Jaka wentylacja zapewni odpowiednią wymianę powietrza?

Wentylacja ma za zadanie utrzymanie jakości powietrza na odpowiednim poziomie. To jednak spore wyzwanie, dlatego warto zadbać o to by wymiana powietrza była dobra. Dowiedz się jak należy wykonać instalację wentylacyjną by działała prawidłowo i spełniała swoje zadanie.

Cechy dobrej wentylacji: odpowiednia jakość powietrza i minimalizowanie strat energii

Zadaniem wentylacji jest zapewnienie mieszkańcom odpowiedniej jakości powietrza i utrzymanie jego wilgotności na poziomie niepowodującym powstawania grzybów i szkód budowlanych. Bardzo ważne jest przy tym ograniczenie strat energii (strat ciepła) towarzyszących koniecznej wymianie ogrzanego powietrza. Idealny jest więc taki system wentylacyjny, który zapewnia jak najlepszą jakość powietrza przy jednoczesnych minimalnych stratach energii (ciepła).

Zobacz galerię 2 zdjęcia

Autor: Andrzej Szandomirski

Jeżeli powierzchnie oddzielające pomieszczenie od zimnego otoczenia (ściany zewnętrzne, podłoga na gruncie) nie zostaną dobrze zaizolowane, to mimo wysokiej temperatury powietrza w pomieszczeniu jej rozkład będzie nierównomierny i nie uzyska się komfortu cieplnego.

Do wentylacji budynków mieszkalnych, przez lata niemal zupełnie zapomnianej, zaczęto ostatnio przykładać dużą wagę. Powodem tego jest właśnie dążenie do minimalizowanie strat energii. Przez wiele lat, budując nowe domy, zwracano uwagę przede wszystkim na straty ciepła spowodowane jego przenikaniem przez przegrody budowlane (ściany, okna, dach itp.). Były one na tyle duże, że straty wentylacyjne stanowiły zaledwie ich niewielki procent, a więc miały małe znaczenie. Jednocześnie wentylacja odbywała się niejako samoczynnie przez nieszczelności w przegrodach budowlanych, zwłaszcza przez okna. Wraz z upowszechnianiem się coraz lepszych materiałów izolacyjnych i poprawieniem jakości okien straty wentylacyjne zaczęły odgrywać większą rolę, a wzrost szczelności budynków uniemożliwiał samoczynną wentylację. Wtedy właśnie zaczęły się problemy. Stosunkowo łatwo było przekonać projektantów i inwestorów do stosowania nowych, lepszych materiałów budowlanych oraz projektowania instalacji wentylacyjnej, ale znacznie trudniejsza okazała się zmiana starych nawyków dotyczących wentylacji.

Co trzeba wiedzieć, żeby zapewnić w swoim domu (mieszkaniu) odpowiednią jakość powietrza? Jak optymalnie wietrzyć, żeby z jednej strony nie mieć problemu z wilgocią i grzybem (pleśnią), a z drugiej ograniczyć do minimum straty ciepła? Jakie systemy wentylacyjne to umożliwiają? Spróbujmy odpowiedzieć na te pytania.

Co to jest wilgotność absolutna i wilgotność względna

Z zagadnieniem wentylacji są ściśle związane dwa pojęcia: wilgotność absolutna i wilgotność względna.

• Wilgotność absolutna to ilość (w gramach) niewidocznej dla nas pary wodnej zgromadzonej w jednym metrze sześciennym powietrza. W zależności od temperatury jest ono w stanie unieść określoną ilość pary wodnej. Powietrze ciepłe może jej zaabsorbować więcej niż zimne. 1 m³ powietrza o temperaturze 20°C jest w stanie wchłonąć nieco ponad 17 g pary wodnej, ale w tej samej objętości powietrza o temperaturze 0°C zmieści się jej tylko niecałe 5 g. Po przekroczeniu tego poziomu para wodna zaczyna się skraplać, co jest widoczne na przykład jako deszcz, śnieg lub krople wody na butelce wyjętej z lodówki.
• Wilgotność względna wyrażona w procentach mówi o tym, w jakim stopniu została wyczerpana zdolność powietrza do utrzymania zawartej w nim pary wodnej, nie informuje jednak – w bezpośredni sposób – o jej rzeczywistej ilości. Pięćdziesięcioprocentowa wilgotność względna oznacza, że w powietrzu o temperaturze 20°C jest mniej więcej 8,5 g pary wodnej, a w tym o temperaturze 0°C – tylko około 2,5 g.

Jak zadbać o odpowiednią jakość powietrza?

Czynnikiem wywołującym zmiany jakości powietrza są użytkownicy pomieszczeń. Podczas oddychania człowiek wdycha tlen i wydycha dwutlenek węgla, wydziela wilgoć przez skórę, a także powoduje wzrost jej zawartościw powietrzu poprzez gotowanie, mycie się itp. Podstawową wielkością charakteryzującą jakość powietrza jest zawartość w powietrzu dwutlenku węgla, która nie powinna przekraczać 0,1% objętości powietrza (dla porównania naturalne stężenie CO₂ wynosi 0,03%).

To właśnie utrzymanie zawartości dwutlenku węgla na odpowiednim poziomie, czyli usuwanie jego nadmiaru, a nie „wpuszczanie” tlenu, jak zwykło się uważać, jest podstawowym celem wietrzenia pomieszczeń i wymiany powietrza. Ilość tlenu znajdująca się w pomieszczeniu o powierzchni 20 m² wystarczyłaby bowiem dla około 200 osób.

Drugim istotnym powodem wietrzenia pomieszczeń jest usuwanie pary wodnej z powietrza i utrzymywanie jego wilgotności względnej na poziomie od 40 do 60%. Zadanie jest o tyle ważne, że każdy człowiek wydziela do otoczenia wodę w postaci pary wodnej. Jej ilość zależy od rodzaju aktywności fizycznej i wynosi od 45 g/h – podczas snu, do 170 g/h – w czasie intensywnej pracy fizycznej. Duża ilość pary wodnej powstaje także w czasie gotowania i kąpieli. Wydzielają ją również rośliny pokojowe. Szacuje się, że czteroosobowa rodzina produkuje w ciągu dnia od 10 do 15 l wody.

Długotrwałe przekraczanie dolnej granicy wilgotności względnej powietrza (poniżej 40%) może powodować problemy z oddychaniem, „drapanie” w gardle oraz sprzyjać elektryzowaniu się przedmiotów. Nieprzekraczanie górnej granicy( powyżej 60%) jest natomiast ważne ze względu na ludzi, ale zapobiega też rozwojowi grzybów, pleśni i powstawaniu szkód budowlanych.

Ilość dwutlenku węgla produkowana podczas wykonywania różnych czynności i niezbędna ilość świeżego powietrza

Prawidłowa wymiana powietrza: wentylacja grawitacyjna lub wentylacja mechaniczna

Człowiek, w zależności od aktywności fizycznej, potrzebuje około 30 m³ świeżego powietrza na godzinę. Do określenia jego optymalnej ilości wprowadzono pojęcie stopnia wymiany powietrza.­ Jest on równy 1, gdy cała objętość powietrza w pomieszczeniu wymienia się w ciągu godziny, a 0,5, – jeśli w tym czasie zostanie wymieniona połowa objętości powietrza lub całkowita wymiana potrwa dwie godziny.

Uważa się, że do zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza przy normalnym użytkowaniu pomieszczeń wystarczający jest stopień wymiany powietrza na poziomie od 0,3 do 0,8. Wymiana na niższym poziomie może prowadzić do opisanych wcześniej problemów, a na wyższym – do niepotrzebnych strat energii. Wymagany stopień wymiany powietrza można osiągnąć w różny sposób.

Wentylacja naturalna, czyli wentylacja grawitacyjna. W każdym budynku wymiana powietrza następuje w pewnym stopniu w sposób naturalny – przez nieszczelności. W starych domach z nieszczelnymi oknami ilość powietrza wymienianegow ten sposób jest często wystarczająca.­ Niestety, w dużej mierze zależy od warunków pogodowych, a więc jest zmienna i nie daje się regulować. Dodatkowo powoduje niepotrzebne straty energii i często nie gwarantuje odpowiedniej jakości powietrza. Naturalna wymiana powietrza zupełnie nie działa w budynkach nowych oraz poddanych termomodernizacji (ocieplonych, wyposażonych w nowe szczelne okna).

Dostarczenie świeżego powietrza do pomieszczeń często odbywa się przez otwieranie okien. Sposób i czas otwarcia w dużym stopniu decydują o stratach energii, które temu towarzyszą. Niezbędny czas pełnego otwarcia okien zależy od warunków pogodowych. Im jest większa różnica temperatury i silniejszy wiatr, tym czas ten powinien być krótszy.

Uchylanie okien na długo jest sensowne jedynie latem. W sezonie grzewczym należy zawsze otwierać okna na oścież i jednocześnie zamykać zawory przy grzejnikach, jeśli są wyposażone w termostaty. Krótkie, intensywne wietrzenie zapewnia niezbędną wymianę powietrza i jednoczesne ograniczenie strat energii. Zimą długo uchylone okna prowadzą do wielokrotnie większej niż wymagana wymiany powietrza oraz ochładzania się powierzchni wewnętrznych (na przykład ścian). Ponowne ogrzewanie tak wychłodzonego pomieszczenia po zamknięciu okien zwiększa zużycie energii.

Wentylacja mechaniczna. Najskuteczniejszym sposobem zapewnienia optymalnej jakości powietrza w pomieszczeniach przy jednoczesnym ograniczeniu do minimum strat ciepła jest zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.