Wentylacja mechaniczna

1. Co to jest i do czego służy wentylacja mechaniczna?

Wentylacja mechaniczna to system urządzeń tworzących układ zapewniający dostawę “świeżego” i usunięcie “zużytego” powietrza z budynku. Zazwyczaj układ taki składa się z centrali wentylacyjnej, sieci kanałów dystrybuujących powietrze i dodatkowych urządzeń towarzyszących (tłumiki hałasu, przepustnice itp.). W budownictwie mieszkalnym wentylacja mechaniczna to prosty i skuteczny układ, który znacznie podnosi komfort użytkowania i standard budynku. Wyobraźcie sobie, że będąc w swoich czterech ścianach zawsze oddychacie idealnie świeżym i czystym powietrzem. Tak jakbyście przebywali w ogrodzie lub na spacerze w parku. Dodatkowo wentylacja poprzez zastosowanie urządzenia zwanego rekuperatorem pozwala zaoszczędzić sporo energii wykorzystywanej do ogrzewania Naszego budynku. Jest to bardzo modne i nowoczesne rozwiązanie. W niektórych krajach zachodniej Europy stosowanie rekuperacji jest już wymogiem w każdym nowo budowanym domu jednorodzinnym. Dlaczego? Ponieważ poza wartościami związanymi z komfortem i podniesieniem standardu życia, są to systemy bardzo ekologiczne przyczyniające się do ochrony środowiska naturalnego, w szczególności atmosfery.

2. Czy wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła (rekuperator) to konieczność?

Zdecydowanie TAK! Ale dlaczego? Przez steki lat budownictwo korzystało z standardowej wentylacji grawitacyjnej wykorzystującej różnicę ciśnień (gęstości) powietrza w budynku i tego na zewnątrz. Wentylacja ta ma sporo wad, ale również jedną główną zaletę – nie wymaga żadnych urządzeń i obsługi, wystarczy posiadać komin i nieszczelności w konstrukcji budynku, aby działa bez zarzutu. Właśnie w tym miejscu pojawia się problem występujący w nowoczesnym budownictwie. Nowe budynki są “zbyt szczelne” aby mogła w nich działać standardowa wentylacja grawitacyjna. Powietrze z jednej strony jest usuwane kominem np. w kuchni lub łazience, ale z drugiej strony jakoś musi się do budynku dostać. W erze okien z PVC, 20cm izolacji na ścianach, folii w konstrukcji dachowej, budynki są tak szczelne, że standardowa wentylacja nie działa. Efektem tego jest wilgoć, grzyb i niezdrowa atmosfera w pomieszczeniach. Sytuację rozwiązują nawiewniki okiennie i inne nawietrzaki, niestety powodują, że po naszym domu hula zimne powietrze. Chłód ten musimy kompensować pracą układu centralnego ogrzewania, co znacznie podnosi koszty eksploatacji budynku. Tu na ratunek przychodzi właśnie rekuperacja.

3. Ile ciepła tracimy przez wentylację, a ile rekuperator pozwoli zatrzymać wewnątrz?

Wykonując audyt energetyczny standardowego nowo wybudowanego budynku (ściany z pustaka ceramicznego 24cm + 15cm izolacji, dach ocieplony wełną min. 25cm, okna PVC z nawietrznikami i wentylacja grawitacyjna działająca w oparciu o kominy wentylacyjne w kuchni i łazienkach) dowiemy się, że w sumie ze strat ciepła budynku 35-40% to ciepło tracone przez system wentylacji grawitacyjnej. Warto na chwilę przenieść się do części poradnika związanej z ogrzewaniem i wyborem źródeł ciepła. Tam zależnie od urządzenia przedstawione zostały roczne koszty ogrzewania budynku. Łatwo policzymy ile rocznie możemy zaoszczędzić na paliwie lub energii elektrycznej stosując w swoim domu wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła. Mimo, iż producenci central prześcigają się w podawaniu nominalnych sprawności urządzeń i czasem sięgają one nawet 95% odzysku to realna średnio roczna sprawność najlepszych urządzeń to ok. 85%. Jeśli w sumie strat Naszego budynku wentylacja grawitacyjna stanowi 40% całości to możemy spokojnie 85% tego ciepła zostawić w budynku. Czyli spowodować, że strata ciepła związana z wentylacją spadnie z 40% do 6% sumy strat ciepła. Przykładowo dla budynku o całkowitym zapotrzebowaniu ciepła na poziomie 12kW, zastosowanie dobrze zaprojektowanej i wykonanej rekuperacji pozwoli zejść z zapotrzebowaniem ciepła do ~7,9kW. Wprost przełoży się to na ~35% niższe rachunki za ogrzewanie.

4. Jak “zarobić” na wentylację mechaniczną na etapie budowy domu.

Pierwsza i fundamentalna sprawa to brak konieczności budowania ceramicznych kominów wentylacyjnych. Jeśli przypilnujemy tego od samego początku budowy to nie postawimy komina w kuchni, łazience i ubikacji, a to pozwoli na oszczędności na poziomie 2500-3000zł na każdym z nich. Łącznie oszczędzimy na materiale, robociźnie, obróbkach dachowych itp. około 8-9 tys zł. Druga możliwość to okna na parterze. W domu z wentylacją mechaniczną nie ma konieczności wietrzenia ponieważ wymiana powietrza jest ciągła i trwa 24h na dobę, więc na parterze możemy zastosować okna bez możliwości otwierania. Obniży to cenę każdego z okien o ok. 200zł i podniesie standard antywłamaniowy. Wykonując te proste czynności “zaoszczędzimy” około połowę kwoty, która przyda nam się na kompleksowe wykonanie rekuperacji. Reszta kwoty szybko zwróci się na etapie eksploatacji budynku dzięki oszczędności na paliwie.

5. Jak działa wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła?

Sercem, czyli napędem całego układu jest centrala wentylacyjna potocznie zwana rekuperatorem. Znajdują się tam dwa wentylatory powietrza i wymiennik ciepła. Powietrze atmosferyczne zasysane przez czerpnię powietrza transportowane jest kanałem wentylacyjnym do centrali, tam trafia na wymiennik ciepła zbudowany z setek kanalików z super cienkiego tworzywa sztucznego (czasem aluminium). Zasada działania wymiennika jest taka, że po jednej stornie cienkiego tworzywa przepływa świeże, zimne powietrze, a z drugiej ciepłe, “zużyte” powietrze z pomieszczeń. Oba strumienie powietrza nie mieszają się ale za pośrednictwem super cienkiego tworzywa wymieniają energię. Efektem działania wymiennika powietrze o temperaturze -20C potrafi podgrzać się do + 16C. Świeże i podgrzane powietrze wpływa do pomieszczeń czystych, czyli pokoi, sypialni, gabinetu, salonu itp. Po zasymilowaniu wszelkich zanieczyszczeń, zapachów, wilgoci, pyłków itp. powietrze jest usuwane przez tzw. “pomieszczenia brudne” – kuchnię, łazienki, wc, garderoby. Trafia do centrali, na wymiennik i pozbawione cennego ciepła jest usuwane na zewnątrz. W budownictwie mieszkalnym stosuje się tylko pomieszczenia nawiewne lub wywiewne, to znaczy, że w danym pomieszczeniu jest tylko jeden element nawiewny lub wyciągowy, a powietrze transportuje się swobodnie między pomieszczeniami. Aby powietrze skutecznie przepływało przez Nasz budynek musimy zastosować otwory w drzwiach lub obsadzać drzwi z minimalną przerwą nad podłogą ok 8-10mm.

6. Ile kosztuje eksploatacja wentylacji mechanicznej?

Koszty związane z eksploatacją są dwa. Główny koszt to energia elektryczna potrzebna do napędu wentylatorów, drugi to wymiana filtrów powietrza. Centrala działa 7 dni w tygodniu 24h na dobę i 365 dni w roku. Wentylator w centrali dobrej klasy zużywa od 20 do 50W energii, czyli około 40zł miesięcznie razem dla dwóch wentylatorów. Wymiana filtrów zależnie od producenta centrali jest to koszt od kilkunastu do kilkudziesięciu złotych za komplet filtrów. Zazwyczaj filtry wymienia się raz w roku. Jeśli zestawimy komfort jaki zyskujemy i oszczędności związane z ogrzewaniem okazuje się, że bieżące koszty eksploatacji są bardzo niskie. Dobra centrala posiada wentylatory napędzane prądem stałym o możliwości płynnej zmiany prędkości obrotowej, mają one znaczny wpływ na żywotność urządzeń i ilość konsumowanej energii.

7. Czy rekuperacja hałasuje?

Rekuperacja hałasuje, jeśli jest źle wykonana. Niestety, w moim odczuciu, prawie połowa instalacji wykonywanych w Naszych budynkach jest hałaśliwa i powoduje zupełnie inne odczucia od zamierzonych. Przyczyną tak działających instalacji są błędy wykonawcze, projektowe i niewłaściwej klasy urządzenia wentylacyjne. Jak uniknąć tych błędów? Po pierwsze każdy budynek jest inny i powinien mieć układ indywidualnie dobrany dla swoich potrzeb, w tym celu wykonuje się projekt instalacji. Dobry projekt to połowa sukcesu. Pozostałe dwa główne aspekty to odpowiedni wykonawca znający zasady prowadzenia i wibroizolacji kanałów. Firma, która fachowo zajmuje się wentylacją po wykonaniu montaży musi wykonać jej regulację i przedstawić protokół w tej regulacji podbity pieczątką z numerem uprawnień instalacyjnych. Dokument ten będzie wymagany przez kominiarza na etapie odbioru budynku. Regulację wykonuje się w oparciu o projekt instalacji wykorzystując urządzenie zwane anemomenterm (szkoda, że większość firm, które wykonuje instalacje na Naszym rynku nawet nie zna tego pojęcia). Ostatni element to urządzenia właściwej klasy. Producenci central wentylacyjnych podają wartości hałasu jakie generuje urządzenie w trakcie pracy, niestety na palcach jednej ręki można policzyć tych, którzy podają wyniki badań potwierdzone certyfikatem jednostki badawczej. Zdarza się również, że wartości podawanie są przy minimalnych obrotach wentylatorów urządzenia.

8. Kanały wentylacyjne. Wady i zalety.

Standardowym i klasycznym układem rozprowadzenia instalacji jest system rur i kształtek z kanałów wentylacyjnych okrągłych typu “spiro”. Jest to sztywna (nie mylić z elastyczną), stalowa rura z blachy ocynkowanej. Kanały te dają pewność właściwego rozdziału powietrza, długiej żywotności instalacji i cichej pracy. Po zmontowaniu przewody te izoluje się wełną mineralną z ekranem aluminiowym. Dzięki izolacji mamy pewność, że instalacja będzie cicha, nie utracimy odzyskanego ciepła, a na kanałach nie będzie skraplać się wilgoć. Należy unikać wykonawców, którzy próbując oszczędzić czas i materiał chcą wykonać nam instalację z kanałów elastycznych z gotową izolacją. Jest to materiał znacznie tańszy, szybszy i łatwiejszy w montażu, ale nie służy on do budowy całej instalacji tylko do podłączenia urządzeń w celu tłumienia drgań centrali i wykonaniu pojedynczych odcinków o nietypowym kształcie np. kolan. Dobra praktyka wentylacyjna mówi, że z kanałów elastycznych (potocznie zwane spiroflex’em lub anakonda) można wykonać maksymalnie do 10% całości instalacji. Dla odmiany nowoczesnym i dobrym rozwiązaniem jest stosowanie specjalnych antystatycznych i antybakteryjnych kanałów wentylacyjnych z tworzywa sztucznego. Są to zazwyczaj przewody o średnicy zewnętrznej 75mm. Jest to dobre i proste w zabudowie rozwiązanie. Wymaga ono bardzo szczegółowych obliczeń akustycznych na etapie projektu, a koszt materiałowy jest wyższy od rozwiązania standardowego opartego o sztywne rury spiro. Wybór miedzy układem kanałów sztywnych stalowych, a elastycznych tworzywowych jest zależy od zasobności portfela i uwarunkowań architektoniczno -budowlanych obiektu.

9. Na co zwrócić uwagę przy wyborze firmy wykonującej instalację?

Aby nie dołączyć do rzeszy użytkowników, którzy korzystają z wentylacji tylko wtedy gdy wychodzą z domu, bo jest zbyt głośna, a swoje żale wylewają na internetowych forach, należy zadbać o kilka spraw na etapie podejmowania decyzji.

1. Zamówić projekt instalacji wentylacji mechanicznej lub wybrać wykonawcę, który go dostarcza.

2. Wybrać urządzenie dobrej klasy, wentylatory EC, automatyczny by-pass, odpowiednią technologię rozmrażania wymiennika, izolację obudowy centrali. Możliwości automatyki, głośność urządzenia i apetyt na energię elektryczną to tylko podstawowe sprawy, na które trzeba zwrócić uwagę.

3. Odpowiedni system rozprowadzenia powietrza, kanały sztywne lub rozdzielczy system elastyczny kanałów z tworzywa antybakteryjnego.

4. Wykonawca musi wyregulować instalację i przedstawić protokół z tej regulacji.

5. Regulacja wykonywana jest profesjonalnym i atestowanym urządzeniem.

6. Regulacja odbywa się w oparciu o system przepustnic, niedopuszczalne jest regulowanie układu na anemostatach.

7. Stosowanie tłumików hałasu po stronie budynku za centralą.

Spełnienie powyższych warunków z całą pewnością spowoduje, że nie będziemy w stanie wybrać najtańszej oferty zarówno jeśli chodzi o wybór urządzenia jak i wykonawcy, ale w 100% zapewni cichą, ekonomiczną i skuteczną pracę wentylacji mechanicznej, która przyniesie Naszemu domowi komfort i oszczędności.

10. Powietrze gruntowe i wymienniki ciepła. Marketing czy realne korzyści?

Dwa podstawowe typy wymienników ciepła to układy typu bezpośredniego i z medium pośredniczącym. Zasada działania tych pierwszych jest następująca. Wokół budynku posiadamy zakopany system kanałów powietrznych np. rura z wkładką antybakteryjną Rehau AwaduktThermo. Przez układ rur zakopanych w gruncie przepływa to samo powietrze, które następnie krąży po Naszym budynku. Efekt działania dobrze zaprojektowanego i dobranego wymiennika przedstawia się następująco – sezon zimowy, na wejściu powietrze o temp. -20C po przejściu przez grunt podgrzeje się do -30C. W okresie letnim do wymiennika wpływa powietrze +30C, a wypływa ochłodzone do +21C. Podobnie działają wymienniki typu pośredniego, ale efekty ich pracy są słabsze. Będzie to -50C zimą i +24C latem. Wymienniki typu pośredniego zbudowane są z układu rur wypełnionych solanką i wymiennika (chłodnicy), która ciepło i chłód z gruntu przekazuje do powietrza wentylacyjnego.

Gruntowe wymienniki ciepła stosowane są od setek lat. Jest to tak obszerne zagadnienie, że można by było mu poświęcić cały osobny rozdział poradnika. Najmniejszej wątpliwości nie podlega fakt, że są to układy dobrze działające, ale zasadność ich stosowania w budownictwie jednorodzinnym ze względu na konieczność poniesienia sporych kosztów jest wątpliwa.

Z mojego doświadczenia, istnieją dwie sytuacje, w których wymiennik jest wstanie “obronić” się ekonomicznie. Pierwszy to sytuacja, gdy mamy dobrze izolowany budynek i koniecznie chcemy mieć klimatyzację w okresie letnim. Wydajność chłodnicza gruntowego wymiennika pozwoli nam skutecznie ochłodzić nowoczesny budynek (dobra izolacja i system przesłon przeciw słonecznych na oknach). Działanie wymiennika jest darmowe w odróżnieniu od agregatów klimatyzacyjnych, które pochłaniają gigantyczne ilości energii elektrycznej.

Druga sytuacja, gdzie stosowanie wymienników jest uzasadnione to wykorzystanie dolnego źródła pompy ciepła (odwiertów lub poziomych wymienników) do regeneracji dolnego źródła i chłodzenia powietrza wentylacyjnego w okresie letnim. Jeśli mamy pompę ciepła, gotowe dolne źródło i planujemy system rekuperacji, dodatkowa chłodnica na kanale czerpni powietrza umożliwi nam chłodzenie budynku w okresie letnim, dodatkowo kumulując energię w gruncie do wykorzystania w sezonie zimowym.