnicy temperatur (zewnętrznej i w pomieszczeniu) oraz właściwym rozwiązaniu dopływu powietrza, wentylacja grawitacyjna może zapewnić dość dużą wymianę powietrza. Zasadniczą wadą wentylacji grawitacyjnej jest zależność intensywności wietrzenia od warunków atmosferycznych, a szczególnie temperatury zewnętrznej oraz kierunku i prędkości wiatru. Przy równych temperaturach, wewnętrznej i zewnętrznej, ruch powietrza może zaniknąć, a przy temperaturze zewnętrznej większej od temperatury w pomieszczeniu odwraca się kierunek przepływu powietrza i przez otwory wywiewne dostaje się do pomieszczenia ciepłe powietrze zewnętrzne. 
Szczelność nowoczesnej stolarki okiennej oraz ścian zewnętrznych związana jest z termorenowacją (docieplaniem) budynków. Działania takie mają na celu zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło budynków mieszkalnych, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych związanych z ogrzewaniem. Z biegiem lat zwiększała się szczelność okien oraz izolacyjność ścian, natomiast zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania powietrza wentylacyjnego nie uległo zmianie i teraz wynosi ok. 50 do 60% całkowitego zapotrzebowania na ciepło. Wobec tego można zrozumieć jako naturalną, ale nie w pełni uzasadnioną, tendencję lokatorów do ograniczania ilości powietrza wentylacyjnego. Może to doprowadzić do powstawania warunków mikroklimatu w pomieszczeniu, negatywnie ocenianych przez użytkowników. W takiej sytuacji pojawiają się narzekania na złą jakość i ilość powietrza, zaduch, duszność, suchość powietrza, nieodpowiednią temperaturę itp. Skutkiem takich warunków mikroklimatu w pomieszczeniach są bóle głowy, znużenie, senność, wrażenie suchości w gardle itp. Wszystkie te objawy to zjawisko syndromu szczelnego budynku. Badania przeprowadzone w kilku budynkach mieszkalnych wykazały także nie przeczuwaną wcześniej właściwość, a mianowicie deficyt tlenu. Działanie wentylacji musi opierać się na zbilansowaniu strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego i to niezależnie od tego czy jest wentylacja grawitacyjna, czy mechaniczna. W budynkach z uszczelnionymi oknami zasada ta sprowadza się do stwierdzenia, że nie da się się zapewnić wymaganej wielkości strumienia powietrza wyciąganego z pomieszczeń, jeśli nie zagwarantuje się takiego samego strumienia powietrza. Wentylacja spełnia, w budynkach mieszkalnych, wiele funkcji. Uczestniczy w tworzeniu w pomieszczeniu warunków odpowiedniego mikroklimatu:
- zapewnienie komfortu cieplnego, 
- dostarczanie tlenu do oddychania i spalania paliw w urządzeniach kuchennych i grzewczych, 
- usuwanie powstających w pomieszczeniu zanieczyszczeń powietrza, w tym wilgoci. 

Usunięcie nadmiaru wilgoci chroni pomieszczenia i konstrukcję budynku przed zawilgoceniem i zagrzybieniem. Jakość powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych zależy od: temperatury, wilgotności, prędkości ruchu powietrza, nasłonecznienia, położenia budynku oraz wielkości wymiany powietrza. Ważnym elementem jest czystość powietrza nawiewanego oraz jego swąd, tj. zawartość tlenku węgla, dwutlenku węgla, dwutlenku siarki i tlenków azotu. Poziomy stężeń tych substancji w pomieszczeniu muszą być mniejsze od wartości dopuszczalnych. Niestety w wielu rejonach Polski (głównie przy ruchliwych ulicach miejskich) zapylenie w powietrzu zewnętrznym przekracza dopuszczalne wartości. Zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniu to głównie: 
- pyły z materiałów budowlanych, 
- zanieczyszczenia pochodzące od materiałów wykończeniowych (lakiery, kleje, rozpuszczalniki), 
- zanieczyszczenia wydzielane przez człowieka,
- pozostałości spalania paliw (gotowanie, ogrzewanie, przygotowanie ciepłej wody użytkowej). 

W zależności od ilości tlenu mogą zachodzić procesy zupełnego lub niezupełnego spalania. Oprócz wydzielania się do pomieszczenia produktów spalania, występuje również ubytek tlenu. 

Z uwagi na obszerność materiału, 
ciąg dalszy w następnym numerze


mgr inż. Marcin Ziombski

Powrot do poprzedniej strony