- Co to jest wentylacja?
- Jakie są rodzaje wentylacji?
- Kiedy potrzebne są nawiewniki okienne?
- Ile powietrza musimy wymienić?
- Jak działa rekuperacja?
- Z jakich elementów składa się centrala?
- Co oznacza wydajność i spręż?
- Jaką instalację trzeba założyć w domu z rekuperatorem?
- Jak działa wentylacja decentralna?
- Czy potrzebny jest projekt?
- Gdzie dostarczać powietrze i skąd je usuwać?
- Czy w kotłowni trzeba mieć wentylację grawitacyjną?
- Jaką wentylację wykonać w garażu?
- Gdzie potrzebne są drzwi z otworami, kratką lub podcięciem?
- Dlaczego skropliny zamarzają?
- Jak działa GWC?
- Czy można mieć kominek i rekuperator?
Co to jest wentylacja?
Wentylacja to po prostu wymiana powietrza w budynku. Inaczej mówiąc to jego wietrzenie, chociaż większości osób to określenie kojarzy się ze zrobieniem przeciągu przez otwarcie okien lub okien i drzwi. W wentylacji mechanicznej, którą będziemy się tu zajmować, ruch powietrza zapewniają wentylatory. Przede wszystkim to odróżnia ją od tradycyjnej wersji grawitacyjnej. Wentylacja mechaniczna ma kilka odmian, jednak w domach jednorodzinnych jest to zwykle tzw. wentylacja z rekuperatorem, czyli nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła. Ponadto powszechnie stosuje się używane okresowo wentylatory wyciągowe w kuchniach (okapy) i łazienkach.
Najczęściej wietrzone (wentylowane) pomieszczenia dzielimy na dwie grupy. Pierwsza to te, z których usuwamy zanieczyszczone zużyte powietrze - przede wszystkim kuchnie i łazienki. Umownie nazywa się je pomieszczeniami brudnymi. Natomiast druga grupa - pomieszczenia czyste - pokoje mieszkalne, czyli sypialnie, salon, gabinet do pracy, do których doprowadzamy świeże i czyste powietrze z zewnątrz.
Żeby wszystko działało prawidłowo, czyli powietrze w domu rzeczywiście było wymieniane (zanieczyszczone było zastępowane czystym), trzeba zadbać o kilka spraw:
- umożliwić dopływ świeżego powietrza do pomieszczeń czystych;
- zapewnić usuwanie (wyciąg) zużytego z pomieszczeń brudnych;
- zadbać o możliwość swobodnego przepływu powietrza z wnętrz czystych do brudnych;
- zagwarantować wystarczającą "siłę napędową", powodującą ten ruch powietrza.
Idea jest więc prosta, lecz faktyczne osiągnięcie pożądanego rezultatu już niekoniecznie. Niejednokrotnie wentylacja okazuje się nieskuteczna (niewydolna) w całym budynku lub w niektórych pomieszczeniach (chyba najczęściej w łazienkach), dokuczają nam przeciągi, po domu rozchodzą się nieprzyjemne zapachy (np. przy smażeniu w kuchni), z budynku ucieka zbyt wiele ciepła, instalacja jest głośna (szumią w niej wentylatory). Wszelkich tego rodzaju problemów można jednak uniknąć, i na szczęście - nie jest to specjalnie trudne, jeżeli trzymamy się pewnych zasad. Warto je poznać, bo naprawa błędów może być nie tylko trudna, ale i kosztowna.
Jakie są rodzaje wentylacji?
W domach jednorodzinnych najczęściej stosowane są trzy rodzaje wentylacji. Najpopularniejsza jest wciąż tradycyjna wentylacja grawitacyjna - z pionowymi kanałami wyciągowymi w kominach oraz nawiewnikami powietrza w oknach lub ścianach.
Coraz częściej zakłada się jednak wentylację mechaniczną z rekuperatorem, czyli nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Tu zarówno nawiew, jak i wyciąg powietrza wymuszają wentylatory, a dodatkowo wymiennik ciepła pozwala ogrzewać powietrze nawiewane ciepłem odebranym z tego, które już usuwamy poza budynek.
Kolejny popularny rodzaj to wentylacja wyciągowa, czyli mechaniczna wywiewna. Za usuwanie powietrza zużytego odpowiada w niej wentylator, zaś nawiew powietrza następuje przez nawiewniki, czyli tak samo jak w wariancie grawitacyjnym. Jednak wentylację wyciągową stosuje się rzadko w całym budynku. Jest natomiast bardzo popularna w łazienkach i kuchniach. Typowy okap nad kuchenką to przecież nic innego jak wentylator wyciągowy podłączony do kanału wentylacyjnego. Jednak okapów kuchennych i wentylatorów wyciągowych używa się zwykle tylko przez krótki czas, nie w sposób ciągły.
Warto jeszcze wspomnieć o wentylacji hybrydowej, będącej połączeniem systemu grawitacyjnego i mechanicznego wyciągowego. Tu wentylator znajduje się zwykle w specjalnej nasadzie kominowej ponad dachem. Jeżeli wymiana powietrza jest wystarczająca, to układ działa jako grawitacyjny. Wentylator uruchamia się zaś ręcznie lub automatycznie w miarę potrzeby, gdy działanie wentylacji grawitacyjnej nie wystarcza. Działanie systemu grawitacyjnego nie jest więc w żaden sposób ograniczone czy zaburzone. A to właśnie jest powszechną przypadłością typowych wentylatorów wyciągowych, dodanych do układów wentylacji grawitacyjnej.
Kiedy potrzebne są nawiewniki okienne?
Nawiewniki w ramach okiennych lub w ścianach niezbędne są w wentylacji grawitacyjnej oraz mechanicznej wyciągowej. Bez nich brak dopływu powietrza z zewnątrz uniemożliwia jego wymianę w budynku.
Zupełnie inaczej jest w przypadku wentylacji z rekuperatorem, a więc mechanicznej nawiewno-wywiewnej. Tu nawiewniki są nie tylko niepotrzebne. One są po prostu szkodliwe, gdyż niweczą równowagę pomiędzy powietrzem nawiewanym i usuwanym przez centralę. To niekontrolowane źródło dopływu powietrza poza centralą. Jeżeli więc zakładamy wentylację z rekuperatorem w domu, w którym dotąd była ona grawitacyjna, to nawiewniki musimy szczelnie zaślepić. To samo dotyczy kratek wywiewnych w kominach wentylacyjnych. Wyjątkiem jest pozostawienie wentylacji grawitacyjnej w wybranych pomieszczeniach. Najczęściej to kotłownia i garaż. Wówczas jednak te wnętrza trzeba oddzielić możliwie szczelnymi drzwiami od reszty budynku. Wydziela się tam osobną strefę wentylacyjną z własnym nawiewem i wyciągiem.
Ile powietrza musimy wymienić?
Niezależnie od jej rodzaju, wentylacja musi gwarantować usunięcie zużytego powietrza w ilości co najmniej:
- z kuchni z kuchenką gazową - 70 m³/h;
- z kuchni z kuchenką elektryczną - 50 m³/h;
- z łazienki - 50 m³/h;
- z oddzielnego WC - 30 m³/h;
- z pomieszczeń pomocniczych (spiżarnia, garderoba itp.) - 15 m³/h;
- z pokoi oddzielonych od wyżej wymienionych pomieszczeń więcej niż dwoma parami drzwi lub znajdujących się na wyższej kondygnacji - 30 m3/h.
Taka sama ilość świeżego powietrza musi w tym czasie napływać do pozostałych wnętrz (sypialni, salonu itp.). W typowym domu jednorodzinnym daje to w sumie około 200 m3/h. Ponadto w kuchniach zaleca się montaż urządzeń (w praktyce okapów) pozwalających czasowo zwiększyć ilość usuwanego powietrza do przynajmniej 120 m3/h.
Natomiast nocą w całym domu możemy zmniejszyć intensywność wentylacji, nie więcej jednak niż o 40%. Co istotne, wentylatory nie mogą blokować przepływu powietrza, gdy nie pracują, a jest to bardzo często spotykany błąd.
W praktyce wiele osób odbiera jako wystarczającą mniej intensywną wymianę powietrza, niż wymagana przepisami. Jednak nie można z tym przesadzić - w zbyt słabo wietrzonych wnętrzach, rośnie wilgotność i łatwo o zagrzybienie.
Jak działa rekuperacja?
Popularnie mianem wentylacji z rekuperatorem nazywa się mechaniczną wentylację nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Ta rozbudowana nazwa w zasadzie opisuje zasadę jej działania. Zarówno nawiew, jak i wyciąg powietrza zapewniają tu wentylatory. Ponadto usuwane z domu powietrze oddaje w wymienniku ciepła swoje ciepło zimnemu powietrzu nawiewanemu z zewnątrz.
Najczęściej zwraca się uwagę właśnie na ten aspekt - oszczędność energii, tak ważną w dzisiejszych czasach, gdy paliwa są bardzo drogie. Jednak drugim, nie mniej ważnym aspektem działania takiego systemu jest pełna kontrola nad wymianą powietrza. To my decydujemy na ile ma być ona intensywna i możemy ją dowolnie zmieniać. Co więcej cały proces można bez trudu zautomatyzować, uzależniając pracę wentylatorów od czujników wilgotności czy zawartości CO2 w powietrzu. Otrzymujemy więc system nie tylko energooszczędny, ale także działający niezależnie od zmian warunków zewnętrznych (temperatury, ciśnienia, wiatru) oraz wygodny w obsłudze.
Warto także podkreślić, że powietrze dostarczane do domu jest w centrali filtrowane, co pozwala wyeliminować z niego większość pyłków roślin czy cząsteczek smogu. Dla osób cierpiących na alergię może to być ogromna zaleta.
Z jakich elementów składa się centrala?
W każdej centrali wentylacyjnej znajdują się:
- dwa wentylatory (nawiewny i wywiewny);
- wymiennik ciepła;
- filtry.
To absolutne minimum, konieczne, żeby zapewnić wymianę powietrza oraz odzysk ciepła. Ponadto potrzebny jest jeszcze choćby najprostszy sterownik/regulator, który umożliwia zmianę wydajności wentylatorów.
Najczęściej jednak w centrali znajdziemy również dodatkowe elementy, dzięki którym funkcjonalność urządzenia oraz całej instalacji wentylacyjnej rośnie.
Może to być:
- bypass ręczny lub automatyczny, pozwalający ominąć wymiennik, gdy temperatura powietrza zewnętrznego i wewnętrznego jest podobna;
- nagrzewnica do odmrażania wymiennika ciepła, chociaż odmrażanie może odbywać się także w inny sposób;
- nagrzewnica komfortu, podgrzewająca nawiewane powietrze;
- czujniki wilgotności, stężenia dwutlenku węgla i inne do automatycznego sterowania wydajnością centrali.
To oczywiście tylko przykłady, gdyż producenci ciągle unowocześniają i uatrakcyjniają swoją ofertę. Ponadto wiele elementów można dodać jako osobne, opcjonalne moduły, często nawet do już użytkowanej centrali. Mogą to być np. znacznie dokładniejsze filtry czy dodatkowe czujniki i bardziej zaawansowany sterownik.
Co oznacza wydajność i spręż?
Wydajność centrali to po prostu ilość wymienianego przez nią powietrza. Najczęściej podaje się ją w m3/h. W domach jednorodzinnych najczęściej zakłada się centrale o wydajności maksymalnej ok. 400 m3/h, czyli znacznie wyższej niż wymagane przepisami ok. 200 m3/h. Jednak jest to uzasadnione. Chodzi chociażby o zapewnienie możliwości bardziej intensywnej wentylacji, jeżeli np. przyjmujemy gości i w domu jest znacznie więcej ludzi, niż normalnie. Ponadto wydajność centrali jest regulowana i w czasie normalnej, codziennej eksploatacji ustawiamy niższą wydajność wentylatorów, dzięki czemu pracują one ciszej. Wreszcie, musimy pamiętać, że rzeczywista wydajność centrali maleje, gdy powietrze musi pokonywać większe opory przepływu powodowane przez kanały, filtry itd.
Tu dochodzimy do drugiego zasadniczego parametru, czyli sprężu. To zdolność do pokonywania oporów przepływu powietrza. Przy czym musimy pamiętać o podstawowej zależności - im większe są opory przepływu w instalacji, tym większy spręż musi zapewnić centrala. Zaś w tych warunkach ilość przetłaczanego przez nią powietrza spadnie. Dlatego wydajność i spręż trzeba rozpatrywać łącznie. Dlatego producenci udostępniają wykresy i tabele pokazujące wzajemną zależność tych dwóch cech. Zaś bez ich znajomości nie sposób prawidłowo dobrać centralę do instalacji.
Jaką instalację trzeba założyć w domu z rekuperatorem?
Centrala, popularnie nazywana właśnie rekuperatorem, jest wprawdzie najdroższym i najważniejszym elementem instalacji wentylacyjnej, ale musimy pamiętać, że stanowi tylko jej część. Mamy tam jeszcze czerpnię i wyrzutnię powietrza, kanały, skrzynki rozdzielcze, kratki oraz anemostaty nawiewne i wywiewne, elementy regulacyjne (np. przepustnice), tłumiki hałasu itd.
Całość tworzy złożony system, w którym wszystkie elementy muszą być fachowo dobrane i zamontowane. Choćby takie czynniki, jak zmiana rodzaju i średnicy przewodów, a nawet ich inne ułożenie może zaburzać przepływ powietrza, powodować hałas itd. Dlatego zaprojektowanie i wykonanie instalacji trzeba koniecznie powierzyć doświadczonym fachowcom.
Jak działa wentylacja decentralna?
To system złożony z kilku urządzeń, które można określić mianem miniaturowych rekuperatorów. Każdy z nich zapewnia wymianę powietrza w jednym pomieszczeniu. Nie ma tu więc centrali i sieci kanałów. Z tego względu wentylację decentralną stosuje się najczęściej w domach remontowanych.
Każdy taki minirekuperator umieszcza się w kanale wykonanym w ścianie zewnętrznej. Powietrze przepływa przez niego naprzemiennie. Najpierw powietrze usuwane przekazuje swe ciepło dość masywnemu blokowi złożonemu z drobnych kanalików. Następnie nawiewane powietrze zewnętrzne przepływa tymi samymi kanałami w przeciwnym kierunku, ogrzewając się dzięki temu. Urządzenie jest też wyposażone w filtry wychwytujące zanieczyszczenia.
Czy potrzebny jest projekt?
Bardzo często wentylacja z rekuperatorem powstaje w domach jednorodzinnych bez projektu. Trzeba też zaznaczyć, że dodawane w pakiecie do projektów katalogowych domów projekty wentylacji mechanicznej właściwie nie zasługują na tę nazwę. Częściej to jedynie ogólne zarysy koncepcyjne, niż szczegółowe projekty techniczne.
Na szczęście w typowych sytuacjach doświadczony instalator jest w stanie wykonać dobrze działający system wentylacyjny nawet bez projektu. Oczywiście pod warunkiem, że jest naprawdę dobrym fachowcem i pracuje starannie. Dlatego robienie instalacji bez szczegółowego projektu jest przedsięwzięciem bardzo ryzykownym. Szczególnie jeżeli układ kanałów jest mocno rozbudowany. W dobrym projekcie sposób ich ułożenia, rodzaj, średnica oraz sposób zrównoważenia przepływu powietrza będą od razu podane. Wówczas wykonawca musi jedynie trzymać się tych szczegółowych wytycznych.
Gdzie dostarczać powietrze i skąd je usuwać?
Już na samym początku artykułu wspomnieliśmy o podziale na tzw. pomieszczenia brudne oraz czyste. Ma on fundamentalne znaczenie dla działania instalacji. Przede wszystkim dlatego, że zgodnie z nim ustalamy kierunek wymiany powietrza - od czystych do brudnych. Temu musi być podporządkowane rozmieszczenie kanałów nawiewnych i wyciągowych, czyli ostatecznie rozkład całej instalacji.
Wyciąg robimy tam, gdzie powstaje najwięcej zanieczyszczeń lub pary wodnej oraz w miejscach z których nie chcemy aby zapachy roznosiły się po reszcie domu.
Będą to takie pomieszczenia jak:
- łazienka;
- toaleta;
- kuchnia;
- pralnia;
- spiżarnia;
- garderoba.
Natomiast świeże powietrze dostarczamy do tzw. pomieszczeń czystych:
- pokoju dziennego;
- sypialni;
- gabinetu.
Celowo na żadną z tych list nie wpisaliśmy kotłowni i garażu. W ich przypadku sytuacja jest bardziej złożona. Te pomieszczenia bardzo często są bowiem wentylowane niezależnie od reszty domu - są od niego oddzielone szczelnymi drzwiami, mają własny nawiew i wyciąg. Częściowo wynika to ze względów praktycznych (unikamy rozchodzenia się zanieczyszczeń), a częściowo z przepisów prawa. Możliwość stosowania wentylacji mechanicznej, czyli jakiejkolwiek innej niż grawitacyjna, jest bowiem bardzo ograniczona w przypadku pomieszczeń z kotłem.
Czy w kotłowni trzeba mieć wentylację grawitacyjną?
W bardzo wielu przypadkach tak właśnie jest, lecz po spełnieniu konkretnych warunków dopuszczalne jest stosowanie wentylacji z rekuperatorem lub innej mechanicznej.
Wentylacja grawitacyjna jest wymagana zawsze w przypadku kotłowni z kotłem na paliwo stałe, np. węgiel, pelety, drewno.
Natomiast w pomieszczeniu z kotłem gazowym stosowanie wentylacji z rekuperatorem lub jakiejkolwiek innej mechanicznej jest dozwolone tylko po łącznym spełnieniu dwóch warunków:
- kocioł musi mieć zamkniętą komorę spalania;
- kocioł musi być przyłączony do koncentrycznego systemu powietrzno-spalinowego.
Komorę zamkniętą mają wszystkie współczesne kotły kondensacyjne. Są one też fabrycznie przystosowane do współpracy z koncentrycznymi systemami powietrzno-spalinowymi. Jednak czasem używa się specjalnych adapterów i rozdziela doprowadzenie powietrza - jest ono wówczas pobierane osobnym kanałem wyprowadzonym przez ścianę, albo nawet zasysane wprost z pomieszczenia. Wówczas dopuszczalna jest tylko wentylacja grawitacyjna.
Jeżeli chodzi zaś o kotły elektryczne oraz pompy ciepła, to w ich przypadku przepisy nie określają wymaganego rodzaju wentylacji. Całkiem słusznie, bo one nie potrzebują powietrza do pracy.
Jaką wentylację wykonać w garażu?
Bardzo często garaż ma osobną od reszty domu wentylację. Zwykle jest ona grawitacyjna. Jednak warto zaznaczyć, że dopuszczalne jest wykonanie tam również wentylacji wyciągowej lub z rekuperatorem. Co więcej, może to być nawet tzw. wentylacja naturalna, czyli wymiana powietrza dzięki nieszczelnościom i otworom w samych ścianach garażu. Zakres swobody jest więc duży.
Jednak niechęć do włączania garażu do instalacji z rekuperatorem jest uzasadniona. Z jednej strony, mamy tu bowiem obecność szczególnie kłopotliwych zanieczyszczeń w postaci spalin, a z drugiej zaś niewielką korzyść energetyczną. Chociaż bowiem garaż jest dość duży, to zwykle utrzymuje się w nim niewysoką temperaturę.
Gdzie potrzebne są drzwi z otworami, kratką lub podcięciem?
Podcięcia lub otwory w drzwiach to element o którym wiele osób zapomina. A ten pozorny drobiazg ma zasadniczy wpływ na działanie całego systemu. Skoro bowiem nawiew powietrza znajduje się w innych pomieszczeniach, niż jego wyciąg to zapewnienie swobodnego przepływu powietrza jest absolutnie konieczne, żeby wymiana powietrza w budynku była w ogóle możliwa. Dlatego drzwi do łazienek i kuchni muszą być wyposażone w otwory, kratki lub spore podcięcia - inaczej powietrze nie będzie mogło dotrzeć do wnętrz z wyciągiem. Jednak i drzwi do pokoi trzeba podciąć przynajmniej 1 cm nad podłogą. Bez tego z kolei dopływ świeżego powietrza zostanie zatrzymany.
Dlaczego skropliny zamarzają?
W większości central wentylacyjnych występuje ryzyko zamarzania skroplin. Usuwane z domu powietrze zawiera bowiem dość dużo wilgoci (pary wodnej). Jego oziębienie w wymienniku ciepła przez powietrze nawiewane prowadzi do wykroplenia się pary wodnej w kanałach wymiennika. To czy wytrącona w ten sposób woda zacznie zamarzać zależy od kilku czynników. Przede wszystkim temperatury i wilgotności powietrza usuwanego, temperatury powietrza nawiewanego, rodzaju wymiennika ciepła.
Na zamarzanie skroplin całkowicie odporne są wymienniki obrotowe, bo w nich naprzemiennie tymi samymi kanałami przepływa powietrze usuwane i nawiewane. Wilgoć nie może się więc zgromadzić w większej ilości i zamarznąć. Inne typy wymienników ciepła należy przed tym zabezpieczyć, chociaż trzeba uprzedzić, że problem zamarzania skroplin występuje zwykle tylko w okresie większych mrozów. Najdłużej stosowanym rodzajem zabezpieczenia jest wyposażenie centrali w elektryczną nagrzewnicę. Jednak obecnie popularniejszym rozwiązaniem jest okresowa zmiana trybu pracy wentylatorów, tak aby przez czas potrzebny na odszronienie wymiennika płynęło przez niego wyłącznie ciepłe powietrze usuwane z wnętrza domu. Popularnym i skutecznym zabezpieczeniem jest także wykonanie GWC (Gruntowego Wymiennika Ciepła), wstępnie ogrzewającego powietrze nawiewane do budynku.
Jak działa GWC?
GWC to Gruntowy Wymiennik Ciepła. To system zakopanych w gruncie rur lub umieszczone w nim złoże grubego żwiru, przez które przepływa powietrze dostarczane z zewnątrz do centrali, a następnie do budynku. Założenie jest niezwykle proste - grunt jest potężnym akumulatorem ciepła i jego temperatura zmienia się w znacznie mniejszym stopniu, niż temperatura powietrza zewnętrznego. Dzięki temu wymieniając w GWC ciepło z gruntem można trafiające do centrali powietrze wstępnie ogrzewać zimą lub ochładzać w sezonie letnim. W efekcie nawet w czasie największych mrozów pobierane za pośrednictwem GWC powietrze ma kilka stopni powyżej 0°C. Natomiast w czasie upałów ma ono np. 12°C zamiast 30°C.
GWC poprawia więc nieco bilans cieplny budynku i jest niemal darmowym źródłem ciepła lub chłodu. Nie można go jednak traktować jako odpowiednika klimatyzacji. Po prostu na to ilość wymienianego ciepła jest zbyt mała.
Czy można mieć kominek i rekuperator?
Wiele osób zastanawia się jak pogodzić wentylację z rekuperatorem z kominkiem w salonie. Na szczęście jest to możliwe, o ile przestrzega się kilku zasad. Najbardziej godnym polecenia rozwiązaniem jest założenie wkładu kominkowego z doprowadzeniem powietrza wprost do jego wnętrza, za pomocą kanału powietrznego ułożonego np. pod podłogą. Wówczas praca kominka nie wpływa praktycznie na wymianę powietrza w salonie. Oczywiście, żeby tak było wkład musi być odpowiednio szczelny. Coraz częściej producenci dostarczają takie wkłady, oznaczając je przy tym jako przystosowane do pracy w domu z rekuperacją.
Teoretycznie zgodnie z przepisami jest także wykonanie kominka, który będzie pobierał niezbędne do spalania powietrze wprost z salonu. Jednak pod warunkiem, że wentylacja w tym pomieszczeniu będzie zrównoważona lub nadciśnieniowa. A to oznacza, że nasz rekuperator musiałby dostarczać do salonu tyle samo lub więcej powietrza, ile zużywa go kominek. W praktyce byłoby to zaś bardzo trudne. Bowiem nawet do małego kominka z wkładem o mocy 10 kW trzeba dostarczyć w ciągu godziny aż 100 m3 powietrza.
Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: AERISNEXT
Dodaj komentarz