Prawidłowa budowa kanałów wywiewnych wentylacji naturalnej (1). Droga powietrza

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfa    

Jako że w naszym kraju ogromną większość instalacji domowych wykonuje się w oparciu o wentylację grawitacyjną, warto skupić się właśnie na niej. Normy dopuszczają stosowanie wentylacji grawitacyjnej w budynkach mieszkalnych o wysokości do 9 pięter oraz w budynkach użyteczności publicznej o wysokości do 25 m. W wyższych budowlach zalecane jest stosowanie wentylacji mechanicznej.

Doprowadzenie świeżego
Wentylacja grawitacyjna w budynku jest instalacją składającą się z wielu elementów. Prześledźmy drogę wraz z powietrzem przepływającym przez budynek. Powietrze musi dostać się do budynku przez nawietrzak umieszczony w górnej części ściany lub w ramie okna.
Najlepiej gdy w okolicach nawietrzaka znajduje się grzejnik. Wówczas ciepłe powietrze wypływające z grzejnika do góry spotyka się z zimnym powietrzem wypływającym z nawietrzaka i opadającym w dół. Powietrze ciepłe i zimne mieszają się. Zmieszane powietrze płynie do pozostałych części pomieszczenia. Z zasady powietrze z zewnątrz należy dostarczać do pomieszczeń „czystych” pod względem zapachu, czyli do pokojów i salonu (a także przez to, że w tych pokojach zwykle nie ma otworów wentylacji wywiewnej, więc dostarczone powietrze do wylotu musi przepłynąć przez całe mieszkanie). Oczywiście chcemy do pomieszczenia wpuścić tylko powietrze. Owady, hałas, deszcz i śnieg chcemy zostawić na zewnątrz. Kratka z żaluzją stanowi Osłonę wlotu chroniącą przed deszczem czy śniegiem. Zabezpieczeniem przeciw owadom jest zwykle drobna siatka lub filtr z włókniny. Hałas w miarę możliwości jest zatrzymywany w labiryncie umieszczonym w nawietrzaku.
Celowo pominąłem kurz, którego w domu również nikt sobie nie życzy. Z kurzem jest pewien problem w przypadku wentylacji grawitacyjnej. Filtry wyłapujące bardzo małe cząsteczki zanieczyszczeń powodują jednocześnie znaczne straty ciśnienia. Filtry takie stosowane są więc raczej w wentylacji mechanicznej.

Regulacja
Ważna jest również możliwość regulacji ilości dopływającego powietrza, więc w nawietrzaku powinien być też mechanizm pozwalający na taką regulację. Należy pamiętać, że takiego mechanizmu nie da się zamknąć całkowicie. Norma mówi, że po zamknięciu mechanizmu regulacji przepływu nawietrzak powinien posiadać ok. 20~30% swojej nominalnej wydajności.
Zanim prześledzimy dalszą drogę powietrza, warto nadmienić, co w jego składzie decyduje o naszym samopoczuciu. Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na kondycję człowieka jest poziom dwutlenku węgla. Tym zagadnieniem zaczął zajmować się już w XIX wieku niemiecki profesor Max von Pettenkofer. Poziom CO2 w powietrzu świeżym to ok. 0,04%, czyli 400 PPM (Parts Per Milion – cząstek na milion). Akceptowalne warunki powietrza świeżego w pomieszczeniach biurowych i mieszkalnych to poniżej 0,06%, czyli ok. 600 PPM. Wartość poniżej 0,1% to wartość maksymalna dla powietrza higienicznego. Wartość 1% powoduje wzrost częstości oddychania. Wartość 1,5% to maksymalna dawka tolerowana przez człowieka pracującego w szczególnych warunkach, np. statki podwodne, statki kosmiczne. Wartość 2% powoduje dwukrotny wzrost szybkości oddychania, po dłuższej ekspozycji również bóle głowy. Przy wartości 5% i więcej CO2 jest wyczuwalny jako ostry zapach podobny do wody sodowej. Przy wartości 10% następuje gwałtowna i szybka utrata przytomności. Dłuższe przebywanie w takich warunkach prowadzi do śmierci.
Podczas snu człowiek pobiera z otoczenia tlen, a oddaje dwutlenek węgla. Jeśli więc wstajemy rano zmęczeni z bólem głowy, to przyczyną może być niewystarczająca wentylacja. Prawdopodobnie stężenie CO2 w powietrzu wzrosło z 0,04% do 2%. Musimy więc doprowadzić odpowiednią ilość powietrza – 20 m3/h x ilość osób w sypialni – zgodnie z normą. W dobrze wentylowanym pokoju człowiek nawet po krótkim śnie wstaje wypoczęty.

Usuwanie starego
Skoro zapewnione zostało dostarczenie powietrza do sypialni, trzeba też zadbać o skuteczne usunięcie „starego” powietrza. Gęstość dwutlenku węgla wynosi w normalnych warunkach otoczenia ok. 1,9 kg/m3. Dla porównania – średnia gęstość właściwa powietrza suchego to 1,2 kg/m3, tlenu 1,4 kg/m3. Zatem w powietrzu będącym w bezruchu CO2 będzie „osadzać się” w dolnej części pokoju.
Wniosek jest więc następujący: z sypialni i innych pomieszczeń, gdzie zanieczyszczeniem powietrza jest dwutlenek węgla (CO2), powietrze usuwamy otworem umieszczonym w dolnej części ściany lub drzwi, np. szczeliną między drzwiami i podłogą, której minimalna wielkość, zgodnie z normą, to 80 cm2. Powietrze wędruje zwykle przez korytarz do kuchni lub łazienki czy ubikacji. Do tych pomieszczeń powietrze powinno się dostać wlotami w dolnej części drzwi o przekroju minimum 200 cm2. Kuchnia i łazienka to miejsca, gdzie w wyniku prania, gotowania itd. wytwarza się dużo pary wodnej. Ponadto są to miejsca, w których często zachodzi proces spalania gazu w kuchence gazowej czy urządzeniu grzejącym wodę. W procesie spalania gazu powstaje dwutlenek węgla i para wodna. Istnieje także ryzyko, że przy niekorzystnych warunkach dla spalania powstanie tlenek węgla (CO), potocznie zwany czadem – bardzo niebezpieczny dla człowieka. Gęstość pary wodnej wynosi ok. 0,75 kg/m3, a czadu 1,1 kg/m3. Te gazy będą gromadzić się więc w górnej części pomieszczenia, dlatego kratki wywiewne są umieszczone – zgodnie z normą – w górnej części pomieszczenia.
W kuchni, łazience czy ubikacji, w pomieszczeniu bez okien będącym garderobą lub schowkiem na buty powietrze zanieczyszczane jest zapachami. Jest to kolejny powód, dla którego w tych pomieszczeniach umieszcza się kratki wywiewne.

Ciąg kominowy
Zanieczyszczone powietrze trafia przez kratki wywiewne do kanału wentylacyjnego i wydostaje się na zewnątrz. Pompą poruszającą cały mechanizm wentylacji grawitacyjnej jest zjawisko zwane ciągiem kominowym. Ciąg kominowy to podciśnienie wytwarzane w wyniku różnicy pomiędzy gęstością powietrza znajdującego się w kanale kominowym (ρw), a gęstością powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku (ρz). Gęstość powietrza (ρ) jest proporcjonalna do jego temperatury (t), więc w przybliżeniu możemy powiedzieć, że ciąg kominowy zależy od różnicy temperatury wewnątrz komina i na zewnątrz budynku. W przybliżeniu, ponieważ na gęstość powietrza niewielki wpływ ma zmiana jego składu (na przykład para wodna z gotowania, dwutlenek węgla z procesów życiowych i spalania itp.). W zimie będziemy mieć bardzo dobre warunki dla wentylacji grawitacyjnej. Na wiosnę i w jesieni warunki będą wystarczające, natomiast lato to okres, kiedy wentylacja grawitacyjna praktycznie nie działa. W wyjątkowych sytuacjach może nawet działać w przeciwnym kierunku – gdy w budynku jest zimniej niż na zewnątrz.
W następnym odcinku kontynuować będę omawianie m.in. problematyki ciągu kominowego.
Marcin Rokita
Ilustracje z archiwum Darco.

Rys. 1. Nawietrzak okrągły produkcji.
Rys. 2. Przepływ powietrza przez pomieszczenia.
Rys. 3. Umieszczenie wlotów i wylotów powietrza..
Rys. 4. Wykres przedstawiający ciąg kominowy o różnych porach roku.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij