Problem zapewnienia dostatecznej wentylacji pomieszczeń – zwłaszcza mieszkalnych – pojawił się w momencie upowszechnienia montażu szczelnych okien wyposażonych w uszczelki wargowe.
Spowodowało to kilkunastokrotne zmniejszenie możliwości infiltracji powietrza zewnętrznego w porównaniu z dotychczas montowaną stolarką, co w powszechnie stosowanych systemach wentylacji grawitacyjnej praktycznie uniemożliwiało jej funkcjonowanie. W efekcie w źle wentylowanych pomieszczeniach nadmiernie wzrastała wilgotność powietrza, utrzymywały się nieprzyjemne zapachy, a w skrajnych sytuacjach znacznie podnosił się poziom dwutlenku węgla. Brak właściwej wentylacji prowadził też do tragicznych skutków spowodowanych brakiem dostatecznego dopływu powietrza do spalania w kotłach, podgrzewaczach wody, co w efekcie powodowało wydzielanie się tlenku węgla, doprowadzając do śmiertelnych zatruć. Brak świadomości o skutkach niedostatecznej wentylacji dotyczy nie tylko użytkowników mieszkań czy domów, ale również na etapie projektowania wentylacja pomieszczeń traktowana jest często marginalnie i sprowadza się do wrysowania kanałów odprowadzających zużyte powietrze bez wskazania na sposób doprowadzenia powietrza nawiewanego. Co prawda, produkowana obecnie stolarka okienna posiada tzw. funkcję rozszczelnienia, ale dopływ powietrza tą drogą jest z reguły niedostateczny, a użytkownicy rzadko z niej korzystają choćby ze względu na dyskomfort cieplny oraz znaczący wzrost hałasu zewnętrznego. Znacznie skuteczniejszym rozwiązaniem jest montaż nawiewników doprowadzających w sposób kontrolowany powietrze wentylacyjne.
Fot. 1. Nawiewnik higrosterowany
Fot. 2. Nawiewnik zamontowany na oknie
Fot. 3. Elementy składowe nawiewnika
Komfort świeżego powietrza
Intensywność wymiany powietrza w pomieszczeniach zależy od ich przeznaczenia, stopnia wytwarzania zanieczyszczeń, wymaganej czystości powietrza. Polskie Normy określają, jakie warunki powinna zapewniać wentylacja pomieszczeń, obiektów produkcyjnych lub usługowych. Wentylacja ta jest projektowana indywidualnie, głównie jako mechaniczna, nawiewno-wywiewna.
W pomieszczeniach mieszkalnych zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.), nominalny projektowany strumień powietrza wywiewanego nie powinien być mniejszy niż 20 m3/h w przeliczeniu na każdą osobę przewidzianą na pobyt stały. Jednocześnie od 1 stycznia 2009 r. współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi balkonowych powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m3/(mxhxdaPa2/3), a w przypadku zastosowania w pomieszczeniach innego rodzaju wentylacji niż wentylacja mechaniczna nawiewna lub nawiewno-wywiewna dopływ powietrza zewnętrznego, w ilości niezbędnej dla potrzeb wentylacyjnych, należy zapewnić przez urządzenia nawiewne umieszczone w oknach, drzwiach balkonowych lub w innych częściach przegród zewnętrznych.
Pomieszczenia mieszkalne użytkowane są z różną intensywnością zależnie od pory dnia, zatem i wentylacja powinna być dostosowana do ilości wytwarzanych zanieczyszczeń. Z badań wynika, że najważniejszym parametrem decydującym o jakości powietrza wewnętrznego jest zawartość pary wodnej. Jej wytwarzanie następuje w wyniku oddychania mieszkańców, parowania roślin, prania, gotowania czy kąpieli. Przyjmuje się, że ilość wytwarzanej pary wodnej przy typowym użytkowaniu mieszkania zawiera się w granicach 2–4 g/m3 h średnio w ciągu doby. Utrzymanie optymalnej wilgotności względnej pomieszczeń na poziomie 45–55% wymaga więc odpowiedniej wentylacji pomieszczeń głównie ze względu na konieczność usuwania pary wodnej. W zależności od pory roku w przeciętnych warunkach użytkowania lokalu w budynku wielorodzinnym lub domu, w ciągu godziny powinna następować 0,4–0,8-krotna wymiana powietrza. Większość pomieszczeń mieszkalnych wyposażona jest w wentylację naturalną (grawitacyjną) i choć nie jest to rozwiązanie doskonałe, to jednak ze względu na niskie koszty inwestycyjne, prostotę działania i bezawaryjność jest powszechnie stosowane w budynkach mieszkalnych. Jej efektywność działania zależy od warunków atmosferycznych (temperatury powietrza, wiatru) oraz wysokości kanałów wywiewnych i usytuowania ich wylotów. Intensywność wentylacji zmienia się więc w szerokim zakresie, a przy niewielkiej różnicy temperatury wewnętrznej i zewnętrznej praktycznie zanika. Problem ten z powodzeniem rozwiązuje wentylacja hybrydowa, w której ciąg w kanałach wentylacyjnych wymusza wentylator. Z oczywistych względów ilość powietrza usuwanego musi być równoważona przez napływ powietrza zewnętrznego, niezależnie od tego czy ciąg powstaje w sposób naturalny czy też jest wspomagany przez wentylator. W systemach wentylacji naturalnej i wspomaganej stosowany jest układ pośredniej lub bezpośredniej wymiany powietrza. W pierwszym wariancie nawiew odbywa się do pomieszczeń o niskim stężeniu zanieczyszczeń, np. sypialnie, pokoje dzienne, a wywiew z pomieszczeń „brudnych” – kuchni, łazienki, wc. Przy takim rozwiązaniu konieczne jest umożliwienie cyrkulacji powietrza wentylacyjnego w lokalu lub budynku przez zamontowanie kratek wentylacyjnych w drzwiach, podcięcie drzwi. Przy wentylacji bezpośredniej każde pomieszczenie ma oddzielny nawiew i wywiew powietrza wentylacyjnego. Ponieważ potrzeby wentylacyjne zmieniają się zależnie od intensywności wykorzystywania pomieszczeń, a także warunków zewnętrznych, konieczne jest zapewnienie możliwości regulacji napływu powietrza zewnętrznego. Dzięki temu można uniknąć przewentylowania, co pociąga za sobą niepotrzebne straty ciepła, a także obniża komfort użytkowania szczególnie przy niskich temperaturach powietrza zewnętrznego.
|
Typ pomieszczenia
|
Strumień powietrza [m³/h]
|
|
Kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona w kuchenkę gazową lub węglową
|
70
|
|
Kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona w kuchnię elektryczną
|
|
|
w mieszkaniu do trzech osób
|
30
|
|
Kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona w kuchnię elektryczną
|
|
|
w mieszkaniu dla więcej niż trzech osób
|
50
|
|
Kuchnia bez okna zewnętrznego lub wnęki kuchennej wyposażona
|
|
|
w kuchnię elektryczną
|
50
|
|
Łazienka z ustępem lub bez
|
50
|
|
Oddzielny ustęp
|
30
|
|
Pomocnicze pomieszczenie bezokienne (garderoba, schowek)
|
15
|
Tab. Normatywne wymagania wentylacyjne dla pomieszczeń pomocniczych w mieszkaniach
Nawiewniki
Dopływ powietrza zewnętrznego w systemach zarówno wentylacji grawitacyjnej, jak i wyciągowej realizowany jest głównie poprzez nawiewniki okienne, które mogą posiadać regulację ręczną, ciśnieniową lub higrostatyczną. Montowane są one w górnej części okna, dzięki czemu nie występuje odczuwalny strumień chłodnego powietrza zewnętrznego. Napływające powietrze miesza się bowiem z ogrzanym w górnej części pomieszczenia, co gwarantuje równomierny rozkład temperatury na całej powierzchni.
Nawiewniki z regulacją ręczną stosowane są głównie w pomieszczeniach użytkowanych okresowo i wymagają ustawienia pożądanego napływu powietrza za pośrednictwem dźwigni sterującej przysłoną przepływu. Ze względu na uciążliwą obsługę i konieczność każdorazowej interwencji w razie zbyt małego lub nadmiernego dopływu powietrza montowane są sporadycznie. Dostępne są też modele wyposażone w mechanizm sterowania przysłoną napędzany silnikiem elektrycznym. W takim wykonaniu doskonale nadają się do zamontowania np. w kuchni, gdy układ regulacji nawiewnika będzie sprzężony z wentylatorem wyciągowym okapu. Załączenie wyciągu nadkuchennego spowoduje samoczynne otwarcie nawiewnika, zapewniając dodatkowy dopływ powietrza niezbędny do usunięcia oparów podczas gotowania.
Nawiewniki z regulacją ciśnieniową ograniczają przepływ powietrza, w momencie gdy wzrośnie różnica ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz budynku na skutek np. podmuchów wiatru. Przymykanie przepływu następuje po przekroczeniu określonego ciśnienia (najczęściej 30–40 Pa), co chroni przede wszystkim przed przewentylowaniem pomieszczeń. Nawiewniki te mogą posiadać również ręczną regulację przepływu powietrza.
W pełni zautomatyzowaną regulację napływu powietrza zapewniają nawiewniki higrosterowane wyposażone niekiedy również w regulację ciśnieniową.
Higrosterowanie polega na uzależnieniu strumienia przepływającego powietrza od zawartości pary wodnej wewnątrz pomieszczenia. Nawiewniki te wyposażone są wiązkę taśm z modyfikowanego poliamidu, który reaguje na niewielkie już zmiany wilgotności względnej. Za pomocą prostego układu mechanicznego zmiana długości taśm przekładana jest na ruch otwierający lub zamykający przepustnice. Powoduje to zwiększenia lub dławienie strumienia napływającego powietrza. Nawiewniki pracują w zakresie wilgotności względnej od 30 do 70%. Jeżeli wilgotność w pomieszczeniach jest mniejsza lub równa 30%, nawiewnik jest przymknięty, a do pomieszczenia doprowadzony jest minimalny strumień powietrza. Wraz ze wzrostem wilgotności nawiewnik otwiera się i przy wilgotności 70% lub więcej uzyskuje wydajność maksymalną. Konstrukcja nawiewnika wyklucza możliwość kontaktu powietrza zewnętrznego z czujnikiem wilgoci.
Rys. 1. Napływ powietrza zewnętrznego przy różnych współczynnikach infiltracji przez okno
Rys. 2. Przepływ powietrza przez nawiewnik
Rys. 3. Przykładowa charakterystyka przepływu nawiewników ciśnieniowych
Problem z hałasem
Zamontowanie nawiewnika okiennego nieuchronnie prowadzi do zmniejszeniaizolacyjności akustycznej pomieszczenia, gdyż szczelina wentylacyjna stanowi drogę przenikania dla dźwięków zewnętrznych. Producenci nawiewników starają się opracować takie konstrukcje, które możliwie skutecznie będą chronić przed hałasem. Standardowe nawiewniki charakteryzują się wskaźnikiem tłumienia dźwięków na poziomie 33–36 dB, natomiast w wykonaniu „akustycznym” wskaźnik ten wzrasta do 42 dB. Jednak wskaźnika tłumienia nawiewników nie można traktować jako wartości tłumienia akustycznego całego okna. Nie stanowi on bowiem rzeczywistej przegrody akustycznej i w praktyce powoduje obniżenie wskaźnika izolacyjności akustycznej okna o 4–10 dB zależnie od jego wielkości i własności dźwiękochłonnych. Na przykład zamontowanie nawiewnika o wskaźniku tłumienia 33 dB w oknie o izolacyjności akustycznej 35 dB i powierzchni 2,2 m2 spowoduje, że okno z nawiewnikiem uzyska wskaźnik 26 dB. Jeśli w takim samym oknie zostanie zamontowany nawiewnik o wskaźniku 40 dB, to okno jako całość będzie miało izolacyjność akustyczną na poziomie 31 dB.
Rys. 4. Charakterystyka napływu powietrza przez nawiewnik higrosterowany dla ciśnienia 10 Pa
Rys. 5. Montaż nawiewnika w oknie drewnianym i PCW
Rys. 6. Montaż nawiewnika w oknie aluminiowym i rolokasecie
Montaż nawiewników
Montaż nawiewników może odbywać się w zakładzie produkującym okna, mogą też być one instalowane w oknach już osadzonych. Nawiewniki można montowaćw oknach z PCW, drewnianych lub aluminiowych, a także w kasetach rolet zewnętrznych. W przypadku okien plastikowych szczeliny wentylacyjne wykonuje się na powierzchniach przylgowych skrzydła i ościeżnicy, dzięki czemu nie jest naruszone metalowe wzmocnienie tych profili. Natomiast w oknach drewnianych i aluminiowych szczeliny wycinane są w profilu skrzydła okiennego. Wszystkie nawiewniki składają się z dwóch paneli – zewnętrznego okapnika, który chroni przed przedostawaniem się wody opadowej, owadów, a także odpowiada za własności akustyczne, oraz wewnętrznego, z mechanizmem sterowania ilością doprowadzonego powietrza i ukierunkowaniem nawiewu. Po wycięciu szczelin w profilach okiennych obie części nawiewnika przykręcane są wkrętami do skrzydła. Nawiewniki produkowane są w kilku kolorach, co pozwala dobrać je pod względem barwy do kolorystyki okna.
Cezary Jankowski
Zdjęcia: Archiwum firmy Aereco
