Wentylacja grawitacyjna w budownictwie mieszkaniowym

Od lat najbardziej popularnym rodzajem wentylacji budynków jest wentylacja grawitacyjna, inaczej zwana wentylacją naturalną. Jej działanie opiera się na prawach fizyki, a mianowicie na różnicy ciśnień powietrza na zewnątrz i wewnątrz budynku.

Jak wygląda wymiana powietrza w budynku? W środku budynku mamy ogrzane powietrze. Przez nieszczelności w oknach i w drzwiach do budynku napływa świeże, zimniejsze powietrze. Na zasadzie konwekcji chłodniejsze powietrze opada na dół pomieszczenia wypychając ku górze lżejsze, cieplejsze powietrze. Napływ powietrza zewnętrznego powoduje wzrost ciśnienia powietrza w budynku. Jako, że natura dąży do równowagi (również równowagi ciśnienia) powietrze z budynku jest zasysane przez kratki wentylacyjne i przewody wentylacyjne. W ten sposób usuwane jest na zewnątrz budynku.

Jak widać w metodzie tej wiele rzeczy może pójść nie tak… Dlatego też mimo popularności wentylacji naturalnej często w praktyce nie działa ona poprawnie oraz działa jedynie sezonowo. Prawidłowe - zgodne ze sztuką i przepisami - wykonanie każdego z elementów tej instalacji minimalizuje tą przypadłość.

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie przepływ powietrza wentylacyjnego w mieszkaniach powinien odbywać się z pokoi do kuchni lub aneksu kuchennego oraz do pomieszczeń higienicznosanitarnych. Rozporządzenie określa również m.in. wymagane strumienie powietrza usuwanego z pomieszczeń. Poza aktem prawnym jakim jest rozporządzenie występują również normy, które wskazują w jaki sposób powinna być wykonana instalacja wentylacji naturalnej - PN-83/B-03430/Az3:2000 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania” oraz PN-89/B-10425 „Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze”.

W domach z wentylacją naturalną (grawitacyjną) kanały wywiewne powinny się znajdować w kuchniach, łazienkach, toaletach, pomieszczeniach bez okien (schowkach, garderobach) oraz w takich, które są oddzielone więcej niż dwojgiem drzwi od kuchni, łazienki lub toalety, czyli od najbliższego kanału wywiewnego. W mieszkaniach dwupoziomowych kanały wentylacyjne powinny się znaleźć także w pomieszczeniach na górnej kondygnacji. Jeśli w domu jest kominek to pomieszczenie z kominkiem również wymaga kanału wentylacyjnego. Dla zwiększenia wentylacji w kuchni wykonuje się dwa kanały wentylacyjne. Do jednego kanału podłączymy wówczas okap kuchenny a drugi będzie wspomagał proces wymiany powietrza, gdy urządzenie nie będzie pracować.

Co ważne przepisy regulują również wymiary otworu wentylacyjnego. Pole przekroju kanału wywiewnego nie może być mniejsze niż 0,016 m², a najmniejszy wymiar kanału prostokątnego – mniejszy niż 10 cm.

Niestety wciąż na budowach można spotkać się z brakiem nawiewników w oknach, które rozszczelniają okna i zwiększają napływ powietrza zewnętrznego. Ich brak może znacząco zaburzyć działanie instalacji wentylacji naturalnej, gdyż napływ powietrza zewnętrznego jest niezbędny do cyrkulacji powietrza w budynku i wymuszenia zjawiska konwekcji.

Wśród powszechnych błędów wskazać można przede wszystkim brak wykonania kanałów wywiewnych na wyższych poziomach w przypadku domów wielopoziomowych.

Kolejnym błędem jest wykonanie kanałów wentylacyjnych w murach ścian zewnętrznych bez ich dodatkowej izolacji termicznej. Siła ciągu w kanałach wentylacji naturalnej zależy bezpośrednio od różnicy temperatury pomiędzy wlotem do kanału a jego zakończeniem. Im temperatura powietrza w pomieszczeniu jest wyższa od temperatury powietrza zewnętrznego, tym silniejszy jest ciąg kominowy. Jeżeli w kanale powietrze jest ochładzane mogą powstać turbulencje w przepływie powietrza a nawet może pojawić się ciąg wsteczny.

Jako błąd wskazać można również wykonanie kanałów o różnej długości w mieszkaniu. W praktyce ciąg wytworzony w kanale dłuższym może się okazać tak intensywny, że może wywołać podciśnienie i odwrócenie kierunku przepływu powietrza w innym, krótszym kanale obsługującym to samo mieszkanie. Jeżeli niemożliwe jest wyrównanie długości kanałów, rozwiązaniem może być dławienie przepływu w dłuższym kanale za pomocą regulowanej kratki wentylacyjnej.

Siła ciągu zależy także od oporów, na jakie natrafia powietrze przepływające kanałem. Im powierzchnia wewnętrzna kanału jest gładsza, tym opory są mniejsze. Należy zatem zwracać szczególną uwagę na występowanie „dziur” w kanałach lub przy wlotach do kanałów oraz wszelkie elementy mogące zaburzać ciąg. Niedopuszczalne jest poziome łączenie kanałów (co niestety dość powszechnie spotyka się na budowach), wykonywanie kilku otworów wywiewnych podłączonych do jednego kanału (tym bardziej w przypadku pomieszczeń o różnym przeznaczeniu np. salonu i kuchni, garażu i łazienki). Należy uważać również na wszelkiego rodzaju kolanka i przedłużenia rurowe w przypadku np. wystąpienia wlotu za meblami kuchennymi. Wszelkie załamania i odchylenia od pionu osłabiają ciąg kominowy.

W praktyce nie prowadzi się obliczeń dotyczących efektywności działania instalacji wentylacji, a wymiary przekroju kanałów przyjmowane są zwyczajowo 14x14 cm lub 14 x 21 cm. Nie uwzględnia się przy tym długości kanałów, która w wypadku mieszkań na ostatniej kondygnacji często jest mniejsza niż 1,5-2 m, a więc nawet przy sprzyjających warunkach nie może zapewnić wymaganej intensywności wentylacji. Dla zobrazowania można wskazać, że kanał który obsługuje toaletę (wymagany strumień usuwanego powietrza - 30 m3/h) powinien mieć co najmniej 2 m długości przy przekroju 14 x 21 cm lub 3 m długości przy przekroju 14 x 14 cm.

W przypadku wentylacji bardzo ważne jest również wyprowadzenie kanału ponad połać dachową. Należy natomiast pamiętać, że w kominie zakończonym nisko nad połacią dachową lub znajdującym się w strefie nadciśnienia, ciąg może być bardzo osłabiony lub może dochodzić do wtłaczania wiatru do kanałów wywiewnych. Rozwiązaniem może być zastosowanie na wylocie z kanałów specjalnych nasad kominowych, które zapobiegają wtłaczaniu wiatru. Błędem jest wyprowadzanie kanału w postaci kominka wentylacyjnego wykonane z tworzywa sztucznego zakończonego daszkiem. Jego długość (najczęściej nie przekraczająca 70-80 cm, łącznie z odcinkiem przechodzącym przez warstwy dachu) jest niewystarczająca do wytworzenia naturalnego ciągu kominowego. Także budowa kominka (nieocieplony fragment przewodu z tworzywa sztucznego) jest niewłaściwa z punktu widzenia skuteczności wentylacji. 

Skutki nieprawidłowo działającej instalacji wentylacyjnej to m.in. złe samopoczucie, zaparowane szyby w oknach, grzyb i pleśń oraz „ciąg wsteczny” powietrza w kanale wentylacyjnym. Ciąg wsteczny inaczej zwany ciągiem odwróconym to nic innego jak nawiewanie powietrza przez kanały wywiewne do pomieszczeń w budynku. Jest on uciążliwy głównie zimą gdy przez kratki wentylacyjne wwiewane jest zimne powietrze.

Nieprzyjazny mikroklimat w budynku powodujący przykre dolegliwości u osób tam przebywających otrzymał nawet swoją nazwę - syndrom chorego budynku (ang. sick building syndrome, w skrócie: SBS). Syndrom ten stanowi bardzo duży problem dla mieszkańców takiego budynku. W końcu dom jest to miejsce gdzie spędzamy kawałek swojego życia i gdzie powinniśmy się czuć bezpiecznie i dobrze. A biorąc pod uwagę fakt, że zakup domu wiąże się często z kredytami oraz dużą inwestycją finansową nie wystarczy powiedzieć "przecież możesz się wyprowadzić" gdyż często w praktyce nie jest to możliwe.

Literatura:

[1] PN-83/B-03430/Az3:2000 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.”

[2] PN-89/B-10425 „Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze”

[3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

[4] https://www.wentylacja.org.pl/