Wentylacja mechaniczna w budynku

Instalacja wentylacji mechanicznej nie tylko powinna być wyko­nana z dobrych jakościowo materiałów, realizując główne za­dnia, czyli odpowiednią wymianę i filtrację powietrza. Dobrze zaprojektowany system wentylacji mechanicznej powinien cha­rakteryzować się wysokim odzyskiem ciepła przy jednoczesnej współpracy z innymi instalacjami budynku, z wykorzystaniem dostępnych odnawialnych źródeł energii.

Decydując się na zastosowanie systemu wentylacji mechanicznej na etapie projektu, nie tylko można uzyskać największe oszczędności i zoptymalizować prowadzenie in­stalacji. Na tym etapie warto zasta­nowić się nad tym, jak efektywnie wykorzystać inne dostępne w bu­dynku instalacje oraz źródła ener­gii odnawialnej, podnosząc efek­tywność systemu. W wersji podstawowej układ wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej ogranicza się do fil­tracji i wymiany powietrza. Nieste­ty, takie rozwiązanie powoduje dys­komfort dla użytkowników, latem podnosząc temperaturę w po­mieszczeniach, a zimą wywołując uczucie chłodu i przeciągu, jedno­cześnie przechładzając budynek.

Nowoczesne systemy wentyla­cyjne powinny zapewnić maksy­malny komfort przy możliwie ni­skim zużyciu energii pierwotnej potrzebnej do ich pracy oraz przetwarzania powietrza. Ekonomiczne oraz prawne przesłanki wymuszają w pierw­szej kolejności wykorzystanie energii skumulowanej w powie­trzu zużytym, usuwanym z bu­dynku poprzez stosowanie na szeroką skalę odzysku ciepła z powietrza odpadowego.

Inne możliwości daje po­wietrzna pompa ciepła, która przy jednoczesnym wentylowa­niu pomieszczeń potrafi zaabsor­bować sporą cześć ciepła z powietrza i przekazać ją w postaci energii cieplnej do wody użytko­wej, osuszając i ochładzając przy tym wynikowo powietrze. Niedo­godnościami tego rozwiązania są jednak ograniczenia spowodowane wymaganiami dotyczącymi zacho­wania minimalnej temperatury pra­cy układu oraz trudności regulacyj­ne, zwłaszcza w przypadku wyma­gań ciągłego wentylowania po­mieszczeń.

W drugiej kolejności należy uwzględnić możliwość zastosowa­nia odzysku energii z gruntu, gdzie na pewnej głębokości temperatura się stabilizuje. W zależności od wielkości dział­ki, usytuowania i rodzaju budynku można zastosować system wymiennika gruntowego (GWG), który w sposób bezpośredni będzie współ­pracował z wentylacją mechanicz­ną lub powietrzną pompą ciepła. Wybór rodzaju GWG jest uzależnio­ny od możliwości montażowych, ro­dzaju gruntu i powinien mieć cha­rakter indywidualny. Opcjonalnie można wykorzystać energię gruntu dla potrzeb chło­dzenia powietrza wentylacyjnego -pośrednio, tj. za pomocą solanko­wej pompy ciepła, której głównym zadaniem w tym przypadku jest do­starczanie ciepła dla co. i c.w.u. W pewnych sytuacjach, przy zachowa­niu priorytetów pracy i niewielkim nakładzie finansowym, można po­łączyć prace obu tych instalacji, optymalizując wzajemnie ich dzia­łanie. Istniejące możliwości połączenia instalacji wentylacji mechanicznej, pompy ciepła i systemów grunto­wych GWG nie zawsze mają uza­sadnienie ekonomiczne, stanowią jednak doskonałą alternatywę dla tradycyjnych rozwiązań.

Minusem ich stosowania są trud­ności regulacyjne oraz wynikowe parametry powietrza, jakie uzy­skujemy przy ich stosowaniu. W celu zapewnienia pełnej obrób­ki powietrza trzeba wykorzystać inne instalacje w budynku, np. stosując nagrzewnicę wodną za­silaną gazem lub energię elek­tryczną w układach chłodzenia z bezpośrednim odparowaniem, glikolowych itp.

Sterowanie układem

Programując aplikacje sterują­ce, należy mieć na względzie nie tylko wymagania użytkownika, zabezpieczenie układu np. przeciwzamrożeniowe, ale też zyski ciepła, tak by układ pracował w oparciu o zadaną temperaturę komfortu regulowaną indywidual­nie - temperaturą nawiewu lub po­mieszczenia w zależności od zapo­trzebowania. W przypadku występowania źró­deł chłodu, np. przy zastosowaniu niezależnej klimatyzacji typu split, wentylacja z odzyskiem energii po­winna mieć możliwość aktywacji odzysku chłodu, który załączy się automatycznie przy korzystnym układzie temperatur.Osobnym zagadnieniem jest współpraca z nadrzędnym systemem zarządzania budynkiem, np. BMS.

Dystrybucja powietrza

Bez względu na wybór rozwiąza­nia należy zawsze zwracać uwagę na elementy składowe, gdyż dobre rozwiązanie nie będzie przynosić oczekiwanych korzyści, jeśli zasto­sujemy słabej jakości materiały in­stalacyjne. Szczególną rolę odgry­wają systemy dystrybucji powie­trza, od których wymaga się przede wszystkim niskich oporów genero­wanych podczas przepływu i wyso­kiej trwałości.

Dodatkowo podczas dystrybucji powietrza wymagana jest odpo­wiednia izolacja termiczna instala­cji, która jednocześnie powinna chronić budynek przed powsta­niem mostków cieplnych, np. pod­czas sprowadzenia kanałów wzdłuż stropodachów. Wybór rozwiązania i sposobu dystrybucji powinien uwzględnić możliwości architekto­niczne oraz indywidualne ustalenia z inwestorem.

Obecnie na rynku dostępnych jest kilka systemów dystrybucji po­wietrza w układach wentylacyjno-klimatyzacyjnych:

• Przewody elastyczne izolowane i nieizolowane - łatwe w montażu i transporcie, charakteryzują się ni­ską ceną zakupu. Ze względu na chropowatą strukturę wewnętrzną i niską wytrzymałość powinny być stosowane w ograniczonym stopniu, tj. jedynie na krótkich odcin­kach, np. dla celów wytłumienia hałasu w instalacji.

• Przewody stalowe okrągłe tzw. spi-ro i prostokątne - optymalne pod ką­tem jakości, ceny i możliwości mon­tażowych. Umożliwiają zachowanie odpowiedniej izolacji systemu i mają szerokie zastosowanie w układach wentylacyjnych.

• Przewody z tworzyw sztucznych -charakteryzują się łatwym, szybkim montażem i stosunkowo wysoką ceną. Niestety mają ograniczenia w stoso­waniu ze względu na małe średnice, wymiary i trudności w zapewnieniu odpowiedniej izolacji.

• Prefabrykaty wykonywane z wełny szklanej - lekka konstrukcja, ale wy­soka cena powodują, że technologia jest stosowana rzadziej.

Częste błędy pojawiają się na ele­mentach końcowych instalacji, niwelując korzyści wynikające z za­stosowania obróbki powietrza. Zwłaszcza w przypadku instalacji nawiewnej należy zwrócić uwagę na prawidłowy dobór elementów na­wiewnych, pamiętając, że źle dobra­ny nawiewnik potrafi zaprzepaścić cały efekt, jaki został uzyskany pod­czas mozolnej obróbki powietrza. Ogólnie elementy rozdziału po­wietrza w systemach wentylacyj­nych możemy podzielić, w zależno­ści od ich funkcji oraz lokalizacji, na:

• sufitowe, np. anemostaty sufitowe, nawiewniki wirowe;
• ścienne, np. nawiewniki kierunko­we i dysze dalekiego zasięgu;
• przypodłogowe, np. nawiewniki szczelinowe, podłogowe.

Podczas doboru należy brać pod uwagę nie tylko jego lokalizację, ale też wydajność, temperaturę, zasięg, jaki powinien zapewnić oraz pręd­kość przepływu powietrza w strefie przebywania ludzi. Ważnym aspektem są też wzglę­dy estetyczne, gdyż w przypadku systemów wentylacyjnych elemen­ty końcowe instalacji stanowią czę­sto jedyny element widoczny, po­winny być więc dobierane z uwzględnieniem standardu wnętrz i w uzgodnieniu z inwestorem. Elementy końcowe instalacji sta­nowią często element regulacyjny instalacji, który jednak nie powi­nien dławić całego ciśnienia, gdyż wówczas instalacja może generować hałas.

Aspekty montażowe i serwisowe

Głównym zadaniem układu wen­tylacji jest dostarczanie powietrza, dlatego warto zadbać o ich odpo­wiednią czystość już na etapie mon­tażu - zgodnie z zasadą „lepiej zapo­biegać niż leczyć". Mając na wzglę­dzie tę zasadę i przy zachowaniu od­powiedniej klasy filtracji powietrza, możemy ograniczyć czynności ser­wisowe do minimum. Częstotliwość i sposób serwisowania powinny być określone przed producenta urzą­dzeń oraz wykonawcę, który powi­nien przekazać szczegółowe wytycz­ne eksploatacyjne systemu po za­kończeniu prac montażowych.