Wentylacja grawitacyjna

W ciągu ostatniej dekady w przepisach wprowadzono dziesiątki zmian, które sprawiają, że zaprojektowanie dobrego systemu wentylacji (od 2009 r. mówimy o systemie nawet w przypadku wentylacji grawitacyjnej) jest zadaniem dla doświadczonego specjalisty, na bieżąco śledzącego zmiany w prawie. Do 2009 roku system wentylacyjny trzeba było projektować jedynie dla wentylacji mechanicznej. Zgodnie z nowelizacją z 6 listopada 2008 r. "Rozporządzenia w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego", od 2009 r.  obowiązkowe stało się projektowanie systemu wentylacyjnego również dla wentylacji grawitacyjnej. Obecnie projekt każdego rodzaju wentylacji powinien zatem obejmować:

• rozwiązania podstawowych elementów wyposażenia budowlano-instalacyjnego,
• założenia projektowe, które przyjęto do obliczeń instalacji, takie jak przyjęte parametry klimatu wewnętrznego (z powołaniem się na odpowiednie przepisy techniczno-budowlane),
• podstawowe wyniki obliczeń instalacji, koniecznie z uzasadnieniem doboru, rodzaju i wielkości urządzeń.

Jedne z ważniejszych zmian dla projektantów systemów wentylacyjnych wprowadziła już wcześniejsza nowelizacja rozporządzenia ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. "W sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie". Główną zmianą było wprowadzenie obowiązku stosowania zaktualizowanych norm:

• PN-83/B-03430 "Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego
  i użyteczności publicznej. Wymagania - wraz ze zmianą PN-83/B-03430/ Az3:2000",
• PN-78/B-03421 "Wentylacja i klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego
  w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi",
• PN-89/B-10425 "Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze”.

Po uwzględnieniu obu kluczowych zmian w prawie prawidłowy proces projektowania wentylacji powinien przebiegać następująco:

• określenie parametrów klimatu wewnętrznego według normy PN-78/B-03421 - za klimat wewnętrzny uważa się temperaturę i wilgotność w pomieszczeniach latem oraz zimą,
• wyznaczenie ilości powietrza wentylacyjnego na podstawie normy PN-83/B-03430 (co jest później niezbędne również do obliczenia charakterystyki energetycznej budynku i wydania świadectwa energetycznego),
• dobór zgodnych z przepisami urządzeń nawiewnych dla zapewnienia właściwego strumienia powietrza do obsługiwanych pomieszczeń,
• wyznaczenie wymiarów i zaplanowanie rozłożenia kanałów wentylacyjnych zgodnie z normą PN-89/B-10425, włącznie ze sposobem wyprowadzenia przewodów ponad dach,
• wybór urządzeń wspierających naturalny ciąg wentylacyjny na wypadek wystąpienia niesprzyjających warunków, takich, jak np. niekorzystna różnica temperatur powietrza w pomieszczeniu i na zewnątrz.

Według normy PN-83/B-03430 wentylacja grawitacyjna może być projektowana dla budynków do 9 kondygnacji włącznie. Rozporządzenie "W sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie" dodatkowo zawęża zakres dopuszczalnych zastosowań wentylacji grawitacyjnej. Zgodnie z nim może być projektowana w budynkach innych, niż wysokie i wysokościowe oraz w tych budynkach, gdzie umożliwi zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego. Rozporządzenie zabrania również łączenia wentylacji grawitacyjnej z mechaniczną lub klimatyzacją. Jedynym wyjątkiem są urządzenia klimatyzacyjne niepobierające powietrza zewnętrznego.
Zgodnie z normą PN-83/B-03430 podstawą projektowania grawitacyjnego systemu wentylacyjnego są wymagania dotyczące strumieni powietrza usuwanego z pomieszczeń. Dla budynków mieszkalnych wynoszą:

• kuchnia z kuchenką gazową - 70 m³ na godzinę,
• kuchnia z kuchenką elektryczną - 50 m³ na godzinę,
• łazienka - 50 m³ na godzinę,
• toaleta - 30 m³ na godzinę,
• pokój mieszkalny - 30 m³ na godzinę,
• pomieszczenie pomocnicze (bez okna) - 15 m³ na godzinę,
• przedsionek - 15 m³ na godzinę.

Zgodnie ze znowelizowanymi przepisami ilość powietrza nawiewanego do pomieszczeń musi być przynajmniej taka sama, jak ilość powietrza usuwanego. Zalecane jest ponadto projektowanie urządzeń wentylacyjnych umożliwiających chwilowe zwiększanie strumienia powietrza do minimum 120 m3 na godzinę. Prawidłowo zaprojektowana wentylacja powinna zapewniać doprowadzenie świeżego powietrza do pokoi oraz kuchni z oknem, a także usuwanie powietrza zużytego z kuchni, łazienki, WC, pomieszczeń pomocniczych bez okien (garderoba, spiżarnia), pokoju oddzielonego od innych pomieszczeń więcej, niż dwojgiem drzwi, pokoju zlokalizowanego na wyższym poziomie w jednorodzinnym domu wielopoziomowym, bądź wielopoziomowym mieszkaniu w budynku wielorodzinnym.

Przewody kominowe stosowane w systemach wentylacji grawitacyjnej, służące jednocześnie jako kanały wywiewne, według nowych przepisów muszą spełniać wymagania normy PN-89/B-10425, rozszerzone dodatkowo o wymogi wprowadzone w rozporządzeniu "W sprawie warunków technicznych...":
- Przewody powinny mieć przekrój poprzeczny właściwy dla przewidywanych przepływów powietrza oraz konstrukcję przystosowaną do maksymalnego ciśnienia i wymaganej szczelności instalacji, z uwzględnieniem polskich norm dotyczących wytrzymałości i szczelności przewodów (przykładowo - dla przewodu kominowego odprowadzającego powietrze z kuchni, w której pracuje kuchenka gazowa, przekrój musi wynosić minimum 14x14 cm).
- Właściwości materiałów przewodów lub sposób zabezpieczania ich powierzchni powinny być dobrane odpowiednio do parametrów przepływającego powietrza oraz do warunków występujących w miejscu ich zamontowania.

• Przewody prowadzone przez pomieszczenia lub przestrzenie nieogrzewane powinny mieć izolację cieplną uniemożliwiającą rozprzestrzenianie ognia.
• Z wyjątkiem budynków jednorodzinnych, kanały grawitacyjne nie mogą odprowadzać powietrza z różnych rodzajów pomieszczeń (niedozwolone jest np. odprowadzanie powietrza tym samym kanałem z kuchni i łazienki).

W przypadku wentylacji grawitacyjnej nawiew powietrza zapewniany jest przez okna. Znowelizowane przepisy zmieniają dopuszczalny sposób montowania nawiewników, bowiem, celem dostosowania przepisów traktujących o wentylacji do paragrafów dotyczących energooszczędności wprowadzono zapis, że budynek mieszkalny powinien być wyposażony w okna szczelne. Zgodnie z prawem okna szczelne to takie, których wskaźnik n50 (opisujący szczelność budynków) dla budynków z wentylacją grawitacyjną wynosi n50=3,0 h-1. Ponieważ współczynnik infiltracji powietrza dla okien otwieranych zgodnie z prawem musi wynosić nie więcej, niż 0,3 [m³/(m*h daPa2/3)], w przypadku wentylacji grawitacyjnej dopływ powietrza zewnętrznego w ilości niezbędnej dla potrzeb wentylacyjnych należy zapewnić przez urządzenia nawiewne umieszczane w oknach, drzwiach balkonowych lub w innych częściach przegród zewnętrznych.

Urządzenia te (czyli popularne szczeliny nawiewne i nawiewniki montowane w oknach) powinny być zgodne z normami PN-83/B-03430/Az3:2000 i PN-EN 13141 "Wentylacja budynków – Badanie właściwości elementów/ wyrobów do wentylacji mieszkań".
Zgodnie ze znowelizowanym prawem, w przypadku zastosowania w systemie wentylacji grawitacyjnej okien o współczynniku infiltracji mniejszym, niż 0,3 [m³/(m*h daPa2/3)], dopływ powietrza zewnętrznego do pokojów mieszkalnych oraz kuchni z oknem zewnętrznym powinien być zapewniony przez nawiewniki powietrza o regulowanym stopniu otwarcia, usytuowane w górnej części okna (w ościeżnicy, ramie skrzydła, między ramą skrzydła, a górną krawędzią szyby zespolonej), w otworze okiennym (między nadprożem, a górną krawędzią ościeżnicy, w obudowie rolety zewnętrznej) lub w przegrodzie zewnętrznej ponad oknem.

Dla wentylacji grawitacyjnej strumień powietrza przepływającego przez całkowicie otwarty nawiewnik, przy różnicy ciśnienia po obu jego stronach wynoszącej 10 Pa, powinien mieścić się w granicach 20-50 m³ na godzinę. Strumień powietrza przepływającego przez nawiewnik, którego element dławiący znajduje się w pozycji całkowitego zamknięcia, powinien zawierać się w granicach od 20% do 30% strumienia przy całkowitym otwarciu elementu.
Jednocześnie w budynkach o wysokości do 9 kondygnacji dopuszczono stosowanie okien o współczynniku infiltracji wyższym, niż 0,3 (jednak nie większym niż 1,0) [m³/(m*h daPa2/3)] - jednak pod warunkiem, że okna będą wyposażone w skrzydło uchylno-rozwieralne, uchylny górny wywietrznik, bądź uchylne skrzydło górne.

Znowelizowane przepisy dotyczące wentylacji wprowadzają ponadto kilka mniej istotnych wymogów, niemniej jednak niezbędnych do uwzględnienia w projekcie, jeśli ma być zgodny z prawem, a gotowy system przejść odbiór techniczny. W przypadku wentylacji grawitacyjnej powietrze z pokojów mieszkalnych powinno być odprowadzane przez otwory wyrównawcze umieszczone nad drzwiami, ewentualnie w ich górnej części, albo przez otwory wywiewne. Dopuszcza się również odprowadzenie powietrza przez szczeliny pomiędzy dolną krawędzią drzwi, a podłogą. Przekrój otworów lub szczelin musi wynosić co najmniej 80 cm kw. Dopływ powietrza wewnętrznego do łazienek, WC, kuchni i pomocniczych pomieszczeń bez okien powinien być zapewniony przez otwory w dolnych częściach drzwi lub przez szczeliny pomiędzy ich dolną krawędzią, a podłogą. Wymagany przekrój otworów to minimum 220 cm².