Wentylacja grawitacyjna (naturalna)
Wentylacja grawitacyjna nazywana jest inaczej naturalną, ponieważ wymiana powietrza odbywa się na skutek jego naturalnego ruchu. Powietrze wpływa z zewnątrz przez nieszczelności drzwi i okien, a w przypadku nowszych budynków o szczelnej konstrukcji – przez nawiewniki, natomiast usuwane jest przez kanały wentylacyjne. To najprostszy i najtańszy w wykonaniu system. Nie ma tu mowy o awarii elementów mechanicznych zasilanych energią elektryczną, gdyż wentylacja grawitacyjna jest ich całkowicie pozbawiona. Działanie takiego prostego systemu jest możliwe dzięki różnicy temperatur oraz gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku. Cieplejsze powietrze, z racji tego, że jest lżejsze, wypierane jest przez cięższe i zimniejsze powietrze.
Powietrze z wnętrza domu o wyższej temperaturze unosi się ku górze, ponieważ jego gęstość jest mniejsza niż gęstość chłodniejszego powietrza z zewnątrz. Taki ruch powietrza wywołany różnicą jego gęstości i ciśnienia nazywamy konwekcją. Aby usprawnić ten ruch, stawia się kominy z pionowymi kanałami wentylacyjnymi, w których w sposób naturalny powstaje tzw. ciąg – zużyte ciepłe powietrze unosi się do góry, jest efektywnie wypierane przez cięższe powietrze napływające z zewnątrz przez nawiewniki (okienne, rzadziej ścienne). Na intensywność przepływu powietrza w kanałach wentylacyjnych ma wpływ ich wysokość, którą mierzy się od wlotu powietrza (na wysokości kratki), nie od podłogi. Im większa wysokość kanału wentylacyjnego, tym większa efektywność wentylacji. Wentylacja będzie przebiegać jeszcze sprawniej, jeśli kanały będą miały gładkie ścianki (zmniejszenie oporu przepływu powietrza) i okrągły przekrój o średnicy nie mniejszej niż 15 .
W pomieszczeniach takich jak sypialnia i pokoje dzienne mieszkańcy spędzają najwięcej czasu. Powietrze ulega w nich zanieczyszczeniu głównie dwutlenkiem węgla powstającym w procesie wydychania. Duże stężenie tego związku nie jest bezpieczne dla zdrowia, dlatego musi być usuwany. Ponieważ dwutlenek węgla jest gazem cięższym od powietrza, kumuluje się w pobliżu podłogi i przedostaje do sąsiadujących pomieszczeń przez szczelinę pod drzwiami. W łazience, toalecie i kuchni powietrze dodatkowo zanieczyszczone jest dużymi ilościami pary wodnej, zapachami, niewykluczone jest także pojawienie się trujących produktów spalania w postaci tlenku węgla. Związki te są lżejsze od powietrza i z reguły gromadzą się pod sufitem, dlatego ich usuwanie odbywa się za pomocą kominowych kanałów wentylacyjnych, do których wloty są umieszczone w górnych częściach pomieszczeń.
W wentylacji grawitacyjnej nie można kontrolować zjawiska konwekcji. Im jest chłodniej na zewnątrz, tym więcej zimnego powietrza wpływa do wewnątrz, a w konsekwencji wzrastają koszty związane z ogrzaniem mieszkania. W takiej sytuacji ograniczenie napływu powietrza w nawiewnikach nie pomaga, bo w ich pobliżu w zimne dni nadal odczuwalne są nieprzyjemne zimne powiewy. Kolejnym problemem, poza stratami ciepła, jest to, że powietrze zewnętrzne zawiera zimą bardzo mało wilgoci, co przy intensywnej wentylacji doprowadza do nadmiernego przesuszenia powietrza w domu. Funkcjonowanie wentylacji naturalnej zależne jest również od wiatru – w zależności od jego kierunku wymiana powietrza może być ułatwiona lub przeciwnie – utrudniona. Zawodność wentylacji grawitacyjnej objawiać się może w wiosenne i letnie dni, gdy różnice temperatur powietrza są nieznaczne, więc wentylacja przebiega z niską efektywnością. Co więcej, gdy temperatura powietrza w mieszkaniu jest niższa niż na zewnątrz, dochodzi do niepożądanego odwrócenia kierunku ruchu powietrza – kanał wywiewny staje się nawiewnym; zanieczyszczone powietrze z kuchni i łazienek, zamiast być usuwane, rozprzestrzenia się do innych pomieszczeń. Doraźnym i dość intuicyjnym rozwiązaniem jest otwarcie okien. Niestety, w upalny dzień takie posunięcie prowadzi do szybkiego nagrzania pomieszczeń na skutek wyrównania się temperatur. Jeżeli kanały kominowe przechodzą przez nieogrzewane pomieszczenia, wówczas otula się je izolacją cieplną, aby zwiększyć intensywność wymiany powietrza lub nawet przeciwdziałać odwróceniu ruchu powietrza.
W przypadku wentylacji grawitacyjnej trzeba skupić się na średnicy kanałów wentylacyjnych, kratek wentylacyjnych oraz wysokości komina – te trzy czynniki są kluczowe dla prawidłowego działania wentylacji grawitacyjnej. Wysokość komina wpływa bezpośrednio na sprawność wentylacji grawitacyjnej. Im jest on wyższy, tym efektywniej będzie działać wentylacja. Można też zadbać o zastosowanie dodatkowych elementów, takich jak nawiewniki ścienne z nagrzewnicami, stabilizatory oraz nasady kominowe, które mogą usprawnić działanie wentylacji, uniezależniając częściowo jej działanie od warunków otoczenia.
Instalacja wentylacji grawitacyjnej w domu nie może obyć się bez dwóch składowych: nawiewników oraz kanałów wentylacyjnych. Nawiewniki okienne są integralną częścią okna, ale można też zamontować szczelne okna i zastosować nawiewniki ścienne. Nawiewniki mogą być sterowane ręcznie lub automatycznie. W tych drugich ilość wpływającego powietrza do pomieszczenia jest zależna od wartości ciśnień, temperatur lub wilgotności wewnątrz i na zewnątrz. Przeważnie domy nowej generacji posiadają kilka nawiewników (okiennych i/lub ściennych), zamontowanych zazwyczaj po różnych stronach budynku. Dzięki teleskopowej konstrukcji nawiewniki ścienne mogą być montowane w przegrodach o różnych grubościach. Wlot powietrza znajduje się oczywiście na zewnątrz budynku – posiada tzw. czerpnię, której elementami są osłonka przeciwdeszczowa oraz siatka ochronna zabezpieczająca przed owadami.
Napór wiatru na ściany od strony nawietrznej może generować nadciśnienie, podczas gdy na przegrodach bocznych lub tylnej powstają strefy podciśnienia, w których powietrze będzie wyciągane z danego pomieszczenia. Może to zakłócać prawidłową pracę nawiewu. Rozwiązaniem jest umieszczenie specjalnego zaworu, który dławi strumień powietrza w przypadku napływu jego nadmiernej ilości i zamyka przepustnicę podczas jego przemieszczania się na zewnątrz.
Do kanałów wentylacyjnych przez kratki w pomieszczeniach przedostaje się zużyte powietrze, które następnie jest usuwane na zewnątrz. Jeżeli w kratkach znajdują się przepustnice, wówczas możliwa jest regulacja ilości wywiewanego powietrza. Przykładowo w mroźny dzień można ograniczyć ilość usuwanego ciepłego powietrza.
Wróć do spisu treściWróć do spisu treści
Powrót do materiału głównegoPowrót do materiału głównego