Czerpnie i wyrzutnie powietrza – zasady lokalizacji, wymagania i rozwiązania techniczne

Czerpnie i wyrzutnie powietrza to podstawa systemu wentylacji, którego zadaniem jest doprowadzanie świeżego i odprowadzanie zużytego powietrza. Odpowiednia lokalizacja tych obiektów jest zatem konieczna, aby pobierane powietrze było jak najlepszej jakości, a wyprowadzane z kolei nie zakłócało pracy czerpni ani nie wpływało negatywnie na najbliższe otoczenie. Czerpnie i wyrzutnie powietrza sytuowane są na dachach lub ścianach budynków, jednak ich lokalizacja zawsze musi spełnić szereg warunków.

Czerpnie i wyrzutnie powietrza  ‒ podstawy prawne i minimalne wymagane odległości

Zgodnie z wytycznymi projektowymi i sztuką budowlaną czerpnie i wyrzutnie powietrza powinny być montowane jak najbliżej centrali wentylacyjnej. Pozwala to zredukować opory przepływu powietrza w instalacji, a co za tym idzie zmniejsza obciążenie silników wentylatorów, wydłuża żywotność danej instalacji, a także, co istotne – wpływa na mniejsze zużycie energii elektrycznej.

Oprócz powyższych zasad wymagania dla lokalizacji czerpni i wyrzutni powietrza podaje m.in. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1] i dotyczą one:

• zabezpieczenia czerpni i wyrzutni powietrza przed opadami atmosferycznymi oraz wiatrem,
• zapewnienia możliwości poboru czystego i latem chłodnego powietrza,
• lokalizacji czerpni powietrza z dala od wyrzutni powietrza oraz urządzeń powodujących rozpylenie wody w powietrzu,
• czerpnie powietrza lokalizowane dość nisko (na poziomie terenu lub dwóch najniższych kondygnacjach) muszą znajdować się w odległości min. 8 m od parkingów powyżej 20 miejsc postojowych, śmietników, wywiewek kanalizacji i innych potencjalnych źródeł zanieczyszczeń,
• minimalna odległość krawędzi otworu wlotowego czerpni od poziomu terenu wynosi 2 m,
• czerpnie i wyrzutnie powietrza usytuowane dachu budynku muszą mieć otwór wlotowy minimum 0,4 m powyżej poziomu, na którym są zamontowane,
• obowiązku oczyszczenia wywiewanego powietrza, jeśli jego jakość nie spełnia norm określonych w przepisach,
• lokalizowanie wyrzutni powietrza na poziomie terenu wymaga każdorazowo zgody inspektora sanitarnego,
• możliwości usytuowania wyrzutni powietrza na ścianie w ściśle określonych warunkach, m.in. powietrze nie jest zanieczyszczone i nie zawiera uciążliwych zapachów, minimalna odległość od ściany sąsiedniego budynku to 8 m,
• odległość wyrzutni powietrza w poziomie od okien w tej samej ścianie – min. 3 m, a w pionie – min. 2 m,
• odległość wyrzutni powietrza od czerpni powietrza zamontowanej w tej samej ścianie – minimum 1,5 m, przy czym czerpnia powinna być na tym samym poziomie co wyrzutnia lub min. 1 m poniżej. Przy poziomym wyrzucie powietrza odległość między czerpnią a wyrzutnią powinna wynosić min. 10 m, a przy wyrzucie pionowym – 6 m,
• zachowania minimalnej odległości 3 m od wyrzutni powietrza do krawędzi dachu, pod którym są okna, krawędzi okna dachowego oraz krawędzi okna w ścianie pod dachem.

Podane wyżej odległości należy interpretować jako wymiary w rzucie poziomym.

Przeczytaj również:

• Gdzie powinna znajdować się czerpnia powietrza do wentylacji mechanicznej i rekuperacji? Jakich miejsc unikać?
• Okna dachowe a wentylacja grawitacyjna: jak wykorzystać naturalny ruch powietrza do efektywnej wentylacji poddasza?

Dodatkowo zarówno czerpnie jak i wyrzutnie powietrza należy lokalizować poza strefami zagrożonymi wybuchem.

Jednym z ważniejszych wymagań dla czerpni i wyrzutni powietrza jest osłonięcie przed warunkami atmosferycznymi. W Polsce dominują wiatry zachodnie, w związku z czym niekorzystne jest ulokowanie czerpni powietrza od tej strony, ze względu na możliwe zakłócenia.

Inną istotną kwestią jest problem opadów atmosferycznych, ponieważ woda w instalacji wentylacyjnej prowadzi do negatywnych skutków, np. zagrzybienia kanałów czy zawilgoceń w pomieszczeniach. Usytuowanie czerpni powietrza tak by nie była narażona na czynniki zewnętrzna, a jednocześnie spełniała swoje zadanie jest niemożliwe. Stosowane są oczywiście różnego rodzaju zadaszenia czy żaluzje ochronne, ale nie eliminuje to całkowicie problemu. W związku z tym w samych urządzeniach stosowane są rozwiązania mające na celu przechwycenie wody. Według polskiej normy występują cztery klasy efektywności zatrzymywania wody w czerpni:

• klasa A – zatrzymanie na poziomie 100‒99% wody,
• klasa B – zatrzymanie 98,9‒95,0% wody,
• klasa C – zatrzymanie 94,9‒80,0% wody,
• klasa D – zatrzymanie poniżej 80% wody.

Najwięcej wody dostaje się do czerpni powietrza przy wysokiej prędkości zaciąganego powietrza. Im mniejsza prędkość, tym mniej wody przedostaje się do układu. Mniejsza prędkość na wlocie to także mniejsze opory, co z kolei wyklucza skuteczne przechwytywanie wody.

Przeczytaj również:

• Free-cooling w praktyce – jak przemysł wykorzystuje chłód z natury do obniżenia kosztów?
• Od dachu po komfort – rooftopy zamiast central wentylacyjnych

Dobór odpowiedniego urządzenia nie jest zatem prosty i wymaga analizy parametrów pracy. Warto też zwrócić uwagę, że prędkość na wlocie może różnić się w zależności od miejsca pomiaru. Skutecznym rozwiązaniem może okazać się zastosowanie lekko przewymiarowanego urządzenia, co pozwoli utrzymać niskie opory przy wysokiej skuteczności zatrzymywania wody.

Optymalizacja lokalizacji czerpni i wyrzutni powietrza 

Ze względu na sposób montażu wyróżniamy:

• czerpnie ścienne ‒ najczęściej stosowane; mogą być zintegrowane z fasadą budynku, o kształcie okrągłym lub prostokątnym. Otwór wlotowy zabezpieczony jest żaluzjami lamelami), dodatkowo można osłonić go siatką pełniąca funkcję ochronną przed ptactwem, gryzoniami czy liśćmi;
• czerpnie terenowe – rzadziej praktykowane; zazwyczaj są to wolnostojące, zadaszone żelbetowe konstrukcje. Otwory wlotowe wyposażone w żaluzje. W zależności od kształtu wyrzutni, wlot powietrza może odbywać się z kilku stron;
• czerpnie dachowe – najmniej korzystne rozwiązanie, stosowane tylko tam, gdzie to konieczne; składają się z okrągłej lub prostokątnej podstawy i zabezpieczonego otworu wlotowego.

Literatura branżowa i praktyka instalatorska wskazują, że najlepszym rozwiązaniem jest, aby czerpnie powietrza lokalizować na ścianie budynku od strony północnej, ewentualnie północno-wschodniej lub północno-zachodniej. Ponadto miejsce powinno mieć zapewniony przewiew, ale jednocześnie być naturalnie osłonięte przez roślinność. Im lepsze parametry czerpanego powietrza, tym mniej procesów oczyszczania na wejściu jest koniecznych do zastosowania.

Możliwy jest też montaż czerpni powietrza na poziomie terenu, z zachowaniem odpowiedniej wysokości otworu wlotowego od gruntu oraz osłonięciem od słońca i w otoczeniu zieleni. Lokalizowanie czerpni powietrza na dachu powinno mieć miejsce tylko w wyjątkowych przypadkach. Z kolei usytuowanie wyrzutni powietrza powinno być nad czerpnią, w miejscu przewiewnym i odsłoniętym.

Należy jednak pamiętać, aby ulokować wyrzutnię powietrza z dala od tarasów, balkonów czy wejścia do budynku. Prędkość powietrza na wylocie powinna być tym większa, im bardziej zanieczyszczone jest zużyte powietrze.

W niektórych przypadkach niemożliwe jest umiejscowienie oddzielnie czerpni i wyrzutni powietrza – wtedy mogą sprawdzić się dostępne na rynku czerpnio–wyrzutnie. Występują często w dachowych centralach wentylacyjnych zblokowanych. Dzięki zastosowaniu specjalnej konstrukcji strumienie powietrza pobieranego i wywiewanego nie mieszają się.

Przeczytaj również:

• Rekuperacja w halach przemysłowych – sposób na niższe koszty i lepsze warunki pracy
• Projektowanie instalacji HVAC – jak uniknąć błędów?

Przepisy i zawarte w nich wymagane minimalne odległości dla czerpni i wyrzutni powietrza w dosyć ogólny sposób podchodzą do kwestii hałasu. Nie podają konkretnych norm akustycznych, a jedynie zalecenia dla usytuowania tych urządzeń „bez powodowania zagrożenia zdrowia użytkowników budynku i ludzi w jego otoczeniu oraz wywierania szkodliwego wpływu na budynek”.

Istnieją normy co do prędkości powietrza dla czerpni i wyrzutni powietrza ‒ na wlocie powinna mieścić się ona w granicach 2,5‒4,5 m/s, a w przypadku instalacji o wymaganym niskim poziomie hałasu jest to 2,5 m/s. Prędkość przepływu powietrza przekłada się wprost na poziom hałasu. Jednak w zwartej zabudowie poziom hałasu powodowany przez czerpnie i wyrzutnie powietrza może być dla sąsiadów męczący. Odpowiedzią na ten problem są dostępne na rynku czerpnie i wyrzutnie tłumiące hałas. Charakteryzują się lamelami wypełnionymi wełną mineralną, która ma właściwości akustyczne.

Rodzaje czerpni i wyrzutni powietrza ze względu na budowę

Podział czerpni i wyrzutni powietrza ze względu na budowę:

• z nieruchomymi lamelami,
• z ruchomymi lamelami – mają kilka sposobów otwierania i zamykania: ręczne, mechaniczne z wykorzystaniem siłownika lub samoczynne,
• otwarte (ścienne).

Czerpnie i wyrzutnie to urządzenia wykonane ze stali ocynkowanej lub nierdzewnej z najczęściej aluminiowymi lamelami. Producenci często oferują wykonanie w dowolnym kolorze z palety RAL oraz inny materiał. W przypadku dużych obiektów kubaturowych czerpnie i wyrzutnie powietrza wykonuje się jako konstrukcje żelbetowe z żaluzjami np. aluminiowymi.

Czerpnie i wyrzutnie powietrza w systemach wentylacji pożarowej

Oprócz wentylacji bytowej czerpnie i wyrzutnie są nieodłącznym elementem również systemu wentylacji pożarowej. Ponieważ służą oddymianiu, wyrzutnie w takich instalacjach muszą spełniać zaostrzone wymagania, m.in:

• odporność na temperaturę gorącego dymu,
• odporność na agresywny skład spalin,
• niezawodność działania,
• bezawaryjna praca w każdych warunkach atmosferycznych.

Czerpnie w systemach pożarowych mają za zadanie kompensować powietrze usuwane przez wyrzutnie oraz umożliwiać utrzymywanie nadciśnienia w odpowiednich strefach, tak aby zapobiec przedostawaniu się dymu z miejsc objętych pożarem do innych pomieszczeń.

Podsumowanie

Lokalizując czerpnię i wyrzutnię powietrza należy trzymać się ściśle określonych w Rozporządzeniu wytycznych. Jednak głównie sprowadzają się one do tego, aby zapewnić czerpni powietrza usytuowanie umożliwiające pobór jak najczystszego powietrza, z kolei wyrzutnię powietrza należy zlokalizować w takim miejscu, by nie była uciążliwa dla sąsiadów oraz nie zakłócała pracy czerpni, tzn. aby te dwa strumienie powietrza się nie mieszały. Biorąc pod uwagę coraz gęstszą zabudowę, szczególnie w miastach, to zadanie jest dla projektantów wyzwaniem.

Warto pamiętać, że czerpnie i wyrzutnie powietrza mimo dość prostej budowy także należy poddawać okresowej konserwacji. Warto sprawdzać stan lameli oraz dbać o ich czystość. W przypadku żaluzji ruchomych okresowej kontroli należy poddać mechanizm sterujący i/lub siłownik.

Zobacz: Renowacja zabytkowych fasad

Źródło: Optymalizacja lokalizacji czerpni i wyrzutni powietrza w systemach wentylacji