Czym są i jaką rolę pełnią systemy wentylacyjne

To, jak budynek prezentuje się wewnątrz, ma istotny wpływ na to, jak czujemy się kiedy w nim przebywamy. Ale czy to jedyny istotny aspekt? Warto zastanowić się nad elementami, których wprost nie widać, a pełnią ważne funkcje, warunkujące dopuszczenie określonej nieruchomości do użytkowania. Jedną z nich są systemy wentylacyjne.

Systemy wentylacyjne

W swoim prostym ujęciu „wentylacja” oznacza cyrkulację (wymianę) powietrza, jaka zachodzi pomiędzy wnętrzem pomieszczenia a środowiskiem zewnętrznym. W praktyce, jednak, proces ten jest dużo bardziej skomplikowany, zwłaszcza jeśli pojęcie to rozpatrywane jest przez pryzmat nie tylko budynków mieszkalnych, ale również hal przemysłowych czy innych pomieszczeń użytkowych. Słowo „system” wskazuje także na konglomerat wielu elementów, które ze sobą współpracują w celu zapewnienia nie tylko stricte obiegu powietrza, ale również filtrowania go oraz kontroli jego jakości. Jest to wyjątkowo ważne z uwagi na nasze zdrowie (wielokrotnie życie) oraz jakość przechowywanych rzeczy lub, na przykład, maszyn.

Rodzaje wentylacji

Spośród wielu podziałów i kwalifikacji dokonanych z uwagi na umiejscowienie wentylacji, jej budowę czy sposób montażu, najbardziej popularnym i znanym wydaje się ten wskazujący na:

wentylację grawitacyjną,
wentylację z odzyskiem ciepła,
wentylację hybrydową.

Wentylacja grawitacyjna

Pierwsza z nich (grawitacyjna) wydaje się być najbardziej podstawową instalacją wentylacyjną, z jaką można się spotkać. Elementem konstrukcyjnym, który pełni główną rolę, są kanały wentylacyjne. W przypadku pomieszczeń pozbawionych kontaktu ze światem zewnętrznym w postaci okien (w domu – spiżarnie, w biurze – pomieszczenia gospodarcze), konieczne jest, by zainstalować kratkę wentylacyjną oraz połączyć ją z przyległymi pomieszczeniami, w których cyrkulację powietrza zapewniają wspomniane okna, otwory czy często otwierane drzwi. Zdarza się również, że niektóre pomieszczenia są oddzielone od innych w bardziej szczelny sposób. W przypadku, jeśli jest to bariera co najmniej trzech drzwi, należy zapewnić osobny kanał wentylacyjny. Musi się on charakteryzować możliwością usunięcia ze wspomnianej izby około 30 m² powietrza na godzinę.

Podobne wymogi stawiane są względem domów, które posiadają minimum dwie kondygnacje. Wielu posiadaczy nieruchomości decyduje się także na montaż kominka ogrzewającego całą powierzchnię budynku. Wtedy przepisy związane z bezpieczeństwem oraz prawo budowlane wymagają budowy osobnego ciągu wentylacyjnego, który uniemożliwi rozprzestrzenianie się dymu. Wszystkie kanały powinny znajdować się w wewnętrznych ścianach, co zapewni odpowiedni ciąg powietrza.

Kuchnia jest kolejnym pomieszczeniem, jakie wymaga niestandardowego podejścia. Zachodzi w niej nie tylko prosta wymiana powietrza, ale również obieg zanieczyszczeń, jakie powstają w efekcie gotowania lub korzystania z innych urządzeń. Należy też mieć na względzie inny poziom wilgoci powietrza niż chociażby w sypialni czy salonie. Zaleca się zatem zaopatrzenie takich pomieszczeń w dwa kanały wywiewne: jeden podłączony do okapu, drugi natomiast, do wentylacji.

Wentylacja grawitacyjna wymaga też odpowiedniego podejścia konstrukcyjnego. Ważne jest, by kratki nie były umiejscowione zbyt nisko- zaleca się montaż w górnej części pomieszczenia z uwagi na kumulowanie w niej ciepłego powietrza. Przewody, tymczasem, powinno się prowadzić pionowo przy ścianach zewnętrznych budynku. Jeśli którykolwiek z wylotów wentylacji będzie zainstalowany ponad wysokością dachu, konieczne jest ich zabezpieczenie przed czynnikami zewnętrznymi.

Chcąc zatem wymienić podstawowe zalety wentylacji grawitacyjnej, wskazać należy na:

relatywnie niskie koszty instalacji,
brak konieczności zagospodarowania dużej ilości miejsca,
niskie koszty eksploatacyjne.

Do podstawowych wad zalicza się natomiast:

brak filtracji powietrza oraz brak kontroli nad zachodzącymi procesami,
dużo mniejsza wydajność, zwłaszcza w okresie letnim,
dostęp zimnego powietrza do wnętrza pomieszczeń, co jest najbardziej odczuwalne w/w okresie zimowym.

Wentylacja z odzyskiem ciepła

Wentylacja z odzyskiem ciepła wyposażona jest w dodatkowe urządzenie wspomagające. Zdaniem zwolenników tego zastosowania, wpływa ono pozytywnie na ograniczenie kosztów energii. Działanie tego systemu wentylacji oparte jest na ogrzaniu ciepłem, jakie jest pobierane z wywiewanego powietrza. Proces odzyskania ciepła, zazwyczaj, przewiduje zastosowanie wymienników płytowych. W praktyce, powietrze odprowadzane z wnętrza i wprowadzane do środka pomieszczenia oddzielone jest od siebie wspomnianymi płytami. Nie są one dużej grubości, a materiał zastosowany do ich produkcji to aluminium lub tworzywo sztuczne. Wskazane strumienie powietrza przechodzą między nimi w sposób krzyżowy, co gwarantuje brak mieszania się oraz ograniczenie wilgoci. Częstokroć, w przypadku dwukierunkowych systemów wentylacji, korzysta się także z centrali wentylacyjnej złożonej z dwóch wentylatorów- jeden nawiewowy, drugi wyciągowy. Dodatkowym elementem może być też nagrzewnica, która zapewni odpowiedni poziom ciepła. Należy też pamiętać o filtrach, które podlegają oczyszczeniu, a po pełnym okresie eksploatacji, wymianie. Współczesne instalacje z odzyskiem ciepła są bardzo proste w obsłudze i kontroli, gdyż zawierają elektroniczny czujnik zabrudzenia filtra. Na co dzień jednak, dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie spryskiwacza z wodą.

Niezaprzeczalnymi zaletami stosowania wentylacji z odzyskiem ciepła są:

możliwość kontroli przepływu powietrza,
mniejsze straty termiczne,
kontrolowanie jakości wtłaczanego powietrza dzięki filtrom.

W zakresie negatywnych aspektów tej instalacji, użytkownicy wskazują na większe zużycie energii oraz wyższe koszty eksploatacyjne, jakie wiążą się z zabiegami pielęgnacyjnymi.

Wentylacja hybrydowa

Połączeniem obu opisanych rozwiązań jest wentylacja hybrydowa. Wykorzystuje ona system grawitacyjny oraz wspomożenie mechaniczne instalacji. Wentylacja jest wyposażona w bardziej zaawansowaną elektronikę, która sterowana jest układem zewnętrznym. Możliwość zastosowania licznych czujników (wilgoci, zabrudzenia itp.), zapewnia pełną kontrolę oraz jakość wtłaczanego powietrza. Dodatkowo, możliwość pełnego sterowania systemem powoduje, że to użytkownik decyduje o tym, kiedy i w jakiej ilości powietrze jest wdmuchiwane i wydmuchiwane z pomieszczeń. W najbardziej zaawansowanych instalacjach, możliwe jest też czasowe ograniczenie pracy do jednego, dwóch pomieszczeń lub ich regulacja z uwagi na intensywność dostarczania świeżego powietrza.

Niezaprzeczalnym argumentem przemawiającym za montażem takiego systemu wentylacji jest duża oszczędność energii elektrycznej, zwyczajowo nie przekraczająca 10 W. Jest to ważne chociażby z uwagi na to, że jeśli w budynku stosuje się większą liczbę takich urządzeń, nie wpływa to negatywnie na koszty obsługi. Również, będzie to odpowiednie rozwiązanie dla osób korzystających z instalacji fotowoltaicznych. Innym argumentem jest też poziom hałasu na poziomie nieprzekraczającym 40 dB. Ten parametr będzie brany pod uwagę np. w pomieszczeniach biurowych.

Wentylacja przemysłowa hal i magazynów

Zagadnienie wentylacji przemysłowej, chociaż jest mniej popularne, stanowi ważny aspekt działalności większości przedsiębiorstw wytwórczych. Z jednej strony, prawidłowa cyrkulacja powietrza ma istotne znaczenie dla osób pracujących w specyficznych warunkach przemysłowych. Z drugiej, natomiast, utrzymanie prawidłowej wilgoci, temperatury czy chociażby ciągu powietrza wpływa na pracujące maszyny czy przechowywane towary.

Zasadniczo, wyznacza się dwa sposoby zapewnienia obiegu powietrza w warunkach przemysłowych:

Za pomocą kanałowych systemów wentylacyjnych- stacjonarne systemy, których zadaniem jest obsługa określonego pomieszczenia, strefy czy stanowiska pracy;
Z użyciem urządzeń autonomicznych- aparaty filtracyjne czy też niestacjonarne odciągi.

Kanałowy system wentylacji jest bardzo zbliżony pod względem działania oraz budowy do wentylacji grawitacyjnej. Naturalne jest jednak to, że jego gabaryty są zdecydowanie większe. W gruncie rzeczy opiera się na prostej wymianie powietrza za pomocą krat i ciągów wentylacyjnych.

Wentylacja mechaniczna dzieli się na podciśnieniową (wywiewną) oraz nadciśnieniową (nawiewną) lub też nawiewno- wywiewną. We wszystkich przypadkach istotne jest odpowiednie sterowanie wentylacją, co pozwala na wytworzenie odpowiedniego nadciśnienia lub podciśnienia w pomieszczeniu. Technicznie, wentylacja mechaniczna funkcjonuje dzięki wentylatorom, które wprawiają powietrze w ruch. Świeże powietrze doprowadzane jest do pomieszczenia, natomiast „zużyte”, często zanieczyszczone, odprowadzane na zewnątrz. Poza wymianą powietrza bardzo istotna jest jego jakość. Zatem, stosuje się różnego rodzaju filtry, które w zależności od oczekiwanego efektu cechują się określonym stopniem zaawansowania.

Wybór rozwiązania w zakresie wentylacji przemysłowej jest bardziej skomplikowany niż w przypadku przeznaczenia domowego. Należy brać pod uwagę wielkość obiektu, możliwości techniczne, stopień i rodzaj zanieczyszczenia, zapylenie oraz szereg innych niezbędnych czynników, takich jak chociażby rozmiar unoszącego się pyłu. Warunkuje to, na przykład, wybór odpowiedniego filtra. Nie bez znaczenia będą także techniczne kwestie związane z urządzeniami wentylacyjnymi, między innymi, pobór prądu czy hałas. Nie jest to tak ważne jak w przypadku budynków mieszkalnych, jednak nie można pomijać tych wielkości.

W wielu kwestiach, rozpatrywanie rozwiązań wentylacyjnych w autonomii względem systemu klimatyzacyjnego jest błędem. Muszą one bowiem ze sobą współgrać nie tylko technicznie, ale już na etapie projektowania.

Podsumowując uznać należy, że wybór systemu wentylacyjnego zależy od wielu czynników. Jednym z nich, bez wątpienia, jest to, w jakim pomieszczeniu będzie on obsługiwany (wymiary, przeznaczenie, panujące warunki). Innym, natomiast, będzie zasobność portfela użytkownika. W zakresie budynków mieszkalnych, instalacja musi spełniać normę PN-83/B-03430. Wskazuje ona na ilość powietrza, które musi przepływać przez określone pomieszczenie w danej jednostce czasowej. W przypadku kuchni wyposażonej w zewnętrzne okno, kuchenkę gazową lub elektryczną- 70 m³/h, łazienki- 50 m³/h, a jeśli kuchnia nie posiada okna zewnętrznego, konieczny jest montaż mechanicznie napędzanej wentylacji usuwającej minimum 70 m³/h powietrza. W przypadku wentylacji przemysłowej wiążące są dyrektywy Unii Europejskiej oraz rozporządzenie Komisji UE wskazujące, że minimalna sprawność cieplna systemów wentylacyjnych w budynku o innym przeznaczeniu niż mieszkalne musi wynosić minimum 73%. Wyraża się ją biorąc pod uwagę różnicę temperatur pomiędzy powietrzem nawiewanym a powietrzem usuwanym wynoszącą 20 K. Ważne jest też zapewnienie odpowiedniego, zbilansowanego strumienia nawiewno- wywiewnego.