Podstawy wentylacji

PROJEKTOWANIE WENTYLACJI W DOMU JEDNORODZINNYM

14 lutego 2020 by

Projektowanie systemu wentylacji jest ważnym zagadnieniem, od którego zależy ostatecznie komfort użytkowników. Poniższe opracowanie (zasady projektowania systemów wentylacji dla domków jednorodzinnych) kierowane jest do instalatorów, projektantów, a także użytkowników.

anemostat-kwadratowy-nawiewnik-projektowanie-wentylacji

PROJEKTOWANIE WENTYLACJI W DOMU – BŁĘDNE ZAŁOŻENIA

Przystępując do zadania jakim jest projektowanie instalacji wentylacyjnej domku jednorodzinnego, projektanci często popełniają jeden błąd. Mianowicie przenoszą na ten grunt normy i praktykę stosowaną dla obiektów użyteczności publicznej. Zakładają, że stosowane przez nich unormowania i procedury projektowe się sprawdziły, więc dla niewielkiego obiektu, jakim jest dom jednorodzinny, będzie podobnie.

W związku z tym pojawia się tendencja do przewymiarowania systemu wentylacji. W efekcie inwestor płaci więcej za wykonanie instalacji i ponosi spore koszty eksploatacyjne w postaci opłat za energię elektryczną. Dodatkowo ponosi koszty w postaci strat ciepła w procesie nadmiernej wentylacji czy koszty obsługi systemu (wymiana drogich filtrów). Niestety często zyskuje również niski tzw. „komfort klimatyczny”.

Dlatego projektowanie wentylacji w domkach jednorodzinnych musi się opierać na specyficznych dla siebie zasadach.

PRAWIDŁOWE PROJEKTOWANIE WENTYLACJI – KORZYŚCI

Korzyści ze stosowania w domu prawidłowo zaprojektowanego systemu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła można rozpatrywać nie tylko w aspekcie komfortu, ale także ekonomii.

Większość opracowań mówi, że systemy wentylacyjne zapewniają przede wszystkim:

  • filtrację powietrza,
  • skuteczne usuwanie przykrych zapachów,
  • brak przeciągów, hałasu ulicznego,
  • likwidację nadmiernej wilgoci z pomieszczeń,
  • stały dopływ świeżego powietrza,
  • znaczną oszczędność w kosztach ogrzewania.

O ile pierwsze trzy punkty są jasne, to kolejne nie są już takie oczywiste. Odnoszą się one bowiem do zagadnienia tzw. „komfortu klimatycznego”. Ściśle mówiąc, chodzi o takie właściwości fizyczne powietrza, których spełnienie jest konieczne dla różnych stanów pracy i odpoczynku człowieka. Przy zachowaniu tych warunków człowiek odczuwa komfort przebywania w pomieszczeniu. Zatem temperatura, ruch powietrza, potrzebna ilość świeżego powietrza, czystość, wilgotność i jonizacja – są to czynniki decydujące o odczuwanym komforcie.

Rozpoczynając projektowanie systemu wentylacji mechanicznej należy pamiętać, aby zwrócić uwagę na rozmieszczenie i wyregulowanie nawiewów. Nie należy ich montować choćby bezpośrednio w strefie przebywania ludzi. Prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi nie powinna również przekraczać 0,2 m/s.

Sprawa nie jest taka prosta, gdy chcemy zapewnić komfort w zakresie odpowiedniej wilgotności i jonizacji powietrza. Usuwanie nadmiaru wilgoci z pomieszczeń takich jak kuchnia, łazienki czy suszarnia jest oczywiste. Dla nich należałoby stosować jak największe wymiany powietrza, a także duże centrale rekuperacyjne. Dodatkowo poza sezonem grzewczym powinno się wentylować dom w miarę intensywnie.

WENTYLACJA W SEZONIE GRZEWCZYM

Gdy na zewnątrz temperatura wynosi 0°C lub mniej, zawartość bezwzględna wilgoci w powietrzu jest w granicach 1-3 g/m3 (60-90% wilgotność). Pobierane świeże powietrze ogrzewa się (następuje rekuperacja) w wymienniku ciepła do temp. 12-15oC.

Przy zawartości H2O 1-3 g/m3 wilgotność względna w tej temperaturze wynosi zaledwie 10-20%. Gdy grzejniki „dogrzeją” powietrze do wymaganych 20oC wilgotność względna może spaść do 5-20%. Szczególnie suche powietrze jest podczas mrozów w nocy, kiedy śpimy.

Załóżmy że chcemy zapewnić wilgotność na poziomie 35% (przy temperaturze na zewnątrz -5oC i wymianie powietrza np. 300 m3/h). Musimy więc „nawilżyć powietrze” ok. 1 litrem wody na 1 godz. (24 litry na dobę)!

USTAWIENIA WENTYLACJI

Z tych teoretycznych wywodów wynikają zatem praktyczne wskazówki:

  1. Wentylacja w sezonie letnim może być intensywniejsza. Ułatwia to w efekcie odprowadzenie wilgoci i zanieczyszczeń.
  2. W sezonie grzewczym, szczególnie gdy na zewnątrz jest mróz, wentylujemy mniej intensywnie (szczególnie sypialnie, aby nie doprowadzić do przesuszenia powietrza).
  3. Nocą centrala powinna pracować na możliwie małym wydatku (1 bieg).
  4. Jeśli podczas przyjęć w pokoju dziennym przebywa więcej osób, włączamy centralę na 2 lub 3 bieg. Dodatkowo maksymalnie odkręcamy anemostaty nawiewne w pokoju dziennym. Odkręcenie anemostatów spowoduje napływ powietrza, a także „odpreżęnie” instalacji nawiewnej, jednocześnie zapobiegając „przewentylowaniu sypialni”.

PROJEKTOWANIE WENTYLACJI – WSKAZÓWKI

Z tego powodu dla pokoi dziennych, pokoi kominkowych, i innych pokoi gdzie okresowo może przebywać więcej osób proponujemy:

  1. Stosowanie 1 – 2 anemostatów nawiewnych ustawionych na stałe na łączny wydatek 50-80 m/h3.
  2. Stosowanie dodatkowo dużego nawiewnika np. o 160 mm z zamontowaną, sterowaną siłownikiem przepustnicą motylkową. Normalnie przepustnica jest zamknięta, powietrze napływa tylko przez anemostaty nawiewne. Gdy jest więcej osób (np. podczas przyjęć) włączamy poprzez przepustnice motylkową dodatkowy, wydajny nawiewnik. Wówczas większość powietrza z centrali popłynie do tego pokoju, a więc tam gdzie chcemy.
  3. Wyłącznik przepustnicy w postaci naściennej montujemy w danym pomieszczeniu. Centrale wentylacyjne MISTRAL (stosowane w domach jednorodzinnych) nie wymagają stosowania dodatkowych nagrzewnic elektrycznych. Powoduje to dodatkowo przesuszenie powietrza, zmniejszenie naturalnej ujemnej jonizacji. Centrale wentylacyjne MISTRAL zapewniają wystarczające ogrzanie powietrza (nawet gdy jest duży mróz). Oddychanie zbyt suchym powietrzem jest niebezpieczne, w szczególności podczas snu. Prowadzi to bowiem do przesuszenia śluzówki dróg oddechowych, a w konsekwencji do bólu gardła, nieżytu nosa i stanów zapalnych. Dla kontroli mikroklimatu zalecamy montaż naściennych wskaźników temperatury, a także wilgotności. Wartość temperatury utrzymywana w sypialni jest kwestią upodobania domowników (choć 18oC jest optymalne). Natomiast gdy wilgotność spadnie poniżej 30% należy stosować dowilżanie.

OGRANICZENIE KOSZTÓW OGRZEWANIA

Jeśli projektowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła jest dobrze wykonane, powinno spowodować znaczne oszczędności w kosztach ogrzewania budynku. Oczywiście jeśli jednocześnie zostaną zamontowane dobre, wysokiej klasy rekuperatory.

Dzieje się tak, ponieważ:

  1. Wentylacja zachodzi w sposób kontrolowany.
  2. Następuje znaczny odzysk ciepła z powietrza wywiewanego.
  3. Podczas wykraplania wilgoci odzyskiwane jest ciepło skraplania wody.

Aby dwa pierwsze zjawiska zachodziły w sposób optymalny należy spełnić kilka warunków:

I. ZBILANSOWANIE WENTYLACJI

Ilość powietrza nawiewanego powinna być równa ilości powietrza wywiewanego. Czynności te może przeprowadzić instalator miernikiem przepływu. Centrale wentylacyjne MISTRAL są tak zaprojektowane, że umożliwiają kontrolę zbilansowania przepływu bez specjalnych przyrządów.

II. SZCZELNOŚĆ BUDYNKU

Drzwi zewnętrzne, a także okna powinny być możliwie szczelne. Nie powinno być żadnych dodatkowych czynnych kanałów wentylacji grawitacyjnej, a jeśli są – powinny być one zamknięte. Każdy taki kanał w sezonie grzewczym powoduje bardzo dużą ucieczkę ciepłego powietrza. Jeżeli w domu jest kominek, to powinien być z wkładem. Opisaliśmy to na stronie pt. Ogrzewanie kominkiem. Przy zbilansowanej wentylacji ( z lekkim nadmiarem nawiewu 5-10%) ogień pali się w takim kominku znakomicie. Dobry ciąg spowodowany jest brakiem grawitacyjnego podciśnienia w budynku. Jeśli w budynku jest kotłownia gazowa lub olejowa, to w myśl przepisów powinna mieć własne kratki wentylacyjne: nawiewną i wywiewną. Należy wówczas zadbać o dobrą szczelność drzwi pomiędzy kotłownią a resztą budynku.

III. IZOLACJA SYSTEMU WENTYLACYJNEGO

Przewody przechodzące przez strefy nieogrzewane (np. strychy, piwnice) powinny być izolowane wełną o grubości min. 50 mm.

PRZYKŁAD

Oszacować straty cieplne instalacji wentylacyjnej poprowadzonej na poddaszu nieocieplanym, dla grubości izolacji kanałów 25 mm.

ΔT= 18o C – różnica temperatur
k = 1.5 – współ. przewodności cieplnej dla kanałów
s = 15 m2 – przykładowa powierzchnia mb. rur.
s= ΔQ = 18 x 1,5 x 15 = 405 W (straty cieplne)
WNIOSEK: Należy ograniczyć ΔQ przez grubszą izolację rur (min. 50 mm).

PROJEKTOWANIE WENTYLACJI – OCHRONA PRZED HAŁASEM

W sytuacji kiedy projektowanie systemu wentylacji jest dobrze wykonane, instalacja wentylacyjna powinna minimalizować uciążliwy hałas przenoszący się z pracującej centrali.

Można tolerować niewielki poziom dźwięku dla pracy z maksymalną wydajnością (używany przecież sporadycznie). Jednak w przypadku pracy na 1 biegu, w sypialni hałas o wartości już 20dB może być dokuczliwy.

Jak sobie z tym radzić:

  • centrale montować możliwie z dala od sypialni.
  • nie stosować do wykonania instalacji kanałów aluminiowych typu FLEX, a użyć kanałów dobrze tłumiących typu SONODEC,SONODUCT itp.
  • na wylocie i nawiewie zamontować dodatkowe tłumiki hałasu.
  • odległość minimalna pomiędzy nawiewnikiem (anemostatem), a centralą powinna być większa niż 4 mb. Większa odległość powoduje lepsze tłumienie.
  • może się okazać, że z projektowych obliczeń wynika, że na anemostatach (z reguły tych najbliżej centrali) ciśnienie statyczne będzie wyższe niż 70-80 Pa. Należy wtedy zastosować przepustnice dławiące w odległości min. 2m przed anemostatem (zapobiegnie to „szumieniu” anemostatu).
  • wyrzutni nie wolno montować bezpośrednio przy oknie sypialni.

WENTYLACJA W SEZONIE LETNIM

Gdy na zewnątrz jest bardzo gorąco, wcześniej czy później mury domu się nagrzeją. W ciągu dnia centrala nawiewa powietrze zewnętrzne tylko nieznacznie ochłodzone powietrzem wewnętrznym. Rekuperatory ze stale załączonym odzyskiem ciepła mają tę właściwość, że w nocy ich praca spowoduje niepotrzebne podgrzanie powietrza zewnętrznego. Najlepiej jeśli rekuperator jest wyposażony w automatyczny, szczelny bypass wymiennika ciepła. Dzięki w nocy kiedy powietrze na zewnątrz jest chłodniejsze, może je nawiewać bezpośrednio do pomieszczeń z pominięciem odzysku ciepła. Aby nie dopuścić do nadmiernego nagrzania się domu stosujemy mniej wydajną wentylację w dzień (1 bieg). Natomiast w nocy ustawiamy wentylację bardziej intensywną, co spowoduje ochłodzenie budynku.