Na temat wentylacji w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych powstało już wiele opracowań. Problematyka od strony naukowej wydaje się być rozpoznana, niemniej jednak w dalszym ciągu dochodzi do nieprawidłowości, które mają niebagatelny wpływ na bezpieczeństwo mieszkańców, jak i eksploatację budynków. Jeżeli dodamy do tego fakt, iż prawidłowo funkcjonujący system wentylacji ma wpływ na koszty eksploatacji budynku, to jest to zagadnienie jak najbardziej znajdujące się w orbicie Naszych zainteresowań, dlatego też rozpoczynamy cykl artykułów mających na celu pomoc w rozwiązaniu problemów wentylacji w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych. Przedmiotem niniejszego artykułu jest przypomnienie podstawowej wiedzy na temat działania tych systemów, jak i kilku wymagań prawnych jakie ustawodawcy stawiają przez zarządcami i właścicielami. Gdy mówimy o błędach w interesującym Nas obszarze można je podzielić na dwie grupy:
1.Projektowo – wykonawcze, poczynione na etapie projektu i wznoszenia budynku,
2.Eksploatacyjne, wynikające ze sposobu użytkowania, jak również uwzględniające te powstałe w wyniku niekompletnie przeprowadzonej modernizacji obiektu.
W niniejszym artykule chcielibyśmy zająć się grupą drugą.
Zadaniem wentylacji jest:
1.Dostarczenie tlenu niezbędnego do oddychania,
2.Dostarczenie tlenu dla zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów spalania,
3.Obniżenie zawartości wilgoci w powietrzu,
4.Obniżenie stężenia zanieczyszczeń gazowych i pyłowych emitowanych przez człowieka, wynikających z jego działalności w środowisku wewnętrznym mieszkania, oraz pochodzących od ustroju budowlanego.
Tak więc prawidłowo funkcjonujący system wentylacji ma zapewnić poprzez wymaganą przepisami wymianę powietrza, odpowiedni mikroklimat wewnątrz budynku, który ma wpływ tak na komfort zamieszkujących go osób, jak i prawidłową eksploatację urządzeń w nim się znajdujących, co często jest równoznaczne z bezpieczeństwem użytkowników obiektu.
Problemem systemów wentylacji w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych jest fakt iż w znacznej większości przypadków musimy mówić o wentylacji grawitacyjnej ( działającej w oparciu o siły natury )co w określonych warunkach komplikuje możliwości efektywnego ich działania.
Jeszcze kilka lat temu zarządcy tego typu budynków tłumaczyli ( zgodnie z prawdą ) że nie można nic zrobić, aby poprawić funkcjonowanie wentylacji, ponieważ takie są możliwości techniczne budynku, niemniej jednak na przestrzeni lat wachlarz urządzeń rozwiązujących podstawowe problemy z wentylacją został mocno rozbudowany. Niestety część zarządców nie korzysta z możliwości jakie stwarzają nowoczesne technologie dostępne w budownictwie, a szkoda ponieważ z jednej strony mogliby poprawić komfort mieszkańców, z drugiej zaś spełnić wymagania stosownych przepisów.
Przypomnienie należałoby rozpocząć od wymagań normy PN-83/B-03430, w zakresie strumieni objętości powietrza wentylacyjnego dla mieszkania określony jako sumę strumieni powietrza, usuwanych z pomieszczeń. Strumienie te, niezależnie od rodzaju wentylacji, powinny wynosić co najmniej:
1.Dla kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchnie gazowa lub węgłową – 70 m3/h,
2.Dla kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchnie elektryczna
– w mieszkaniu do 3 osób – 30 m3/h,
– w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób – 50 m3/h,
-dla kuchni bez okna zewnętrznego lub dla wnęki kuchennej, wyposażonej w kuchnie elektryczna – 50 m3/h,
– dla łazienki (z ustępem lub bez) – 50 m3/h,
3.Dla oddzielnego ustępu – 30 m3/h,
4.Dla pomocniczego pomieszczenia bezokiennego – 15 m3/h,
5.Dla pokoju mieszkalnego, oddzielonego od innych pomieszczeń więcej niż dwojgiem drzwi, pokoju znajdującego się na wyższym poziomie w wielopoziomowym budynku jednorodzinnym lub w wielopoziomowym mieszkaniu w budynku wielorodzinnym. 30 m3/h,
6.Kuchnie bez okna zewnętrznego, wyposażone w kuchnie gazowa powinny mieć mechaniczna wentylacje wywiewna; usuwany strumień powietrza powinien wynosić 70 m3/h.
Wentylacja grawitacyjna , gdyż o takiej w przypadku ponad 90% budynków mieszkalnych wielorodzinnych należy mówić, jest systemem w którym wymiana powietrza w pomieszczeniu wymuszana jest ruchem powietrza, który z kolei powstaje w wyniku różnicy ciśnień spowodowanej:
– siłą wiatru,
– siłami grawitacji,
– z działania wiatru i sił grawitacji.
Działanie wentylacji naturalnej można sprowadzić do dwóch zasadniczych etapów:
– nawiewu powietrza wentylacyjnego,
– wywiewu powietrza wentylacyjnego,
Organizacja nawiewu
W przypadku nawiewu powietrza wentylacyjnego najczęściej proces ten jest realizowany poprzez infiltrację powietrza przez porowate materiały budowlane, nieszczelności przegród oraz szczeliny wokół okien i drzwi. Należy tutaj zauważyć iż wadą tego typu rozwiązania jest kompletny brak kontroli nad ilością napływającego powietrza, ponadto w budynkach o konstrukcji nowszej mającej lepszą izolację termiczną ( lub starszych, ale poddanych termomodernizacji przegród ) infiltracja jest ograniczona i bez montażu odpowiednich urządzeń zwanych nawietrzakami nie zapewnimy odpowiedniego napływu powietrza.
Problem ten został zresztą zauważony przez ustawodawców i stosowne zapisy zostały zawarte w §155.3 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Materia ta jest również omówiona w normie PN-83 B-03430.
Zwracam celowo uwagę na prawne wymagania stosowania urządzeń doprowadzających powietrze do budynku , ponieważ nie w każdym budynku są one stosowane, a jest to niezmiernie istotny element systemu wentylacji grawitacyjnej. Brak wymaganej ilości powietrza może doprowadzić np. do , problemów w działaniu niektórych urządzeń technicznych (np. gazowych przepływowych podgrzewaczy wody) które w takiej sytuacji będą zasysały powietrze przez kratki wywiewne, co wiąże się z odwróceniem ciągu kominowego , i jest zjawiskiem bardzo niebezpiecznym.
Jeżeli chodzi o nawietrzaki to najczęściej stosowane w Polsce są te montowane na oknach. Możemy je podzielić ze względu na:
1. Sposób montażu – wszybowe, oraz naramowe
2. Zasadę działania – mechaniczne (sterowane ręcznie), automatyczne ( najczęściej higrosterowalne)
zdjęcie1. nawietrzak naramowy airvent SM1000 produkcji firmy BROOKVENT;
źródło www.brookvent.pl
zdjęcie2. nawietrzak wszybowy air vent DG1500 produkcji firmy BROOKVENT;
źródło www.brookvent.pl
Rzadziej montowanymi są nawietrzaki ścienne , częściej spotykane w pomieszczeniach gospodarczych, czy technicznych jak np. kotłownie, niż mieszkalnych.
zdjęcie3. nawietrzak ścienny z grzałką NG80A/NG110A produkcji firmy DARCO;
źródło www.darco.com.pl
Dobór montowanych nawietrzaków, nie może być przypadkowy, a jego zasady przedstawimy w jednym z kolejnych artykułów.
Organizacja wywiewu
Ten etap może być realizowany poprzez otwarte okna, i drzwi, lub też poprzez kominy wentylacyjne w które wyposażona jest większość budynków zamieszkania zbiorowego. Z racji iż sposób pierwszy z różnych przyczyn nie może być podstawowym rozwiązaniem w poniższej części skupimy się na odprowadzaniu powietrza wentylacyjnego przy pomocy kominów wentylacyjnych. Temat dla większości znany, jednakże pomimo tego, właśnie tutaj następuje najwięcej zaniedbań w wyniku błędnej oceny procesów zachodzących w pracy kanałów wentylacyjnych jak i w ich otoczeniu.
Zacznijmy więc od przypomnienia podstawowych informacji na temat działania komina wentylacyjnego.
Skuteczność jego działania zależy od siły ciągu kominowego, który jest wynikiem działań sił natury. Za jego powstanie odpowiada różnica gęstości ciśnień powietrza wewnątrz budynku, jak i tego znajdującego się w atmosferze na zewnątrz budynku. Gęstość powietrza z kolei jest pochodną jego temperatury. Im cieplejsze powietrze tym lżejsze( łatwo unosi się do góry przez warstwy powietrza chłodniejszego ) dlatego też najlepszy ciąg powinien mieć miejsce w okresie jesienno – zimowym, a jednak to w tym okresie dochodzi do największej liczby zatruć CO, lub CO2.
Aby spróbować wytłumaczyć tę zależność, poszerzmy dodatkowo informacje dotyczące dwóch zmiennych od których zależy prawidłowy ciąg kominowy, a mianowicie: ciśnienia czynnego przewodu wentylacyjnego, oraz działania wiatru.
Ciśnienie czynne to różnica ciśnień hydrostatycznych pomiędzy ciśnieniem wywieranym przez słup powietrza zewnętrznego o gęstości ρe , a ciśnieniem wywieranym przez słup powietrza wewnętrznego o gęstości ρi. Ciśnienia to wyznaczamy na poziomie wlotu powietrza do przewodu wentylacyjnego wg wzoru:
Hg = g hg (ρe – ρi )
gdzie:
Hg – ciśnienie czynne przewodu wentylacji grawitacyjnej ( Pa)
g – przyspieszenie ziemskie (m2/s)
hg – wysokość przewodu wentylacyjnego od osi otworu wlotowego do osi otworu wylotowego
ρe – ρi – gęstość powietrza zewnętrznego w pomieszczeniu (kg/m3)
Zobaczmy zatem jak rozkłada się ciśnienie na poszczególnych kondygnacjach przykładowego budynku , przy założeniu różnych temperatur powietrza zewnętrznego ( tz).
Jeżeli chodzi o wartość ciśnienia czynnego, to im jest ono wyższe (kondygnacje niższe) tym lepszy ciąg powietrza (gazów) w przewodzie wentylacyjnym . Dlatego tak ważnym jest, aby nie dopuścić do dodatkowego osłabienia ciągu powietrza, które może być spowodowane:
1.Niewłaściwą konstrukcją komina.
2.Zbyt krótkimi przewodami wentylacyjnymi,
3.Za małym przekrojem przewodów wentylacyjnych,
4.Nieprawidłowym wyprowadzeniem komina wentylacyjnego ponad dach,
5.Niewłaściwym rodzajem użytkowanej wentylacji,
6.Brakiem zabezpieczenia komina wentylacyjnego przed działaniem wiatru.
Pierwsze pięć przyczyn jest spowodowanych błędami projektowymi, lub wykonawczymi, które nie są przedmiotem niniejszego opracowania. Oczywiście jeżeli zaburzenia w funkcjonowaniu wywiewu powietrza są spowodowane, którymś z tych czynników mamy wówczas do czynienia z ciągłymi nie domaganiami, lub pojawiającymi się bardzo często.
Przeprowadzenie podobnych symulacji i obliczeń, jak te których wyniki przestawia tabela1 było przyczynkiem do wprowadzenia regulacji prawnych w zakresie stosowanych rodzajów systemów wentylacji. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie ( wraz z późniejszymi zmianami):
§ 148. 1. Wentylację mechaniczną wywiewną lub nawiewno-wywiewną należy stosować w budynkach wysokich i wysokościowych oraz w innych budynkach, w których zapewnienie odpowiedniej jakości środowiska wewnętrznego nie jest możliwe za pomocą wentylacji grawitacyjnej. W pozostałych budynkach może być stosowana wentylacja grawitacyjna.
Kwestia ta jest również doprecyzowana w normie PN-83B 03430, która dopuszcza stosowanie wentylacji grawitacyjnej w budynkach do 9 kondygnacji, natomiast w wyższych ordynuje stosowanie wentylacji mechanicznej wywiewnej, lub nawiewno – wywiewnej.
Tutaj dochodzimy do miejsca, gdzie zwłaszcza w przypadku tzw. budownictwa wielkopłytowego pojawia się pytanie o zastosowane systemy wentylacji, które z reguły nie odpowiadają wymaganiom prawnym. O ile jeszcze kilkanaście lat temu problem ten był nierozwiązywalny i zarządcy, oraz mieszkańcy byli skazani na wentylację w pełni grawitacyjną, o tyle współcześnie dostępna technika pozwala na dostosowanie wentylacji do wymagań stawianych przez przepisy. Będziemy na tych łamach prezentować takie rozwiązania w najbliższym czasie.
Działanie sił wiatru jest zagadnieniem losowym, na które człowiek nie ma wpływu, przy czym stosując odpowiednie rozwiązania techniczne może bronić się przed jego negatywnym oddziaływaniem . Wiatr mimo, że jest czynnikiem sprzyjającym ciągowi kominowemu, poprzez zmienność swoich wartości takich jak siła i kierunek może spowodować zaburzenia w prawidłowym działaniu kominów wentylacyjnych. W warunkach działania tzw. wiatru opadającego może dojść do zamknięcia wylotu komina i zaniku ciągu kominowego lub odwrócenia ciągu kominowego. Jest to bardzo niebezpieczne zjawisko, gdyż może doprowadzić do zasysania spalin wydostających się z przewodów spalinowych oraz dymowych i wtłaczania ich do budynku.
zdjęcie4. wpływ wiatru na budynek; źródło www.darco.com.pl
Prawodawstwo w zakresie budownictwa objęło stosownymi przepisami problem zabezpieczenia kominów wentylacyjnych i spalinowych przed działaniem sił wiatru i w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
( wraz z późniejszymi zmianami) mamy zapis:
§ 143. 1. W budynkach usytuowanych w II i III strefie obciążenia wiatrem, określonych Polskimi Normami, należy stosować na przewodach dymowych i spalinowych nasady kominowe zabezpieczające przed odwróceniem ciągu, przy zachowaniu wymagań § 146 ust. 1.( § 146. 1. Wyloty przewodów kominowych powinny być dostępne do czyszczenia i okresowej kontroli, z uwzględnieniem przepisów § 308)
§143. 2.Nasady kominowe, o których mowa w ust. 1, należy również stosować na innych obszarach, jeżeli wymagają tego położenie budynków i lokalne warunki topograficzne.
mapa1. strefy obciążenia wiatrem;
źródło www.budujemydom.pl
Poszczególne strefy klimatyczne określa mapka opracowana na podstawie normy, przy czym w związku ze zmianami klimatycznymi jakie obserwujemy w Polsce i zjawiskiem nagłego pojawiania się silnych wiatrów o zmiennym kierunku w pozostałych rejonach (poza określonymi w normie), wymóg stosowania nasad kominowych powinien zostać rozszerzony na teren całego kraju.
Należy tutaj zauważyć że powyższe zapisy są kolejnymi, które nie w każdym przypadku są stosowane. Mieszkając i przemieszczając się w III strefie obciążenia wiatrem widzę, że spora ilość budynków nie posiada stosownych zabezpieczeń kominów wentylacyjnych i spalinowych.
Przechodząc do nasad kominowych, to mamy ich wiele rodzajów, z których kilka przedstawiam poniżej.
Wywietrzak typu H
zdjęcie5. wywietrzak typu H produkcji firmy DARCO;
źródło www.darco.com.pl
Wywietrzak H jest urządzeniem wykorzystującym energię kinetyczną wiatru do wspomagania ciągu kominowego. Wytwarza korzystny układ ciśnień sprzyjający ruchowi powietrza w przewodzie kominowym. Montuje się go na wylotach kominowych wentylacji
wywiewnej o działaniu grawitacyjnym. Służy do :
–do wspomagania wentylacji grawitacyjnej wywiewnej;
–kiedy występują zawirowania powietrza na wylocie komina spowodowane jego niekorzystnym usytuowaniem;
–przy niekorzystnej konfiguracji terenu, silnych i częstych wiatrach (II i III strefa obciążenia wiatrem);
–kiedy brak jest ustabilizowanego ciągu kominowego lub jest on zbyt mały.
Nasady samonastawne
zdjęcie6. samonastawna nasada kominowa Rotowent produkcji firmy DARCO;
źródło www.darco.com.pl
Wizualizacja działania nasady: http://www.darco.com.pl/gfx/anim/rotowent.htm
Samonastawna nasada kominowa ROTOWENT jest urządzeniem dynamicznie wykorzystującym siłę wiatru do wspomagania ciągu kominowego. Niezależnie od kierunku, siły i rodzaju wiatru wylot kołpaka nasady ustawia się po zawietrznej stronie wiejącego wiatru. Montuje się go na wylotach kominowych o działaniu grawitacyjnym: wentylacyjnych, spalinowych i dymowych. Znajduje zastosowanie:
–przy wspomaganiu wentylacji grawitacyjnej wywiewnej oraz ciągu w kominach spalinowych i dymowych;
–kiedy występują zawirowania powietrza na wylocie komina spowodowane jego niekorzystnym usytuowaniem;
–przy niekorzystnej konfiguracji terenu, silnych i częstych wiatrach (II i. III strefa obciążenia wiatrem);
–kiedy brak jest ustabilizowanego ciągu kominowego lub jest on zbyt mały.
Nasady obrotowe
zdjęcie6. obrotowa nasada kominowa Rotowent produkcji firmy DARCO;
źródło www.darco.com.pl
Wizualizacja działania nasady: http://www.darco.com.pl/gfx/anim/turbowent.htm
Obrotowa nasada kominowa TURBOWENT jest urządzeniem dynamicznie wykorzystującym siłę wiatru do wspomagania ciągu kominowego. Niezależnie od kierunku, siły i rodzaju wiatru, turbina nasady obraca się zawsze w jedną i tę samą stronę. Montuje się ją na wylotach kominowych wentylacji grawitacyjnej. Służy do :
–wspomagania wentylacji grawitacyjnej wywiewnej;
–kiedy występują zawirowania powietrza na wylocie komina spowodowane jego niekorzystnym usytuowaniem;
–przy niekorzystnej konfiguracji terenu, silnych i częstych wiatrach (II i III strefa obciążenia wiatrem);
–kiedy brak jest ustabilizowanego ciągu kominowego lub jest on zbyt mały.
Dobór nasad kominowych, podobnie jak w przypadku nawietrzaków nie powinna być dziełem przypadku, dlatego też w jednym z kolejnych artykułów zostaną one przedstawione.
Powiązane artykuły:
https://oszczędnybudynek.pl/wentylacja-hybrydowa-koszt-wykonania/
Powyższy artykuł jest objęty prawami autorskimi, powielanie, kopiowanie tylko i wyłącznie za zgodą autora.
W przypadku pytań zapraszamy do kontaktu z autorem: kontakt@oszczędnybudynek.pl
