fotowoltaika
 energia elektryczna ze Słońca
 wentylacyjna z odzyskiem ciepła
     rekuparatory
 klimatyzatory

Wentylacja - podstawy

Wentylacja najogólniej rzecz biorąc jest systemem instalacyjnym służącym do usuwania powstającego w pomieszczeniach zanieczyszczonego powietrza i wprowadzania w to miejsce świeżego powietrza z zewnętrznego otoczenia budynku. Ale jest to tylko najważniejsza z wielu innych funkcji jakie spełnia wentylacja. Dzięki wentylacji w budynkach mieszkalnych możemy wytworzyć odpowiedni klimat korzystny dla ludzkiego organizmu. Z problematyką wentylacji nierozerwalnie związana jest tematyka zużycia energii na ogrzanie dostarczanego wentylacją powietrza. Wieloletnie badania dowiodły, że ograniczanie ilości wymienianego powietrza w pomieszczeniach w których funkcjonujemy pozornie tylko przynosi korzyści materialne. Jeśli spojrzymy na ten temat z punktu widzenia stanu technicznego budynku oraz zdrowia jego użytkowników to bilans zysków i strat zawsze wypada ujemnie.

Podział tematyczny:

1.1      Wentylację dzielimy na...
1.2      Czym się różni klimatyzacja od wentylacji?
1.3      Zadanie instalacji wentylacyjnych
1.4      Czynniki wpływające na samopoczucie człowieka w pomieszczeniach
1.5      Mikroklimat pomieszczenia i uczucie komfortu
1.5.1         Wskaźniki komfortu – PMV i PPD
1.5.2         Wskaźniki obciążenia gorącem –WBG
1.5.3         Wskaźniki obciążenia zimnem – WCI, IREC
1.6      Jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń
1.7      Bilans cieplny człowieka
1.7.1         Energetyczna przemiana materii
1.7.2         Regulacja temperatury ciała
1.7.3         Produkcja ciepła
1.7.4         Oddawanie ciepła
1.7.5         Odzież
1.8       Dlaczego czyste powietrze w pomieszczeniu jest tak ważne? 
1.8.1         Źródła zanieczyszczeń powietrza
1.8.2         Rodzaje zanieczyszczeń powietrza
1.9       Wentylacja w naszym domu a zdrowie
1.10     Jak działa wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła ?
1.10.1       Podstawowymi elementami systemu...
1.11     Za i przeciw rekuperacji

 

1.1 Wentylację dzielimy na:

  • Wentylację naturalną  

Dopływ powietrza zewnętrznego do pomieszczeń odbywa się za pomocą nieszczelności w oknach i drzwiach, przygotowanych otworach wentylacyjnych w budynku - nawiewnikach, a wydostaje się przez kratki i kanały wentylacyjne. Wymiana powietrza następuje na skutek różnicy temperatur, a wiec i gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku.

Ze względu na kierunek i sposób wymiany powietrza możemy rozróżnić:

  • Wietrzenie – w wyniku otwierania okien lub drzwi.
  • Wentylację grawitacyjną – za pomocą przewodów pionowych.
  • Wentylację poprzeczną – za pomocą przepływu powietrza wywoływanego przez wpływ ciśnienia wiatru oddziałującego na fasady budynku, bez znaczącego wpływu systemu kominowego.

Skuteczność wentylacji naturalnej, inaczej nazywanej grawitacyjną zależy od następujących czynników:

  • Warunki atmosferyczne
  • Konstrukcja budynku
  • Rozmieszczenie pomieszczeń
  • Otoczenie budynku

Najskuteczniejszym sposobem zapewnienia dopływu odpowiedniej ilości świeżego powietrza z zewnątrz jest zastosowanie nawiewników powietrza. Przekrój otworu, przez który przepływa powietrze w takim nawiewniku, może być regulowany lub stały. W tych pierwszych regulacja może odbywać się ręcznie, bądź samoczynnie i automatycznie.

Rodzaje nawiewników automatycznych:

  1. Nawiewniki termostatyczne- przepustnica zmienia położenie pod wpływem zmian temperatury zewnętrznej
  2. Nawiewniki sterowane różnicą ciśnień-światło otworu regulowane przepustnicą w zależności od różnicy ciśnień na zewnątrz i wewnątrz budynku
  3. wiewniki higrosterowane – położeniem przepustnicy steruje czujnik z taśmy poliamidowej wychwytujący wilgotności powietrza wewnątrz pomieszczenia

Uwaga !

Należy jednak pamiętać o tym, że wentylacja naturalna nie jest w stanie zapewnić dostatecznego strumienia powietrza wentylującego ani dostarczyć ludziom odpowiedniego strumienia powietrza zewnętrznego, niezbędnego ze względów higienicznych.

Dodatkowo wpływ czynników atmosferycznych podczas jej funkcjonowania jest tak znaczący, że w wielu przypadkach dyskwalifikuje to rozwiązanie.

  • Wentylację mechaniczną  

Wentylacja ze wspomaganiem zasilanych elektrycznie urządzeń wprawiających powietrze w ruch.

W przypadku wentylacji mechanicznej możemy wyróżnić kilka podziałów w zależności od kryterium jakie przyjmiemy.

I tak wentylację mechaniczną możemy podzielić na:

  1. Ogólną – powietrze jest rozprowadzane równomiernie po całym pomieszczeniu
  2. Miejscową – jej głównym zadaniem jest przeciwdziałanie zanieczyszczeniu powietrza w miejscu , w którym jest wydzielane.

Jeśli uwzględnimy kierunek ruchu powietrza względem wentylowanego pomieszczenia to możemy wyróżnić:

  1. Nawiewną – proces dostarczania świeżego powietrza odbywa się mechanicznie , a powietrze zużyte usuwane jest naturalnie
  2. Wywiewną – świeże powietrze dostarczane jest naturalnie, natomiast usuwane w sposób mechaniczny
  3. Nawiewno- wywiewną – dostarczanie powietrza świeżego, jak i usuwanie użytego odbywa się wyłącznie mechanicznie

Ze względu na różnice ciśnień wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia, wentylację mechaniczną można podzielić następująco:

  1. Nadciśnieniową – strumień powietrza nawiewanego jest większy od strumienia wywiewanego
  2. Podciśnieniową – strumień objętości powietrza nawiewanego jest większy od strumienia powietrza wywiewanego

  • Wentylację hybrydową  

Wentylacja działająca na zasadzie okresowej współpracy lub zastępowania wentylacji naturalnej wentylacją mechaniczną .

Warto w tym miejscu na chwilę zatrzymać się i zastanowić, czego użytkownicy lokali oczekują od dobrej wentylacji?

Każdy z nas odpowie bez wahania: Dobra wentylacja to taka, która działa niezależnie od pory roku, z intensywnością, którą w sposób precyzyjny możemy regulować, oraz która skutecznie ogranicza straty energii związane z niekontrolowaną wymianą powietrza. Jednocześnie poprzez zastosowanie odpowiednich filtrów oraz optymalne dobranie intensywności wymiany powietrza wpłynie na komfort i zdrowie osób tam przebywających.

Spełnienie wszystkich tych oczekiwań możliwe jest wyłącznie przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła.

Jeśli chcemy więc zadbać o jakość powietrza, którym oddychamy, wybór jest jednoznaczny.

Warto zastanowić się głębiej nad kwestią wyboru wentylacji i nie traktować jej w kategoriach „kratki” i „komina” , aby w przyszłości nie żałować błędnie podjętych decyzji.

 

1.2  Czym się różni klimatyzacja od wentylacji ?

Podstawowymi parametrami wpływającymi na samopoczucie człowieka są: temperatura i wilgotność względna powietrza, prędkość i kierunek jego ruchu, temperatura powierzchni przegród otaczających, ilość powietrza świeżego przypadającego na osobę, wielkość zanieczyszczeń i zapachy.

Zadaniem wentylacji jest usuwanie z pomieszczeń zużytego powietrza i dostarczenie w jego miejsce powietrza świeżego. Nawiewane powietrze zawiera tlen, który jest niezbędny w procesie oddychania. Prawidłowo działająca instalacja wentylacyjna obniża stężenie szkodliwych zanieczyszczeń w powietrzu do poziomu akceptowanego przez organizm człowieka. Ważną rolą wentylacji jest również utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgoci.
Zadaniem klimatyzacji jest natomiast zapewnienie komfortu cieplnego w pomieszczeniu, w którym przebywają ludzie przez okrągły rok, niezależnie od warunków atmosferycznych . Klimatyzacja jest procesem nadawania powietrzu w pomieszczeniu określonych parametrów i warunków pożądanych ze względów higieniczno-psychologicznych (klimatyzacja komfortu) lub wymaganych przez technologię produkcji (klimatyzacja przemysłowa).

Więcej na temat klimatyzacji można dowiedzieć się na tej stronie...

 

1.3   Zadanie instalacji wentylacyjnych

Zadaniem instalacji wentylacyjnych jest zapewnienie wymaganego klimatu pomieszczenia. Klimat jest wielkością obejmującą szereg komponentów tj. termiczne, akustyczne, higieniczne oraz optyczne.

 

1.4   Czynniki wpływające na samopoczucie człowieka w pomieszczeniach

Po raz pierwszy definicję klimatu sformułował w 1845 r Aleksander von Humboldt (1769 – 1859), a brzmi ona następująco: „Klimat to wszystkie czynniki zewnętrzne oddziałujące w sposób istotny na nasze zmysły”.

Przy określaniu warunków panujących w pomieszczeniu używa się zwykle dwóch pojęć: mikroklimat i komfort cieplny.

Przez pojęcie mikroklimatu wnętrz rozumie się zespół wszystkich parametrów fizycznych i chemicznych danego pomieszczenia, wywierający wpływ na organizm człowieka. Do głównych parametrów mikroklimatu zaliczyć można: temperaturę powietrza, średnią temperaturę powierzchni przegród, prędkość ruchu powietrza, wilgotność powietrza. Zespół czynników poza termicznych to: zanieczyszczenie powietrza, jonizacja powietrza, poziom hałasów, oświetlenie itp., których wpływ jest mniejszy i mniej poznany.

Komfortem cieplnym określa się warunki dobrego samopoczucia, tj. taki stan otoczenia, w którym jest zachowana równowaga cieplna organizmu ludzkiego.

Odczuwanie ciepła lub zimna przez człowieka, czyli stopień obciążenia układu termoregulacyjnego organizmu, zależy od wymienionych głównych parametrów mikroklimatu. System regulacji termicznej człowieka, którego zadaniem jest utrzymywanie stałej temperatury ciała, wynoszącej ok. 37°C, oddziałuje na ilość ciepła oddawanego przez organizm przez promieniowanie, konwekcję, przewodzenie i odparowanie wilgoci. Ponadto ilość oddawanego ciepła związana jest z wydatkiem energetycznym organizmu, a więc zależy od rodzaju wykonywanych czynności. Równocześnie straty ciepła organizmu zależą od izolacyjności cieplnej odzieży.

Związki te można wyrazić ogólnym równaniem bilansu cieplnego organizmu

S = M – W ± E ± R ± C
(wzór nr 1)

gdzie:

[ S ] - strumień ciepła związany ze wzrostem temperatury ciała (w warunkach równowagi cieplnej S = O),

[ M ] - strumień ciepła produkowanego przez organizm w wyniku przemiany materii (metabolizm),

[ W ] - strumień ciepła związany z wykonywaniem pracy zewnętrznej,

[ E ] - strumień ciepła traconego w wyniku odparowania wody,

[ R ] - strumień ciepła tracony przez wypromieniowanie do otoczenia,

[ C ] - strumień ciepła traconego przez konwekcję.

 

Dodatnie wartości [ E, R i C ] odpowiadają wzrostowi temperatury, a ujemne jej spadkowi. Pracę [ W ] wykonywaną, przez organizm traktuje się jako dodatnią.

Czynnikiem decydującym o odczuciu komfortu cieplnego jest temperatura powietrza i średnia temperatura powierzchni przegród otaczających. Dla pomieszczeń, w których powietrze znajduje się w bezruchu można przyjąć, że temperatura odczuwalna jest równa średniej arytmetycznej temperatury powietrza i powierzchni otaczającej pomieszczenie. W okresie zimowym w pomieszczeniach mieszkalnych oraz przeznaczonych na pracę umysłową i odpoczynek za najwłaściwszy poziom temperatury odczuwalnej przyjmuje się 20°C. Natomiast w pomieszczeniach, w których wykonuje się pracę fizyczną, temperatura ta jest zróżnicowana, w granicach 12 ÷ 16°C, w zależności od intensywności pracy. W okresie letnim, oprócz temperatury powietrza i temperatury przegród otaczających, również i wilgotność powietrza oraz prędkość jego ruchu wpływają w istotny sposób na odczucie komfortu cieplnego. Wzrost wilgotności powietrza w temperaturze ponad 23°C powoduje utrudnione odparowanie potu i jest odczuwalny jak wzrost temperatury. Natomiast wzrost prędkości ruchu powietrza w temperaturze poniżej 30°C odczuwa się jako spadek temperatury otoczenia. Wyklucza się gwałtowne ruchy powietrza (przeciągi), które mogą być szkodliwe dla zdrowia.

 

1.5  Mikroklimat pomieszczenia i uczucie komfortu.

Powołując się na literaturę fachową mikroklimat pomieszczenia definiujemy jako zbiór parametrów fizycznych i chemicznych, dynamicznie zmieniających się w zależności od czasu i miejsca, wywierających określony wpływ na organizmy przebywające w danym pomieszczeniu.

Biorąc pod uwagę ilość czasu jaką spędzamy w pomieszczeniach zamkniętych (70 - 80% okresu życia ) zapewnienie prawidłowych warunków mikroklimatu jest niezwykle istotne.

Wśród parametrów mikroklimatu możemy wydzielić dwie grupy:

  • warunki cieplno-wilgotnościowe wywierające wpływ na bilans cieplny organizmu ludzkiego i odczucie wrażeń termicznych
  • warunki higieniczno-zdrowotne obejmujące jakość powietrza wewnątrz pomieszczenia, oświetlenie, poziom hałasu, natężenie pól elektrostatycznego i elektromagnetycznego oraz stopień zjonizowania powietrza.

Dobre samopoczucie człowieka wynika ze stanu równowagi termicznej organizmu człowieka z otoczeniem. Stan, w którym nie odczuwa on ani chłodu, ani gorąca nazywamy komfortem cieplnym.

Na odczucie parametrów mikroklimatu przez człowieka mają wpływ czynniki związane z fizjologią i psychiką człowieka oraz czynniki związane z pomieszczeniem, w którym człowiek przebywa:

  1. czynniki zależne od człowieka, nazywane także czynnikami wewnętrznymi, na które składają się:
  • indywidualne odczucie temperatury
  • stopień aktywności fizycznej
  • izolacyjność cieplna odzieży
  • stan zdrowia i ogólne samopoczucie;
  1. czynniki niezależne od człowieka, zwane czynnikami zewnętrznymi:
  • temperatura powietrza,
  • wilgotność względna powietrza,
  • prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi,
  • temperatura powierzchni otaczających,
  • poziom dźwięku hałasu,
  • czystość powietrza,
  • świeżość powietrza (określana zawartością dwutlenku węgla),
  • stopień i rodzaj zjonizowania powietrza pomieszczenia
  • oświetlenie i wystrój wnętrz

Jednym z czynników warunkujących odczucie komfortu jest bilans termiczny organizmu człowieka, czyli zrównoważenie ilości ciepła powstającego w organizmie z ilością oddawaną do środowiska na drodze promieniowania, konwekcji i przewodzenia. Pomimo, że człowiek ma zdolność aklimatyzacji do bardzo zmiennych i niekorzystnych warunków klimatycznych, efektywność np. pracowników wykonujących określone zadania zależy w dużej mierze od warunków środowiska, w którym przebywają.

Warunki termiczne, zapewniane przez urządzenia wentylacyjne, klimatyzacyjne i grzewcze, zależą od przeznaczenia danego pomieszczenia i mają na celu albo zapewnienie komfortu użytkowników, albo utrzymanie temperatury i wilgotności powietrza w granicach zapewniających prawidłową i bezawaryjną pracę urządzeń.

Badania dowiodły, iż zapewnienie optymalnych parametrów środowiska pracy przekłada się bezpośrednio na :

  • zwiększenie stopnia skupienia nad wykonywanym zadaniem
  • zmniejszenie ilości popełnianych błędów
  • zwiększenie wydajności i jakości produktów i usług,
  • ograniczenie ilości nieobecości w pracy wynikających z chorób,
  • ograniczenie ilości wypadków przy pracy i innych zagrożeń zdrowotnych

 

1.5.1       Wskaźniki komfortu – PMV i PPD.

Środowisko termiczne komfortowe dla człowieka definiowane jest za pomocą dwóch wskaźników:

PMV i PPD.

PMV (ang. Predictyd Mean Vote), określa przewidywaną, średnią ocenę będącą statystycznym wskaźnikiem odczuwania ciepła, wyznaczoną na podstawie badań dokonanych dla dużej liczby osób przebywających w danym pomieszczeniu, zgodnie ze skalą termicznej zmienności Fangera przedstawioną w tabeli.

Wskaźniki komfortu – PMV i PPD

+3

  gorąco

+2

  ciepło

+1

  umiarkowanie ciepło

0

  neutralnie

-1

  umiarkowanie chłodno

-2

  chłodno

-3

  zimno

(Tabela nr 2)

Ze względu na ograniczoną reprezentatywność wskaźnika PMV, Fanger wprowadził zmodyfikowany wskaźnik odczuwania ciepła, oparty na procentowym udziale ludzi zdecydowanie negatywnie oceniających cieplne oddziaływanie środowiska na ich organizm - tzw. procentowy udział niezadowolonych (PPD).

 

1.5.2       Wskaźniki obciążenia gorącem –WBG

Stres cieplny pojawia się w okresach, kiedy zyski ciepła są większe niż ilość ciepła oddawana do środowiska, przez co następuje akumulacja ciepła w organizmie i wzrost temperatury wewnętrznej. Ze względu na zbyt uciążliwe i czasochłonne pomiary niezbędne do określenia wskaźnika WBG wprowadzono wskaźnik WBGT , który określa obciążenie termiczne w środowisku pracy.

 

1.5.3       Wskaźniki obciążenia zimnem – WCI, IREC

Wskaźniki odnoszące się do środowiska zimnego zależą od tego czy obniżona temperatura prowadzi do oziębienia całego czy też miejscowego ciała.

 

1.6  Jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń

Jakość powietrza można zdefiniować jako taki stan jego czystości, który optymalnie służy człowiekowi i spełnia jego oczekiwania. W pomieszczeniach można wykryć nierzadko ponad sto kilkadziesiąt różnych związków chemicznych, których stężenie w powietrzu zazwyczaj jest tak niewielkie, że pojedynczo nie wpływają na poziom komfortu odczuwanego przez użytkowników. Aby ocenić jakości powietrza, którym oddychamy przyjęto dwa kryteria analizy.

Sposoby oceny jakości powietrza:

A) Metoda pomiaru TVOC – wskaźnik całkowitej ilości lotnych związków organicznych ( TVOC – Total Volatile Organic Compounds ) mierzonych płomieniowym czujnikiem jonizacyjnym, cechowanym względem toluenu.

Sposób oceny jakości powietrza w oparciu o jego skład chemiczny, może być stosowany do obliczeń wymaganej ilości powietrza wentylacyjnego w przypadkach, gdy znany jest poziom emisji, czas wydzielania oraz sposób rozprzestrzeniania danego rodzaju zanieczyszczenia w pomieszczeniu (np. w budownictwie przemysłowym). Uzyskanie pełnych informacji tego rodzaju jest rzadko możliwe co prowadzić może bądź do przewymiarowania układu wentylacyjnego, bądź do przekraczania dopuszczalnych stężeń danej substancji w obszarach pomieszczenia o zwiększonej intensywności wydzielania zanieczyszczenia. Sposób chemicznej oceny jakości powietrza staje się zupełnie nieprzydatny w przypadku określania jakości powietrza w pomieszczeniach budynków mieszkalnych, ze względu na praktyczną niemierzalność poziomu stężeń

poszczególnych zanieczyszczeń chemicznych. Występuje w tym wypadku konieczność wprowadzenia nowego wskaźnika zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniu, uwzględniającego symultaniczne oddziaływanie na człowieka wielu substancji znajdujących sie w pomieszczeniu w ilości uniemożliwiającej pomiar ich stężenia.

 

B) Metoda pomiaru strumienia powietrza wentylacyjnego obliczona ze względów higienicznych.

W metodzie tej człowiek (jego receptory węchowe wrażliwe na substancje zapachowe) stają się instrumentem pomiarowym, pozwalającym na szybkie rozpoznawanie zanieczyszczeń oraz dokładne określenie ilości powietrza wentylacyjnego dla pomieszczenia.

W metodzie tej wprowadzono dwie jednostki:

  • 1 olf – (łac. olfactus - powonienie) jako strumień zanieczyszczeń wydzielanych przez osobę dorosłą, w średnim wieku, zażywającą 0,7 kąpieli na dobę, zmieniającą codziennie bieliznę osobistą, pracującą w biurze lub miejscu o podobnym charakterze, w pozycji siedzącej, w warunkach komfortu cieplnego
  • 1 decypol (łac. pollutio - zanieczyszczenie) – stężenie zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu, wywołane obecnością standardowej osoby(emisja zanieczyszczeń = 1 olf ) przy przepływie przez pomieszczenie 10 l/s (36 m3/h) powietrza zewnętrznego, w warunkach idealnego mieszania się strumienia

Strumień powietrza wentylacyjnego niezbędny do zapewnienia właściwego poziomu komfortu powietrza w pomieszczeniu jest obliczany z następującego wzoru:

 
(wzór nr 2)

gdzie:   [ V ] – strumień powietrza zewnętrznego, l/s

                [ G ] – łączny strumień zanieczyszczeń emitowanych i wprowadzanych do pomieszczenia,(olf)

                [ ci ] – przyjęta jakość powietrza w strefie przebywania ludzi, (decypol)

                [ co ] – jakość powietrza zewnętrznego, (decypol)

                [ εα ] – efektywność rozdziału powietrza w pomieszczeniu

Jakość powietrza w pomieszczeniu [ ci ] określa się przyjmując odsetek niezadowolonych PD,% z zależności:

ci = 112 [ ln(PD) - 5,98 ]-4
wzór nr 3)

Przy czym jakość powietrza zewnętrznego określono dla trzech różnych środowisk:

  • w miastach o dużym zanieczyszczeniu powietrza, w niekorzystnych warunkach atmosferycznych – co > 1 decypol
  • w miastach o umiarkowanym zanieczyszczeniu powietrza co= 0,05 – 0,3 decypol;
  • na terenach wiejskich, w górach, nad morzem co= 0,01 decypol;

Na podstawie przyjętych kryteriów kwalifikujących jakość powietrza w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, można obliczyć niezbędny strumień powietrza zewnętrznego, zapewniający żądaną jakość powietrza w pomieszczeniach wentylowanych.

 

1.7  Bilans cieplny człowieka.

Człowiek jako istota stałocieplna musi zachować równowagę pomiędzy wewnętrzną produkcją ciepła a oddawaniem nadwyżki cieplnej do otoczenia.

Wewnętrzna produkcja ciepła w znacznym stopniu zależy od poziomu aktywności, natomiast na oddawanie ciepła wpływ mają warunki klimatyczne otoczenia. Dlatego przy oddawaniu nadwyżki ciepła do otoczenia organizm zwiększa intensywność krążenia krwi oraz pocenia.

 

1.7.1  Energetyczna przemiana materii.    

Aby żyć trzeba jeść i pić .. tak kolokwialnie można przedstawić sposób nr 1 na wytworzenie energii cieplnej.

Proces ten podobny jest do spalania i polega na utlenianiu nośników energii czyli węglowodanów, tłuszczu oraz białka. Efektem ubocznym tego procesu jest uwalniające się ciepło.

 

1.7.2  Regulacja temperatury ciała  

Ciepło produkowane przez organizm człowieka musi być stale odprowadzane do otoczenia.

Nie wiadomo gdzie znajduje się dokładnie centrum regulacji temperatury w sensie anatomicznym, jednakże naukowcy wskazują obszar podwzgórza należącego do międzymózgowia.

Podwzgórze zawiera neurony, które reagują na ocieplenie oraz na ochłodzenie. Jeśli tylko temperatura odbiega od optymalnej temperatury ciała, neurony zwiększają częstość wysyłania impulsów elektrycznych .

Dodatkowo centrum regulacji temperatury odbiera sygnały od receptorów ciepła i zimna umieszczonych na skórze. Dlatego procesy regulujące temperaturę tj. drżenie mięśniowe lub pocenie, mogą zostać zapoczątkowane zanim podwzgórze odczuje działanie zmienionej temperatury zewnętrznej.

Dzięki efektywności systemu regulacji temperatury, człowiek może egzystować w szerokim zakresie temperatury otoczenia. Mimo takiej efektywności przedział temperatur komfortowych jest stosunkowo wąski.

 

1.7.3  Produkcja ciepła.  

Strumień cieplny produkowany przez organizm w wyniku przemiany materii zależy od rodzaju wykonywanego zajęcia i jest proporcjonalny do intensywności oddychania .Dużą rolę w tym procesie odgrywa również wiek, płeć, temperatura otoczenia oraz wilgotność.

Przemiana podstawowa, czyli najmniejsza możliwa produkcja ciepła pozwalająca utrzymać temperaturę ciała przy pełnym spoczynku oraz temperaturze pomieszczenia wynoszącej 200 C wynosi około 80 W.

Norma DIN EN 13779 wskazuje pewne wartości produkcji ciepła w zależności od wykonywanej czynności :

  • Odpoczywając / leżąc – produkujemy ok. 80 W , odczuwamy ciepło w granicach 55 W
  • Odpoczywając / siedząc – produkujemy ok. 100 W , odczuwamy ciepło w granicach 70 W
  • Wykonując czynność na siedząco (w biurze itp.) – produkujemy ok. 125 W , odczuwamy ciepło w granicach 75 W
  • Wykonując czynność lekką na stojąco ( w sklepie itp.) – produkujemy ok. 170 W , odczuwamy ciepło w granicach 85 W
  • Wykonując czynność średnio – ciężką na stojąco ( praca przy maszynie itp.) – produkujemy ok. 210 W , odczuwamy ciepło w granicach 105 W

Powyższe wyniki dotyczą powierzchni ciała człowieka w przybliżeniu 1,8 m2 oraz temperaturze powietrza 240 C.

Przy maksymalnym wysiłku fizycznym produkcja ciepła wzrasta nawet do wartości powyżej 500 W.

Ponieważ ciepło nie może być magazynowane w ciele, musi zostać oddane do otoczenia poprzez promieniowanie, przewodzenie, konwekcję, parowanie lub oddychanie.

 

1.7.4 Oddawanie ciepła

Wewnętrzna produkcja ciepła wykorzystywana jest do utrzymania stałej temperatury ciała, która będąc wyższa od temperatury otoczenia powoduje, że część ciepła oddawana jest do otoczenia.

 

1.7.5  Odzież

Duży wpływ na warunki wymiany ciepła pomiędzy ciałem a otoczeniem ma oczywiście odzież, którą nosimy.

Oddawanie ciepła poprzez odzież następuje poprzez promieniowanie, konwekcję, przewodzenie oraz dyfuzję pary wodnej.

Te różne strumienie cieplne mogą zostać w sposób uproszczony podsumowane jako strumień cieplny powstały wskutek przewodzenia ciepła.

Tak można to przedstawić za pomocą odpowiedniego równania:


(wzór nr 4)

gdzie:

[ Q ] – strumień przewodzenia ciepła przez człowieka.

[ AK ] – powierzchnia ciała z nałożonym ubraniem

[ R ] – oporność cieplna odzieży []

[ tS ] – temperatura skóry

[ tB ] – temperatura na powierzchni odzieży.

Norma DIN 1946 określa oporności cieplne odzieży, i tak:

  • Brak ubrania – 0 R
  • Lekkie ubranie letnie – 0,08 R
  • Ubranie średnie – 0,16 R
  • Ubranie ciepłe – 0,24 R

 

1.8   Dlaczego czyste powietrze w pomieszczeniu jest tak ważne?  

1.8.1  Źródła zanieczyszczeń powietrza  

Powietrze w obiektach zamkniętych różni się składem od tego na zewnątrz. Ze względu na charakter pomieszczeń, ilość przebywających w nim osób, wyposażenie oraz procesy technologiczne w nich zachodzące mamy do czynienia z różnym stopniem i składem zanieczyszczeń . Pożądane warunki klimatyczne w pomieszczeniach zamkniętych zależą od docelowej funkcji pomieszczenia. Inną specyfiką pod tym względem charakteryzują się pomieszczenia mieszkalne, a inną biura czy szkoły. Emisja zanieczyszczeń wynika z prowadzonego w pomieszczeniu procesu technologicznego, obecności ludzi oraz oddziaływania środowiska zewnętrznego na pomieszczenie. Źródła zanieczyszczeń można zatem podzielić na źródła zewnętrzne i wewnętrzne. Każdy rodzaj zanieczyszczeń zmienia stan powietrza w pomieszczeniu w inny sposób. Źródła technologiczne mogą emitować ciepło, gazy, pary i pyły. Człowiek wydziela ciepło, parę wodną, dwutlenek węgla i zapachy wynikające z fizjologii organizmu człowieka. Sztuczne oświetlenie emituje ciepło, otoczenie zewnętrzne zaś może powodować zyski lub straty ciepła, które wynikają z różnicy temperatury powietrza wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia oraz zyski ciepła wskutek promieniowania słonecznego.

 

1.8.2  Rodzaje zanieczyszczeń powietrza  

Miarą czystości powietrza jest stopień zanieczyszczenia pyłami, gazami i parami oraz zapachami.

Zanieczyszczenia pyłowe źle działają na samopoczucie człowieka: drażnią błony śluzowe gardła i nosa, powodują zwłóknienia dróg oddechowych i zapalenia skóry.

Gazy i pary powstające w pomieszczeniach wydzielane są przez różnego rodzaju materiały budowlane i izolacyjne, a także przez kleje, farby, lakiery i wykładziny podłogowe oraz wskutek parowania z organizmów ludzkich. W przypadku farb i lakierów proces emisji zanieczyszczeń może trwać kilka, a nawet kilkanaście miesięcy.

Do głównych zanieczyszczeń gazowych zaliczamy:

Dwutlenek węgla (CO2), tlenek węgla (CO), formaldehyd (HCHO), lotne związki organiczne, radon oraz dym papierosowy.

Dwutlenek węgla - gaz ten jest naturalnym składnikiem powietrza. Jego stężenie w atmosferze ziemskiej wynosi około 400 ppm (parts per milion, części na milion) czyli 0,04% objętościowo. W pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, stężenie CO2 szybko wzrasta do około 1000 ppm, a nawet powyżej .

Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy, tworzy się przy utlenianiu i fermentacji substancji organicznych.

W niewielkich stężeniach jest obojętny wobec ludzkiego organizmu, natomiast w dużych stężeniach jest wręcz zabójczy , a jego działanie powoduje powstawanie hiperkapni, a co za tym idzie kwasicy oddechowej i obrzęk mózgu.

Jako gaz cięższy od powietrza, zbiera się w źle wentylowanych pomieszczeniach położonych najniżej, zalegając tuż nad podłogą. Dlatego jest bardzo niebezpieczny, jeśli w domu znajdują się małe dzieci i zwierzęta.

Do podwyższenia poziomu dwutlenku węgla dochodzi również w nowo-wybudowanych obiektach. Zjawisko to jest związane z „dojrzewaniem” świeżych tynków i innych składników ścian, w wyniku którego dochodzi do powstawania CO2.W nowych pomieszczeniach mieszkalnych przez pierwsze kilka lat obserwuje się wysokie stężenie dwutlenku węgla dochodzące nawet do 2000 ppm, nawet jeśli nie przebywają w nich ludzie stanowiący z reguły główne źródło produkcji tego gazu.

A należy pamiętać o tym, że ciągła ekspozycja na podwyższone stężenie CO2 w powietrzu może być przyczyną nadciśnienia !

Stężenie dwutlenku węgla należy rozpatrywać w połączeniu z aktualnym jego stężeniem w powietrzu zewnętrznym. Do właściwej oceny jakości powietrza stosuje się czujniki monitorujące stężenie CO2 . Bardzo często spełniają one rolę regulatorów systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Więcej informacji o czujniku CO2  (PDF)

 

W Polsce nie normuje się dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym (zewnętrznym) oraz w powietrzu wewnętrznym pomieszczeń przeznaczonych do stałego przebywania ludzi (mieszkania, budynki użyteczności publicznej). Do ustalenia dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla w pomieszczeniach wykorzystuje się normy i zalecenia europejskie, USA (ASHRAE) oraz Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), które górny poziom stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniach stałego przebywania ludzi ustalają na poziomie 1000 ppm (wymóg minimum higienicznego).

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej (Dz. U. nr 79/1998) dotyczące najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy podaje następujące wartości dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla:

  • NDS (najwyższe dopuszczalne stężenie) = 9000 mg/m3 tj. ok. 5000 ppm,
  • NDSCH (najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe) = 27 000 mg/m3 tj. ok.15 000 ppm.

Dopuszczalne stężenia dwutlenku węgla przedstawione w Rozporządzeniu, nigdy nie występują w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, gdzie głównym źródłem CO2 jest człowiek. Podane normy mają za zadanie ograniczyć szkodliwe oddziaływanie na ludzi dwutlenku węgla wydzielającego się w procesach produkcyjnych, podczas gdy normy ASHRAE i WHO podają dopuszczalne stężenie CO2, które w tym przypadku jest wskaźnikiem jakości powietrza w pomieszczeniach, w których głównym źródłem dwutlenku węgla są ludzie.

 

Już w 1866 roku niemiecki fizjolog Max von Pettenkofer zaproponował wartość stężenia

dwutlenku węgla w wewnętrznym powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i użyteczności publicznej na poziomie 1000 ppm jako górny limit akceptowalnej jeszcze przez człowieka jakości powietrza. Pettenkofer dopuszczał więc około trzykrotny wzrost stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniu, w stosunku do jego ówczesnej zawartości w powietrzu atmosferycznym. Konsekwencją tych założeń było ustalenie, w oparciu o jeden z podstawowych wzorów do obliczania ilości powietrza wentylacyjnego, niezbędnej ilości powietrza potrzebnego do rozcieńczenia wydalanego przez człowieka (w zamkniętym pomieszczeniu) dwutlenku węgla do dopuszczalnego poziomu 1000 ppm. I tak przy założeniu, że człowiek wydziela 18 dm3/h CO2, jego stężenie w powietrzu zewnętrznym wynosi 350 ppm, a dopuszczalne jego stężenie w powietrzu wewnętrznym wynosi 1000 ppm, niezbędna ilość powietrza wentylacyjnego wynosi V = 0,018 / (0,001 – 0,00035) = 27,7 m3/h.

Podobne założenia były podstawą przyjęcia minimalnych ilości powietrza wentylacyjnego przez różne kraje i organizacje. Przykładowe zestawienie wymagań minimalnego strumienia objętości powietrza zewnętrznego przypadającego na jedną osobę w pomieszczeniach użyteczności publicznej przedstawione jest w tabeli 3.

Podstawa wymagań

Strumień powietrza odniesiony do jednej osoby, m³/h osobę

CR EU 175

 

Klasa A

36

Klasa B

25,2

Klasa C

14,4

ASHRAE 62-2001

36

PN–83/B-03430/A
z3:2000 3

30

Tabela 3. Intensywność wentylacji na podstawie różnych standardów

Raport Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego (CEN) CR 1752 wprowadził 3 klasy wymagań (A, B, C), co pozwala wybrać właściwy standard jakości powietrza wewnętrznego powodujący, że maksymalna ilość niezadowolonych osób nie przekroczy odpowiednio 15%, 20% i 30%. Kryzys energetyczny jaki dotknął gospodarkę światową na początku lat 70. ubiegłego wieku spowodował m.in. ograniczenie ilości powietrza zewnętrznego doprowadzanego do pomieszczeń do 10, a nawet 8 m3/h osobę. Był to jeden z najprostszych sposobów oszczędności energii potrzebnej do ogrzania/ochłodzenia powietrza zewnętrznego doprowadzanego do pomieszczeń. Skutkiem ograniczenie ilości nawiewanego powietrza zewnętrznego było m.in. powodem pojawienia się w wentylowanych budynkach zjawiska określonego mianem syndromu chorego budynku (SBS – „Sick Building Syndrom”, ).

Zgodnie z ustaleniami Światowej Organizacji Zdrowia – WHO budynki, w których ponad 30% użytkowników jest niezadowolonych z klimatu wewnętrznego należy zaliczyć do „chorych”. Osoby przebywające w takich warunkach mogą odczuwać takie dolegliwości jak: ociężałość, senność, łatwość męczenia się, różnego rodzaju bóle, większą podatność na przeziębienia i alergie. Dolegliwości te są tym silniejsze im dłużej przebywa się w pomieszczeniach. Po opuszczeniu budynku dolegliwości ustępują. Badania WHO potwierdziły, że jedną z głównych przyczyn tych dolegliwości jest zła jakość powietrza wewnętrznego spowodowana m. in. zbyt małą ilością powietrza zewnętrznego przypadającą na jedną osobę, zbyt duże stężenie zanieczyszczeń chemicznych emitowanych przez wyposażenie pomieszczeń oraz przedostających się wraz z powietrzem zewnętrznym.

 

Tlenek węgla – inaczej czad.

Jest to gaz powstający w wyniku niepełnego spalania węgla i substancji, które w swoim składzie posiadają węgiel. Jest on bardzo niebezpieczny, gdyż nie posiada smaku, zapachu, barwy, nie szczypie w oczy i nie dusi w gardle. Jest lżejszy od powietrza (gęstość 0,967), przez co łatwo przenika przez ściany, stropy i warstwy ziemi. Najczęstszą przyczyną zatrucia są pożary i wadliwa instalacja grzewcza. Dla przykładu piecyk gazowy (Junkers ) w małym pomieszczeniu z niesprawną wentylacją np. niedrożnym przewodem kominowym może w ciągu jednej minuty wytworzyć dawkę CO w stężeniu śmiertelnym dla człowieka.

Tlenek węgla dostaje się do organizmu w procesie oddychania. Tą samą drogą zostaje z organizmu wydalany. Kiedy jest już w naszych płucach wiąże się z hemoglobiną, tworząc tzw. karboksyhemoglobinę. Z uwagi na 300 razy większe powinowactwo z hemoglobiną niż tlen, związek ten uniemożliwia tak zmienionej hemoglobinie przenoszenie tlenu, przez co prowadzi do niedotlenienia całego organizmu.

 

Grzyby i pleśnie

Są nieodłącznym efektem zawilgocenia ścian budynku wodą wykraplającą się z przesyconego i zastałego – niewymienianego domowego powietrza. Właśnie w miejscach gdzie wentylacja jest najsłabsza – ściany zasłonięte szafami, naroża pomieszczeń i sufitów dochodzi do intensywnego rozwoju tych mikroorganizmów. Warto również pamiętać, że zarodniki pleśni i grzybów mogą powodować silne reakcje alergiczne, a to w konsekwencji przyczynić się do rozwoju wielu poważnych chorób.

Wilgoć

W wyniku takich czynności jak gotowanie, suszenie, pranie, prasowanie, kąpiel czy podlewanie kwiatów w pomieszczeniu wytwarza się para wodna. Równocześnie jedna osoba oddychając w trakcie lekkiej pracy wydala ok. 90 g/h wilgoci. W ogólnym bilansie zyski wilgoci w pomieszczeniu , w którym przebywa czteroosobowa rodzina , mogą dochodzić do kilkunastu litrów wody na dobę. Jeśli z faktem tym powiążemy system źle działającej wentylacji, to mamy obraz ile wilgoci zostaje wchłonięte przez ściany i stropy oraz meble w naszym domu. To zjawisko powoduje zwiększanie zapotrzebowania na ciepło, z powodu zmiany współczynnika przenikania ciepła mokrej ściany. A im więcej grzejemy, nie zapewniając odpowiedniej wentylacji, tym zawilgocenie się zwiększa. Wilgoć i ciepło powodują z kolei rozwój grzybów, pleśni i innych bardzo szkodliwych mikroorganizmów.

 

1.9  Wentylacja w naszym domu a zdrowie

W dzisiejszych czasach w dobie dynamicznego postępu cywilizacyjnego, a jednocześnie rosnącej świadomości z zachodzących wokół nas procesów, zauważamy stale zwiększające się zainteresowanie tematyką prowadzenia zdrowego trybu życia. Coraz częściej zwracamy uwagę na to co jemy i pijemy.

Coraz większą popularnością cieszy się wiele dyscyplin sportu jak: bieganie, jazda na rowerze, pływanie czy fitness uprawiane na co dzień. Wszystko po to, aby poprawić naszą kondycje fizyczną i ogólne samopoczucie, a w konsekwencji stan zdrowia naszego organizmu. Prowadząc jednak zdrowy tryb życia, powinniśmy być konsekwentni w swoim działaniu w każdym aspekcie. W przeciwnym razie nasze działania pro zdrowotne nie będą do końca skuteczne i zostaną zredukowane przez czynniki szkodzące naszemu organizmowi. Nie możemy zapominać o tym, że czas przebywania człowieka w zamkniętych pomieszczeniach , jak pokazują ogólnoświatowe badania, to aż ok. 70 % ÷ 80 % naszego życia. Czy w takim przypadku nie powinniśmy zwrócić większej uwagi na to, jakim powietrzem oddychamy ?

Co ciekawe jednak - niewielu zdaje sobie sprawę z problemu zanieczyszczenia powietrza w ich własnym domu. W wyniku postępującego wzrostu cen energii możemy obserwować zjawisko zabezpieczania budynków przed utratą ciepła tzw. termomodernizacji. Podejmując tego typu działania nasze mieszkania stają się coraz cieplejsze i coraz skuteczniej zostają oddzielone od zewnętrznych warunków atmosferycznych. Czy są one jednak zdrowsze ?

Wysoka szczelność pomieszczeń sprzyja pojawianiu się pleśni i grzybów działających destrukcyjnie zarówno na budynek, jak i osoby w nim przebywające. Jest to efekt wykraplającej się wody na ścianach budynku, szczególnie za meblami lub w trudno dostępnych miejscach( tam gdzie wymiana powietrza jest znikoma). Pleśnie i grzyby mogą powstać nawet w nowo wybudowanym budynku, w którym Wykonawca nie zadbał o właściwe odprowadzenie tzw. wilgoci budowlanej, np. z powodu nie uruchomionej jeszcze wentylacji.

W domu już zamieszkałym, bez dostatecznej wentylacji, obecność grzybów i pleśni może być nawet przez dłuższy czas niezauważona. Jednak gdy zagrzybienie ścian zostanie stwierdzone( narastający nieprzyjemny zapach w pomieszczeniu ), na szybki i stosunkowo niedrogi ratunek jest już za późno. Warto również zwrócić uwagę, że zarodniki pleśni i grzybów mogą powodować silne reakcje alergiczne i przyczyniać się do rozwoju różnych chorób np. astma, choroby płuc (alergiczna aspergiloza oskrzelowo-płucna) lub chociażby zapalenie spojówek.

Człowiek wykonując około 15 wdechów na minutę, za każdym razem wciągając do płuc do 0,5 l powietrza, potrzebuje 450 l życiodajnego powietrza na godzinę, a podczas wysiłku fizycznego nawet osiem razy więcej. Przy takiej ilości przetwarzanego powietrza warto zadać sobie pytanie: czy wiemy czym tak naprawdę oddychamy ?

Badania naukowe dowodzą, że aż 90 % wszystkich cząstek zawieszonych w powietrzu stanowią cząstki mniejsze niż 1 mikron a wśród nich sierść zwierząt, części owadów i ich odchody, zarodniki grzybów i pleśni, w pewnych porach roku pyłki roślin, oraz żerujące w tym wszystkim roztocza i ich odchody. Na jednym metrze kwadratowym powierzchni mieszkania może żyć od 100 do aż 10 000 roztoczy. Wszystkie te elementy są bardzo silnymi alergenami. Organizm nie umie ich usunąć, odkładają się więc w naszych płucach wywołując ostry skurcz mięśni gładkich oskrzeli oraz obrzęk ścian co doprowadza do duszności i stanów zapalnych, a w konsekwencji różnych odmian astmy.

Z materiałów budowlanych oraz mebli ulatniają się toksyczne substancje – formaldehyd, ołów, węglowodory aromatyczne.

Dążąc do minimalizacji strat ciepła i redukcji hałasów zewnętrznych zamykamy wszelkie otwory wentylacyjne. Niestety często może okazać się to bardzo niebezpiecznym zjawiskiem. Przykładem obrazującym powagę sytuacji jest mała kuchnia, w której – przy zamkniętym oknie, bez wentylacji – w kilka minut po włączeniu kuchenki gazowej stężenie trującego tlenku węgla przekracza kilkunastokrotnie wartości dopuszczalne !!!!

Warto pomyśleć nad konsekwencjami tych wszystkich zagrożeń zanim dojdzie do ich urzeczywistnienia i temat wentylacji w naszym domu potraktować równie pragmatycznie jak termoizolację ścian czy wybór rodzaju ogrzewania budynku. Niestety, gdy nie zostaną spełnione określone warunki atmosferyczne, wentylacja naturalna ( grawitacyjna ) nie będzie działać. Prawidłowo działająca wentylacja powinna działać w sposób ciągły i niezależny od czynników atmosferycznych, czy pory roku.

Zdecydowanie najskuteczniejszym rozwiązaniem jest system wentylacji nawiewno – wywiewnej z odzyskiem ciepła – czyli rekuperacji. System w sposób kontrolowany odpowiada za ilość nawiewanego i wyrzucanego powietrza z pomieszczeń, a dodatkowo dzięki zastosowaniu wysokosprawnego wymiennika ciepła odzyskuje do 80 % ciepła z powietrza usuwanego z budynku zimą, bądź chłodu latem.

 

Kilka ważnych porad

Zadowalająca jakość powietrza w pomieszczeniu, o średnim zagęszczeniu osób w nim przebywających, można uzyskać, stosując strumień powietrza zewnętrznego większy od 30 m3/h dla jednej osoby, pod warunkiem odpowiedniej czystości powietrza czerpanego zewnątrz.
Wentylacja naturalna nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej jakości powietrza w pomieszczeniu w każdych warunkach zewnętrznych.
Zanieczyszczenie powietrza zewnętrznego w centrach dużych miast, zwłaszcza w czasie niesprzyjających warunków meteorologicznych, uniemożliwia uzyskanie zadowalającej jakości powietrza w pomieszczeniach wentylowanych lub klimatyzowanych, bez zastosowania specjalnych systemów uzdatniania powietrza.

 

1.10   Jak działa wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła ?

Decydując się na budowę nowego domu lub kapitalny remont obecnego stajemy przed szeregiem dylematów- w jakiej technologii go zbudować, jakie zastosować ogrzewanie, jakie dobrać materiały do wykończenia wnętrz. Wszystko sprowadza się do kompromisu pomiędzy tym, co chcieli byśmy w nim zastosować, a tym na co nas stać.

Wprowadzenie obowiązku uzyskania świadectwa energetycznego w przypadku domów nowobudowanych w jednoznaczny sposób ukierunkowuje nasze działania – dom musi być energooszczędny. Również docieplając domy już istniejące lub wymieniając w nich stolarkę okienną   zależy nam na wyeliminowaniu strat ciepła. Niestety pogoń za szczelnością i wysokim stopniem termoizolacji nie idzie w parze z dostosowaniem wentylacji do tak zbudowanego budynku.

Czym grozi brak właściwej wentylacji wiedzą najlepiej użytkownicy domów, w których przeprowadzono wymianę stolarki okiennej zestarej nieszczelnej na nowoczesną o wysokim współczynniku izolacyjności cieplnej. Już w ciągu pierwszego sezonu grzewczego doświadczyli notorycznego parowania szyb, ciągłego zaduchu w mieszkaniu oraz pojawiającego się na ścianach i suficie grzyba oraz pleśni.

Budując własny dom, już na etapie projektu musimy pomyśleć o wentylacji .

W zależności od możliwości finansowych i własnych preferencji, możemy w domu zastosować tanią wentylację grawitacyjną – mało skuteczną i w dużym stopniu uzależnioną od warunków atmosferycznych panujących na zewnątrz lub o wiele skuteczniejszą od niej i najtańszą w eksploatacji wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła tzw. rekuperację.

Wentylacja mechaniczna nawiewno – wywiewna w sposób optymalny steruje nawiewem świeżego powietrza i wywiewem zużytego powietrza, ograniczając straty energii związane z niekontrolowaną wymianą powietrza, z którą mamy do czynienia w przypadku wentylacji grawitacyjnej. Zastosowanie odpowiednich filtrów pozwala na oczyszczenie powietrza, wchodzącego do domu z zanieczyszczeń mechanicznych i znacząco ograniczyć jego działanie alergiczne.

 

1.10.1  Podstawowymi elementami systemu są:

  • centrala wentylacyjna
  • kanały wentylacyjne osobne do powietrza wtłaczanego do pomieszczeń i osobne do powietrza zasysanego z pomieszczeń
  • punkty nawiewne i wywiewne
  • czerpnia i wyrzutnia
  • system sterowania

Centrala wentylacyjna  

Sercem całego systemu jest rekuperator. Składa się minimum z dwóch wentylatorów (nawiewnego i wywiewnego), filtra powietrza oraz wymiennika ciepła wykonanego z materiału o dużym współczynniku przenikania ciepła. Dzięki specjalnej konstrukcji wymiennika wewnątrz urządzenia, powietrze wywiewane ogrzewa ściany wymiennika przekazując energię cieplną (w przypadku wymiennika entalpicznego również wilgoć ) powietrzu nawiewanemu z zewnątrz. Kanały powietrza wywiewanego i nawiewanego są względem siebie w bezpośrednim sąsiedztwie dlatego niedopuszczając do mieszania się dwóch strumieni powietrza - nawiewanego i wywiewanego, dochodzi do wymiany energii cieplnej. Technologia produkcji wymienników staje się coraz bardziej zaawansowana, wszystko po to, by skala odzysku ciepła była jak największa. W zależności od zastosowanego wymiennika można wyróżnić następujące rodzaje rekuperatorów:

  • Krzyżowe – wywiew i nawiew opiera się na przepływie naprzemianlegle i co ważne – nie mieszając się pomiędzy dwoma równoległymi płytkami; w okresie zimowym konieczne jest zabezpieczenie urządzenia przed zamarzaniem wykroplonej pary wodnej, mogącym spowodować zatkanie wymiennika
  • Rurowe – (współprądowe) – mają znacznie większe rozmiary w porównaniu do krzyżowych, aczkolwiek występują z systemem rur odprowadzających i doprowadzających powietrze
  • Przeciwprądowe – powietrze przepływa równolegle w przeciwnych kierunkach; ich sprawność jest bardzo wysoka i sięga 90 %
  • Obrotowe – cechą charakterystyczną jest użyty w nich wirnik z masą akumulującą energię . Tego typu rekuperatory są bardzo wydajne, aczkolwiek często nie są akceptowalne, ze względu na częściowe mieszanie się w nich powietrza zanieczyszczonego ze świeżym.

Wyborowi dobrego rekuperatora, czyli serca całego systemu wentylacji mechanicznej warto poświęcić sporo uwagi. Ważną sprawą jest przede wszystkim jego wydajność, która powinna zapewnić od 0,5 do 1 wymiany powietrza na godzinę. Oznacza to, że urządzenie pracując z maksymalną wydajnością powinno zapewnić całkowitą wymianę powietrza w budynku w ciągu godziny. Równie ważną sprawą jest sprawność wymiennika, czyli ile ciepła jest on w stanie odzyskać z powietrza usuwanego.

Więcej o rodzajach i budowie rekuperatorów możemy przeczytać na stronie: www.ekozefir.pl

Punkty nawiewne i wywiewne  

Prawidłowy dobór elementów nawiewnych i wywiewnych jest warunkiem utrzymania właściwego poziomu parametrów komfortu cieplnego w strefie przebywania ludzi.

Rozróżniamy następujące rodzaje nawiewników: kratki nawiewne, anemostaty, nawiewniki szczelinowe, wirowe, wyporowe (źródłowe), stropy laminarne.
Anemostatami nazywamy wielopierścieniowe okrągłe, kwadratowe lub prostokątne nawiewniki sufitowe. Składają się z kilku pierścieni (kierownic) lub prostokątnych otworów, tworzących koncentryczne kanały dla przepływu powietrza. Dla ułatwienia montażu anemostaty składają się z dwóch części: wewnętrznej konstrukcji z kołnierzem przyłącznym oraz łatwo usuwalnej zewnętrznej obudowy.

Głównym zadaniem anemostatów jest kierunkowe rozpraszanie strumienia powietrza nawiewanego do pomieszczeń.

Nawiewniki szczelinowe – przeznaczone do montażu na ścianach oraz sufitach, powietrze wypływa z kanału wentylacyjnego wąską, podłużną szczeliną, której kąt nachylenia względem powierzchni umocowania możemy regulować

Nawiewniki wirowe montowane w wysokich halach, wytwarzając ruch powietrza, zapewniają jego naturalny transport.

Nawiewniki wyporowe – mają kształt kolumny a powietrze wypływa perforowaną powierzchnią boczną kolumny, prędkość wypływu strumienia powietrza jest bardzo mała.

Stropy laminarne (sufity perforowane lub częściowo perforowane) - zbudowane są z płyt perforowanych, umieszczonych na całej powierzchni sufitu lub w pewnych odstępach. Powietrze wypływa z nich równomiernym strumieniem i z bardzo małą prędkością.

Rodzaj nawiewników i wywiewników zastosowanych w pomieszczeniach będzie zależał od:

  • Ilości powietrza wentylacyjnego dostarczanego i odbieranego z pomieszczenia
  • Temperatury powietrza nawiewanego
  • Możliwości usytuowania nawiewnika
  • Przeznaczenia pomieszczenia, technologii
  • Dopuszczalnej prędkości w strefie pracy (zwykle pomieszczeń biurowych V dop = 0.2 m/s )

Kanały wentylacyjne  

Centralę wentylacyjną – rekuperator łączy się ze wszystkimi pomieszczeniami za pomocą dwóch rurociągów: powietrza nawiewanego i powietrza wywiewanego. Jednym dostarcza się powietrze świeże, drugim – usuwa powietrze zanieczyszczone. Chociaż wymaga to większych nakładów finansowych, dzięki temu można w pełni regulować ilość powietrza, które dopływa do poszczególnych pomieszczeń, a ponadto – zamontować w takim systemie filtry oczyszczające nawiewane powietrze, grzałkę do jego wstępnego ogrzewania oraz nawilżacz, który poprawi jakość powietrza zimą, gdy we wnętrzach jest ono zazwyczaj za suche. Przewody wentylacyjne - dzielą się na: kanały prostokątne wykonane ze stali ocynkowanej (w wykonaniu specjalnym ze stali nierdzewnej lub o podwyższonej grubości do wentylacji pożarowej), rury spiro (ze spiralnie nawiniętej taśmy ze stali ocynkowanej) oraz przyłączeniowe elastyczne. Przewody mogą być izolowane akustycznie - w celu tłumienia hałasu, a także specjalnym materiałem ognioodpornym. Przewody elastyczne, wykonane z wielu różnych materiałów, zarówno z taśmy aluminiowej, jak i z tworzyw sztucznych, służą do łączenia nawiewników z kanałami wentylacyjnymi. Produkowane są również z izolacją termiczną i akustyczną.

Skrzynki rozprężne - służą do zmniejszania prędkości przepływu powietrza i jednoczesnej zamiany ciśnienia dynamicznego na ciśnienie statyczne. Zapewniają w ten sposób równomierny wypływ powietrza. Montowane są często przed nawiewnikami.

Filtry i urządzenia jonizujące

Kwestią wymagającą pewnego wyjaśnienia jest sprawa należytej czystości wentylacyjnego powietrza. W warunkach domu mieszkalnego w zasadzie sprawa jest rozumiana tylko w kategoriach rodzaju stosowanych w urządzeniach wentylacyjnych filtrów powietrza. Przyjmuje się, że im wyższej klasy jest filtr tym powietrze jest bardziej czyste a zatem zdrowsze. Należy jednak dodać, że owszem, ale w odniesieniu tylko do czystych filtrów, a nie eksploatowanych niekiedy latami wkładów klasy EU9 i wyższej. Strategią, bowiem wielu producentów jest zmuszanie użytkowników markowych central wentylacyjnych do zakupu niekiedy karygodnie drogich wkładów filtracyjnych. Przy czym, w zasadzie nie ma alternatywy, bowiem użycie nieoryginalnych powoduje nieprawidłowe działanie sygnalizatorów zabrudzenia filtrów (następny „bajer”).

Nie chodzi tu tylko o wykazanie prostego i w zasadzie powszechnego chwytu handlowego, rzecz, bowiem idzie o zdrowie domowników. Nadmiernie eksploatowane i co gorsze wilgotne filtry mogą być siedliskiem niezwykle groźnych drobnoustrojów. Różne publikacje, co jakiś czas piszą na ten bardzo ważny temat. Dlatego należy filtry wymieniać możliwie często, np. co 2-3 miesiące, a nie tylko, gdy sygnalizuje to jakiś czujnik . Tylko tak użytkowany system wentylacyjny spełni swoje zadanie, zapewniając domownikom naturalne i zdrowe warunki przebywania. Materiały eksploatacyjne (w tym przypadku filtry powietrza) powinny być możliwie tanie, ogólnie dostępne i nie koniecznie „firmowe” (byle z atestem).

Kolejną kwestią zupełnie pomijaną jest sprawa właściwej jonizacji powietrza. Powszechnie wiadomo, że ujemna jonizacja korzystnie wpływa na zdrowie, a dodatnia nie. I na tym koniec. Faktem jest, że na prawidłową jonizację powietrza bez dodatkowych urządzeń jonizacyjnych wielkiego wpływu nie mamy. Niekorzystny wpływ na małą zawartość jonów ujemnych ma: kurz (obecny w powietrzu), sztuczne wykładziny podłogowe (podczas chodzenia elektryzują dodatnio), materiały budowlane, gorące metalowe elementy grzejne oraz zbyt suche powietrze. Szczególnie nagrzewnice elektryczne, których grzałki osiągają wysokie temperatury, neutralizują jony ujemne oraz dodatkowo „przesuszają” powietrze. Najbardziej niekorzystne jest to nocą, kiedy śpimy.

Czerpnie i wyrzutnie  

Czerpnie powietrza służą do pobierania powietrza zewnętrznego do instalacji wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej. Czerpnie powietrza mogą być umieszczane na ścianie budynku (czerpnie ścienne ), na dachu (czerpnie dachowe ) lub mogą być usytuowane obok budynku (czerpnie terenowe).

Zarówno czerpnie jak i wyrzutnie powinny być zabezpieczone przed opadami atmosferycznymi i działaniem wiatru. Dodatkowo czerpnie powinny być zlokalizowane w sposób umożliwiający pobieranie w danych warunkach jak najczystszego i najkorzystniejszego (najchłodniejszego – latem , a najcieplejszego – zimą ), powietrza.

Więcej o rozmieszczeniu czerpni i wyrzutni znajdą Państwo tu...

Czerpni powietrza nie należy lokalizować w miejscach, w których istnieje niebezpieczeństwo napływu powietrza wywiewanego z wyrzutni.

Czerpnia powietrza usytuowana w tej samej ścianie budynku co wyrzutnia, powinna znajdować się poniżej lub na tym samym poziomie, w odległości co najmniej 1,5 m.

Dolna krawędź otworu czerpni, sytuowana na dachu, musi znajdować się co najmniej 0,4 m powyżej powierzchni, na której jest zamontowana, z uwzględnieniem minimalnej odległości 6 m od wywiewek kanalizacyjnych.

Odległość dolnej krawędzi otworu wlotowego czerpni od poziomu terenu powinna wynosić co najmniej 2 m.

Z kolei dolna krawędź otworu wyrzutni usytuowanej na dachu budynku, powinna znajdować się co najmniej 0,4 m powyżej powierzchni , na której wyrzutnia jest zamontowana, oraz 0,4 m powyżej linii łączącej najwyższe punkty wystających ponad dach części budynku, znajdujących się w odległości do 10 m od wyrzutni, mierząc w rzucie poziomym.

Wyrzutnia musi być zlokalizowana od ściany z oknami przeciwległego budynku w odległości co najmniej 10 m, lub bez okien w odległości co najmniej 8 m.

Czerpnie i wyrzutnie powietrza na dachu budynku należy tak sytuować, aby zachować miedzy nimi odległość mnie mniejszą niż 10 m przy wyrzucie poziomym i 6 m przy wyrzucie pionowym, przy czym wyrzutnia powinna być usytuowana co najmniej 1 m ponad czerpnią.

Okna znajdujące się na ścianie na której znajduje się również wyrzutnia muszą być od niej oddalone co najmniej 3 m, a poniżej lub powyżej wyrzutni – co najmniej 2 m.

Minimalna odległość czerpni terenowej od dróg kołowych , parkingów i budynków z oknami w ścianie od strony czerpni, nie może być mniejsza niż 8 m.

Odległość wyrzutni dachowych, mierzona w rzucie poziomym nie powinna być mniejsza niż 3 m od :

  • krawędzi dachu, poniżej której znajdują się okna
  • najbliższej krawędzi okna w połaci dachu,
  • najbliższej krawędzi okna w ścianie ponad dachem

System sterowania  

Aby zapewnić odpowiedni komfort w pomieszczeniach, zmiany parametrów powietrza muszą zostać zarejestrowane przez odpowiednie czujniki, porównane ze stanem wzorcowym i odpowiednio dostosowane.

System regulacji składa się więc z:

  • czujnika
  • regulatora porównującego badany parametr z wartością zadaną i przetwarzającego wynik na sygnał wyjściowy
  • siłownika bądź innego urządzenia wykonującego zadany sygnał
  • urządzenia dostosowującego parametr powietrza do zadanej wartości
  • sterownika, kontrolującego cały proces

Obecne sterowniki umożliwiają sterowanie pracą centrali wentylacyjnej poprzez stronę WWW, lub urządzenia mobilne, takie jak tablet czy smart fon.

Intuicyjne sterowanie zapewnia przejrzysty interfejs monitorujący i umożliwiający w czasie rzeczywistym zmiany poszczególnych ustawień centrali jak i całego układu wentylacji ( anemostaty, przepustnice, nagrzewnice )

Ciepły, przyjazny i ekonomiczny dom jest przede wszystkim szczelny i nie ma w nim miejsca na przypadkowe lub zamierzone szczeliny w oknach czy ścianach. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła pozwala mu „oddychać” bez strat energii.

Rekuperacja jest więc logiczną konsekwencją budowy ekonomicznego i przyjaznego dla człowieka i środowiska domu.

 

1.11  Za i przeciw rekuperacji

Instalacja wentylacji mechanicznej to znaczący wydatek, w kontekście kosztów budowy całego domu. Do tego dochodzi jeszcze eksploatacja i serwisowanie, które również generują pewne koszty. Często inwestor staje przed dylematem – czy to się opłaca ? (...czytaj dalej…)

Każda inwestycja powinna zbilansować się w rozsądnym czasie.

Kalkulując inwestycję powinniśmy zwrócić uwagę na odejście kosztów budowy wentylacji grawitacyjnej, a więc kosztów związanych z budową niektórych kominów, montażem kominków dachowych.

Kolejną sprawą jest kwestia stolarki okiennej. Jeżeli wcześniej planowaliśmy okna z mikronawiewnikami czy przewietrzakami, można będzie z nich zrezygnować co też będzie sporą oszczędnością. Nie wszystkie okna w domu z rekuperacją muszą być z otwieranymi skrzydłami, część z nich można zastąpić tańszymi – nieotwieralnymi.

Jeśli chodzi o koszty eksploatacyjne to musimy po pierwsze przygotować się na wzrost rachunków za prąd w skali roku o jakieś 200 zł. Do tego dochodzą koszty serwisu co najmniej raz w roku rzędu około 350 zł.

Dodatkowo sami powinniśmy co 3 do 4 miesięcy wymienić filtry powietrza, których koszt waha się w granicach 50 zł x 4 rocznie x 2 sztuki (wywiew i nawiew).

W zamian otrzymujemy stały, w pełni kontrolowany dostęp do świeżego powietrza niezależne od warunków atmosferycznych pozbawione nieprzyjemnych zapachów, dwutlenku węgla, wilgoci, alergenów, dymu i innych związków chemicznych niekorzystnie oddziałujących na nasz organizm.

Nie bez znaczenia w wielu przypadkach pozostaje fakt eliminacji hałasu zewnętrznego dostającego się do naszych mieszkań podczas wietrzenia i otwierania okien. Jednocześnie możemy uniknąć obecności wszędobylskich komarów czy innych owadów naszym domu, tak bardzo uprzykrzających nam życie, szczególnie latem w wieczornych porach, gdy mamy uchylone okna.

Ze względu na zastosowanie rekuperatora rachunki za ogrzewanie w miesiącach zimowych spadają o co najmniej 30 %. To pociąga za sobą konkretne oszczędności w przypadku budowy nowego domu. Ze względu na niższe zapotrzebowanie na energię cieplną możemy zastosować elementy grzewcze o mniejszych parametrach.

Nie możemy również pominąć możliwości ochładzania powietrza latem, gdy temperatura za oknem jest zdecydowanie wyższa od tej, którą życzylibyśmy sobie w mieszkaniu. Dodatkowo możemy system wentylacji nawiewno-wywiewnej uzupełnić o gruntowy wymiennik ciepła, który nie dość, że wspomoże działanie rekuperacji zimą, latem zapewni nawiew zdecydowanie chłodniejszego powietrza.

Alergicy również odczują korzyści z zastosowania rekuperacji. Instalacja wyposażona w specjalne filtry skutecznie wyłapie wszystkie zarodniki pleśni, szkodliwe bakterie, włosy, sierść zwierząt, pyłki kwitnących traw i drzew. Dodatkowo można wyposażyć system w urządzenie jonizujące powietrze, które dodatkowo oczyści powietrze ze szkodliwych substancji i wyeliminuje jony dodatnie z powietrza , odpowiedzialne za częste bóle i zawroty głowy.

Oferta produktów