Baza wiedzy rynkowej
Przeglądasz profil popularny
Kanały wentylacji naturalnej
Drukuj PowrótCzynnikiem, który w istotny sposób wpływa na skuteczność wentylacji naturalnej, jest architektura budynku, w tym rozmieszczenie i budowa kanałów wywiewnych. Podstawowe wymagania dotyczące budowy kanałów są zawarte w normach [1,2] i rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych [3]. Wymagania te nie obejmują jednak wszystkich możliwych koncepcji budowy kanałów wywiewnych, nie przewidują obliczeniowego sprawdzenia skuteczności kanałów wywiewnych, nie obligują także do jednoznacznego sprawdzenia w praktyce wydajności wentylacji podczas odbioru budynku. Przepisy pozostawiają więc projektantom, inwestorom i wykonawcom duży margines swobody, nie zawsze właściwie wykorzystywany. W efekcie często są popełniane błędy lub niezręczności projektowe, a nawet zaniedbania.
Rozmieszczenie i budowa kanałów
W budynkach wentylowanych w sposób naturalny (grawitacyjny) zanieczyszczone powietrze jest usuwane przez kanały wywiewne.
Kanały wywiewne powinny być usytuowane w kuchniach, łazienkach, toaletach, pomieszczeniach bezokiennych (schowkach, garderobach). Ponadto kanały wywiewne muszą się znaleźć w pokojach górnej kondygnacji dla mieszkań dwupoziomowych oraz w pomieszczeniach, które są oddzielone więcej niż dwojgiem drzwi od kuchni, łazienki lub toalety.
Mimo, że norma [1] podaje jednoznacznie te wymagania, jednym z częstszych błędów jest brak kanałów wywiewnych w pomieszczeniach bezokiennych i na górnej kondygnacji mieszkań dwupoziomowych, czyli w praktyce w budynkach jednorodzinnych piętrowych lub z tak zwanym użytkowym poddaszem.
Kanały wywiewne muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby zapewniały usuwanie powietrza z pomieszczeń zgodnie z wymaganiami normy (przy temperaturze zewnętrznej +12 stopni Celsjusza i temperaturze w pomieszczeniu zgodnej z parametrami obliczeniowymi powietrza wewnętrznego). Skuteczność działania kanałów wywiewnych wentylacji naturalnej zależy od siły ciągu (mierzonej prędkością przepływu powietrza) oraz od wielkości pola przekroju kanału. Z kolei ciąg w kanale wentylacyjnym zależy od warunków naturalnych (różnicy gęstości powietrza wewnętrznego i zewnętrznego) oraz długości kanału. Rolą projektanta powinno więc być określenie wymiarów kanału, zapewniających jego właściwą wydajność.
Przepisy określają minimalną wielkość kanału wywiewnego wentylacji naturalnej. Pole przekroju musi mieć co najmniej 0,016 m2. Należy przy tym pamiętać, że najmniejszy wymiar kanału prostokątnego musi mieć co najmniej 10 cm. W praktyce nie prowadzi się żadnych obliczeń, 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.
W praktyce 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.
Praktyka podpowiada, że wskazane jest aby wszystkie kanały w mieszkaniu miały zbliżoną długość. O ile w jednym mieszkaniu kanały będą różnej długości, ich działanie może się wzajemnie zakłócać. 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. Zjawisko to występuje szczególnie często gdy mieszkanie jest szczelne i nie ma należytego dopływu powietrza zewnętrznego. Jeżeli niemożliwe jest wyrównanie długości kanałów, rozwiązaniem może być dławienie przepływu w dłuższym kanale za pomocą regulowanej kratki wentylacyjnej.
Kolejnym czynnikiem, od którego zależy siła ciągu w kanałach wentylacji naturalnej jest różnica temperatury pomiędzy wlotem do kanału a jego zakończeniem. Im temperatura powietrza w pomieszczeniu jest wyższa od temperatury powietrza zewnętrznego, tym silniejszy jest ciąg kominowy. Optymalne warunki dla działanie wentylacji naturalnej występują zimą, a najbardziej niekorzystne latem. Dlatego w okresie od jesieni do wiosny należy zadbać o utrzymanie możliwie wysokiej temperatury kanałów. W tym celu kanały należy sytuować w ścianach wewnętrznych budynku (co określa norma [1]), a jeżeli są ulokowane w ścianach zewnętrznych, to muszą być dobrze ocieplone. Ocieplić należy także odcinki kanału przechodzące przez pomieszczenia nieogrzewane – na przykład na poddaszach nieużytkowych. Właściwe ocieplenie kanałów w strefach nieogrzewanych zapobiegnie nie tylko osłabianiu ciągu, ale także będzie chronić przed wykraplaniem na wewnętrznej powierzchni kanału wilgoci znajdującej się w usuwanym powietrzu. Latem izolacja kanałów wentylacyjnych nie odgrywa większej roli.
Rozważając przyczyny różnego ciągu w jednakowych kanałach wentylacyjnych obsługujących to samo mieszkanie, warto uwzględnić lokalizację kanałów, która może wpływać na ich temperaturę. Zblokowanie kanałów wentylacyjnych i kanału spalinowego lub rur rozprowadzających ciepłą wodę będzie sprzyjało skuteczności kanałów wentylacyjnych, które będą naturalnie podgrzewane. Może się jednak okazać, że jednocześnie siła ciągu w tych kanałach będzie znacznie większa niż w pozostałych, zlokalizowanych gdzie indziej w tym samym mieszkaniu. Tym samym w pozostałych nastąpi osłabienie lub wręcz odwrócenie ciągu.
Siła ciągu zależy także od oporów, na jakie natrafia powietrze przepływające kanałem. Im powierzchnia wewnętrzna kanału jest gładsza, tym opory są mniejsze. Dlatego połączenia bloczków, kształtek, pustaków lub cegieł, z których jest wymurowany kanał, powinny być wykonane wyjątkowo starannie. Niedopuszczalne są wszelkie wycieki zaprawy, uskoki na krawędziach elementów lub zagłębienia spoin. Nie wolno także dopuszczać do zmniejszania pola przekroju kanału. Wszelkie, nawet niewielki, nierówności na wewnętrznej powierzchni kanałów w znaczny sposób zaburzają ciąg kominowy.
Zwiększone opory przepływu powietrza powstają także w kanałach, które nie są prowadzone w linii prostej. Wszelkie załamania i odchylenia od pionu osłabiają ciąg kominowy. Dlatego normy [1,2] dopuszczają odchylenie kanału od pionu maksymalnie o 30 stopni. Niedopuszczalne jest wykonywanie poziomych odcinków kanałów, a niestety w wielu projektach takie rozwiązania się pojawiają. Najczęściej dzieje się tak, ponieważ projektanci nie umieszczają kanałów wywiewnych we wszystkich pomieszczeniach, w których należy, a następnie za pomocą poziomego odcinka kanału łączą te pomieszczenia z najbliższymi kominami wentylacyjnymi. Należy stanowczo stwierdzić, że tego typu rozwiązanie jest całkowicie nieskuteczne, a dyskusje z projektantami na temat dopuszczalnej długości poziomego odcinka kanału dowodzą niezrozumienia problemu.
Bardzo duże znaczenie dla sprawności działania kanału wentylacyjnego ma sposób jego zakończenia ponad dachem budynku. Przepisy podają ogólne zalecenia, w myśl których zakończenie kanału wentylacyjnego musi być wykonane w taki sposób aby nie powodowało zakłóceń działania wentylacji. Powoływane są także szczegółowe zalecenia wynikające z normy [2], obejmujące zależności pomiędzy odległością zakończenia komina od połaci dachowej, kąta nachylenia dachu i rodzaju pokrycia dachowego, odległości od przeszkód znajdujących się na dachu lub innych wyższych elementów budynku. Można jednak stwierdzić, że w wielu wypadkach nie są one przestrzegane, a często stosowane jedynie do zakończenia kanałów dymowych i spalinowych. Projektanci nazbyt często ograniczają się do projektowania wizualnej formy kominów, nie uwzględniając ich właściwości eksploatacyjnych.
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.
Przy projektowaniu zakończenia kominów nad połacią dachową, wskazane jest przeanalizowanie wszelkich możliwych czynników mogących wpływać na skuteczność działania kanałów, lecz spełnienie wymagań normy [2] należy potraktować jako niezbędne minimum.
Jednym z częstszych błędów popełnianych w budynkach z dachem skośnym, przeważnie w domach z użytkowym poddaszem, jest wyprowadzenie kanału wentylacyjnego ponad połać dachu za pomocą tak zwanego kominka wentylacyjnego – kilkudziesięciocentymetrowego przewodu zakończonego daszkiem. Element ten przewidziany przez producentów jako zakończenie odpowietrzenia pionów kanalizacyjnych, odpowietrzenie warstw połaci dachowej lub wyrzutnia powietrza wentylacji mechanicznej, jest stosowany zamiast zwykłego komina. 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. W tego typu rozwiązaniach z reguły dochodzi do odwrócenia ciągu (nawiewania powietrza do pomieszczeń) oraz wykraplania pary wodnej, która spływa po ściankach przewodu. Przy dużych mrozach dochodzi wręcz do zamarzania skroplin.
Doprowadzenie powietrza wentylacyjnego
Choć rolą kanałów wentylacji wywiewnej jest usuwanie zanieczyszczonego powietrza z budynku, ich skuteczność zależy nie tylko od prawidłowej budowy i rozmieszczenia. Nawet poprawnie zaprojektowane i wykonane kanały nie zagwarantują usuwania powietrza z budynku, jeżeli nie zostanie zapewniony właściwy dopływ powietrza do poszczególnych pomieszczeń. Podstawowa zasada wentylacji to: doprowadzenie powietrza do budynku, zapewnienie przepływu przez pomieszczenia i sprawne usuwanie zanieczyszczeń.
Jeżeli dopływ powietrza będzie niewystarczający, a to w praktyce występuje nagminnie, to w kanałach wywiewnych wytwarza się zbyt słaby ciąg, lub co najmniej w jednym z kanałów obsługujących mieszkanie ciąg ulega odwróceniu. Do pomieszczeń jest nawiewane powietrze przez kanały wentylacyjne.
Jedynym skutecznym sposobem dostarczenia powietrza do celów wentylacyjnych jest zastosowanie okiennych lub ściennych elementów doprowadzających – nawiewników lub nawietrzaków. Doprowadzenie powietrza przez szczeliny w oknach jest niewystarczające. Obecnie produkowane okna są wyposażone w systemu uszczelek, które uniemożliwiają skuteczną infiltrację powietrza. Także stosowanie rozszczelnienia poprzez regulację okuć okiennych jest niewystarczające.
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] PN-82/B-02402 „Ogrzewnictwo. Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach”
Ocena:
Musisz się zalogować by móc ocenić ten artykuł.
Rozmieszczenie i budowa kanałów
W budynkach wentylowanych w sposób naturalny (grawitacyjny) zanieczyszczone powietrze jest usuwane przez kanały wywiewne.
Kanały wywiewne powinny być usytuowane w kuchniach, łazienkach, toaletach, pomieszczeniach bezokiennych (schowkach, garderobach). Ponadto kanały wywiewne muszą się znaleźć w pokojach górnej kondygnacji dla mieszkań dwupoziomowych oraz w pomieszczeniach, które są oddzielone więcej niż dwojgiem drzwi od kuchni, łazienki lub toalety.
Mimo, że norma [1] podaje jednoznacznie te wymagania, jednym z częstszych błędów jest brak kanałów wywiewnych w pomieszczeniach bezokiennych i na górnej kondygnacji mieszkań dwupoziomowych, czyli w praktyce w budynkach jednorodzinnych piętrowych lub z tak zwanym użytkowym poddaszem.
Kanały wywiewne muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby zapewniały usuwanie powietrza z pomieszczeń zgodnie z wymaganiami normy (przy temperaturze zewnętrznej +12 stopni Celsjusza i temperaturze w pomieszczeniu zgodnej z parametrami obliczeniowymi powietrza wewnętrznego). Skuteczność działania kanałów wywiewnych wentylacji naturalnej zależy od siły ciągu (mierzonej prędkością przepływu powietrza) oraz od wielkości pola przekroju kanału. Z kolei ciąg w kanale wentylacyjnym zależy od warunków naturalnych (różnicy gęstości powietrza wewnętrznego i zewnętrznego) oraz długości kanału. Rolą projektanta powinno więc być określenie wymiarów kanału, zapewniających jego właściwą wydajność.
Przepisy określają minimalną wielkość kanału wywiewnego wentylacji naturalnej. Pole przekroju musi mieć co najmniej 0,016 m2. Należy przy tym pamiętać, że najmniejszy wymiar kanału prostokątnego musi mieć co najmniej 10 cm. W praktyce nie prowadzi się żadnych obliczeń, 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.
W praktyce 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.
Praktyka podpowiada, że wskazane jest aby wszystkie kanały w mieszkaniu miały zbliżoną długość. O ile w jednym mieszkaniu kanały będą różnej długości, ich działanie może się wzajemnie zakłócać. 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. Zjawisko to występuje szczególnie często gdy mieszkanie jest szczelne i nie ma należytego dopływu powietrza zewnętrznego. Jeżeli niemożliwe jest wyrównanie długości kanałów, rozwiązaniem może być dławienie przepływu w dłuższym kanale za pomocą regulowanej kratki wentylacyjnej.
Kolejnym czynnikiem, od którego zależy siła ciągu w kanałach wentylacji naturalnej jest różnica temperatury pomiędzy wlotem do kanału a jego zakończeniem. Im temperatura powietrza w pomieszczeniu jest wyższa od temperatury powietrza zewnętrznego, tym silniejszy jest ciąg kominowy. Optymalne warunki dla działanie wentylacji naturalnej występują zimą, a najbardziej niekorzystne latem. Dlatego w okresie od jesieni do wiosny należy zadbać o utrzymanie możliwie wysokiej temperatury kanałów. W tym celu kanały należy sytuować w ścianach wewnętrznych budynku (co określa norma [1]), a jeżeli są ulokowane w ścianach zewnętrznych, to muszą być dobrze ocieplone. Ocieplić należy także odcinki kanału przechodzące przez pomieszczenia nieogrzewane – na przykład na poddaszach nieużytkowych. Właściwe ocieplenie kanałów w strefach nieogrzewanych zapobiegnie nie tylko osłabianiu ciągu, ale także będzie chronić przed wykraplaniem na wewnętrznej powierzchni kanału wilgoci znajdującej się w usuwanym powietrzu. Latem izolacja kanałów wentylacyjnych nie odgrywa większej roli.
Rozważając przyczyny różnego ciągu w jednakowych kanałach wentylacyjnych obsługujących to samo mieszkanie, warto uwzględnić lokalizację kanałów, która może wpływać na ich temperaturę. Zblokowanie kanałów wentylacyjnych i kanału spalinowego lub rur rozprowadzających ciepłą wodę będzie sprzyjało skuteczności kanałów wentylacyjnych, które będą naturalnie podgrzewane. Może się jednak okazać, że jednocześnie siła ciągu w tych kanałach będzie znacznie większa niż w pozostałych, zlokalizowanych gdzie indziej w tym samym mieszkaniu. Tym samym w pozostałych nastąpi osłabienie lub wręcz odwrócenie ciągu.
Siła ciągu zależy także od oporów, na jakie natrafia powietrze przepływające kanałem. Im powierzchnia wewnętrzna kanału jest gładsza, tym opory są mniejsze. Dlatego połączenia bloczków, kształtek, pustaków lub cegieł, z których jest wymurowany kanał, powinny być wykonane wyjątkowo starannie. Niedopuszczalne są wszelkie wycieki zaprawy, uskoki na krawędziach elementów lub zagłębienia spoin. Nie wolno także dopuszczać do zmniejszania pola przekroju kanału. Wszelkie, nawet niewielki, nierówności na wewnętrznej powierzchni kanałów w znaczny sposób zaburzają ciąg kominowy.
Zwiększone opory przepływu powietrza powstają także w kanałach, które nie są prowadzone w linii prostej. Wszelkie załamania i odchylenia od pionu osłabiają ciąg kominowy. Dlatego normy [1,2] dopuszczają odchylenie kanału od pionu maksymalnie o 30 stopni. Niedopuszczalne jest wykonywanie poziomych odcinków kanałów, a niestety w wielu projektach takie rozwiązania się pojawiają. Najczęściej dzieje się tak, ponieważ projektanci nie umieszczają kanałów wywiewnych we wszystkich pomieszczeniach, w których należy, a następnie za pomocą poziomego odcinka kanału łączą te pomieszczenia z najbliższymi kominami wentylacyjnymi. Należy stanowczo stwierdzić, że tego typu rozwiązanie jest całkowicie nieskuteczne, a dyskusje z projektantami na temat dopuszczalnej długości poziomego odcinka kanału dowodzą niezrozumienia problemu.
Bardzo duże znaczenie dla sprawności działania kanału wentylacyjnego ma sposób jego zakończenia ponad dachem budynku. Przepisy podają ogólne zalecenia, w myśl których zakończenie kanału wentylacyjnego musi być wykonane w taki sposób aby nie powodowało zakłóceń działania wentylacji. Powoływane są także szczegółowe zalecenia wynikające z normy [2], obejmujące zależności pomiędzy odległością zakończenia komina od połaci dachowej, kąta nachylenia dachu i rodzaju pokrycia dachowego, odległości od przeszkód znajdujących się na dachu lub innych wyższych elementów budynku. Można jednak stwierdzić, że w wielu wypadkach nie są one przestrzegane, a często stosowane jedynie do zakończenia kanałów dymowych i spalinowych. Projektanci nazbyt często ograniczają się do projektowania wizualnej formy kominów, nie uwzględniając ich właściwości eksploatacyjnych.
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.
 |
 |
|
Kominy wentylacyjne zakończone nieprawidłowo fot. T. Trusewicz |
|
Jednym z częstszych błędów popełnianych w budynkach z dachem skośnym, przeważnie w domach z użytkowym poddaszem, jest wyprowadzenie kanału wentylacyjnego ponad połać dachu za pomocą tak zwanego kominka wentylacyjnego – kilkudziesięciocentymetrowego przewodu zakończonego daszkiem. Element ten przewidziany przez producentów jako zakończenie odpowietrzenia pionów kanalizacyjnych, odpowietrzenie warstw połaci dachowej lub wyrzutnia powietrza wentylacji mechanicznej, jest stosowany zamiast zwykłego komina. 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. W tego typu rozwiązaniach z reguły dochodzi do odwrócenia ciągu (nawiewania powietrza do pomieszczeń) oraz wykraplania pary wodnej, która spływa po ściankach przewodu. Przy dużych mrozach dochodzi wręcz do zamarzania skroplin.
Doprowadzenie powietrza wentylacyjnego
Choć rolą kanałów wentylacji wywiewnej jest usuwanie zanieczyszczonego powietrza z budynku, ich skuteczność zależy nie tylko od prawidłowej budowy i rozmieszczenia. Nawet poprawnie zaprojektowane i wykonane kanały nie zagwarantują usuwania powietrza z budynku, jeżeli nie zostanie zapewniony właściwy dopływ powietrza do poszczególnych pomieszczeń. Podstawowa zasada wentylacji to: doprowadzenie powietrza do budynku, zapewnienie przepływu przez pomieszczenia i sprawne usuwanie zanieczyszczeń.
Jeżeli dopływ powietrza będzie niewystarczający, a to w praktyce występuje nagminnie, to w kanałach wywiewnych wytwarza się zbyt słaby ciąg, lub co najmniej w jednym z kanałów obsługujących mieszkanie ciąg ulega odwróceniu. Do pomieszczeń jest nawiewane powietrze przez kanały wentylacyjne.
Jedynym skutecznym sposobem dostarczenia powietrza do celów wentylacyjnych jest zastosowanie okiennych lub ściennych elementów doprowadzających – nawiewników lub nawietrzaków. Doprowadzenie powietrza przez szczeliny w oknach jest niewystarczające. Obecnie produkowane okna są wyposażone w systemu uszczelek, które uniemożliwiają skuteczną infiltrację powietrza. Także stosowanie rozszczelnienia poprzez regulację okuć okiennych jest niewystarczające.
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] PN-82/B-02402 „Ogrzewnictwo. Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach”
Ocena:
Musisz się zalogować by móc ocenić ten artykuł.
