Wentylacja w domu energooszczędnym

2013-12-04 11:27

Kotłownia z rekuperatorem — Autor: Andrzej Szandomirski

W domu energooszczędnym, dobrze ocieplonym i szczelnym, wentylacja ma szczególne znaczenie. Aby wentylacja zapewniała komfort mieszkańcom, a nie powodowała strat energii, powinna być kontrolowana. Zalecanym rozwiązaniem jest system wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Bardzo ważna jest też sprawność tego procesu. Uzyskanie dobrych wyników wymaga zastosowania central wentylacyjnych z wysoko sprawnymi wymiennikami ciepła.

Wentylacja - ilość powietrza wentylacyjnego

Do obliczania strumienia powietrza wentylacyjnego należy stosować normę PN-B-03430:1983/Az3:2000 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania”. Dobrana centrala wentylacyjna oraz instalacja powinny umożliwiać regulację wielkości strumienia w zakresie od 60 do 150%. Jego nadmierne zwiększenie będzie zimą prowadzić do wzrostu strat ciepła na wentylację i zużycia energii elektrycznej oraz zmniejszenia wilgotności względnej powietrza wewnętrznego do poziomu niekomfortowego.

Instalacja wentylacyjna - projekt

Przy projektowaniu wentylacji należy pamiętać, aby przewody wentylacyjne powinny być jak najkrótsze, aby ograniczyć straty ciśnienia. Dobrze jest, gdy pomieszczenia, z których trzeba usuwać powietrze, są zblokowane, ponieważ łatwiej wtedy zaplanować rozsądny przebieg kanałów wywiewnych. Ich rozmieszczenie trzeba wstępnie określić na etapie projektowania budynku. Przewody, którymi powietrze jest czerpane z zewnątrz i doprowadzane do centrali wentylacyjnej, oraz te za centralą, którymi jest usuwane na zewnątrz, powinny być jak najkrótsze. W pobliżu centrali wentylacyjnej należy zrobić podejście kanalizacyjne do odprowadzenia skroplin powstających w wymienniku.

Kanały wentylacyjne, zwłaszcza te, którymi powietrze jest czerpane z zewnątrz i doprowadzane do centrali, i te za centralą, którymi zużyte powietrze jest usuwane na zewnątrz, muszą być szczelne i zaizolowane. Grubość izolacji kanałów wentylacyjnych zależy od ich umiejscowienia oraz funkcji i wynosi 30-100 mm. Dla jakości wymiany powietrza ważne są odpowiedni dobór i sposób rozmieszczenia elementów nawiewnych. Wypływający z nich strumień powietrza musi obejmować zasięgiem całe pomieszczenie. Nie może być „stref martwych”, w których powietrze nie będzie wymieniane. Prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi (zazwyczaj kończy się na wysokości 2 m nad poziomem podłogi) nie może przekraczać 0,2 m/s, a różnica temperatury powietrza nawiewanego i powietrza w pomieszczeniu nie powinna być większa niż 1 K. Jeżeli system wentylacji jest wykorzystywany do ogrzewania powietrznego, elementy nawiewne mogą być umieszczone nad drzwiami wejściowymi.

Warunki skorzystania z dopłaty z programu NFOŚiGW
Zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła w przypadku standardu NF40 jest rekomendowane, a w przypadku NF15 – konieczne. W domu NF40 może nie być odzysku ciepła, pod warunkiem że łączne zapotrzebowanie na energię do podgrzania powietrza wentylacyjnego i energię elektryczną do napędu urządzeń pomocniczych (wentylatorów, grzałek, automatyki itp.) będzie nie większe niż w rozwiązaniu referencyjnym, czyli dla wentylacji mechanicznej z rekuperatorem. Umożliwia to na przykład system wentylacji hybrydowej, czyli wentylacji naturalnej (grawitacyjnej), która w razie potrzeby jest wspomagana przez wentylatory zainstalowane na wylotach przewodów wentylacyjnych (tak zwane nasady hybrydowe). Odzyskiwanie energii ze zużytego powietrza wentylacyjnego do ogrzewania stosuje się obowiązkowo w domach w standardzie NF15.

Schemat wentylacji mechanicznej — Autor: brak danych System wentylacji nawiewno-wywiewnej z rekuperatorem. Instalacja wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła w domu jednorodzinnym - na przykładzie projektu wyróżnionego w konkursie "Energooszczędny Dom Dostępny". Projekt: Górnik Architects

Zużycie energii elektrycznej przez wentylację

Centrale wentylacyjne instalowane w domach energooszczędnych powinny zużywać niewiele energii elektrycznej. Centrale energooszczędne mają wentylatory z oznaczeniem DC-EC (DC – prąd stały, EC – elektronicznie komutowany). Taki rodzaj wentylatorów łączy zalety prądu stałego i zmiennego: silnik pracuje na napięcie stałe, ale jest zasilany prądem zmiennym. Silniki DC zużywają niewiele energii, lecz do zasilania ich prądem zmiennym są potrzebne nieporęczne, nieefektywne transformatory. Silniki EC mają wewnętrzny transformator napięcia, dzięki czemu są bardziej efektywne.

Automatyka sterowania

Centrala wentylacyjna powinna być wyposażona w układ automatyki regulacyjnej umożliwiający dostosowanie wydajności wentylacji do zmiennych potrzeb. Użytkownik musi mieć możliwość włączania i wyłączania centrali, zmiany wielkości strumienia powietrza wentylacyjnego od 60, przez 100, do 150% oraz przestawienia jej działania na tryb zimowy lub letni (z obejściem bez odzysku ciepła lub z działającym tylko wentylatorem wywiewnym i powietrzem dostającym się przez okna). Gdy powietrze usuwane z budynku będzie miało przed centralą temperaturę wyższą niż 22°C i będzie cieplejsze od zewnętrznego, strumień nawiewany do budynku powinien być kierowany przez by-pass, a jego objętość zwiększona do 150%. Układ regulacji może mieć możliwość automatycznej zmiany wydajności wentylacji w zależności od pomiaru stężenia CO₂ w powietrzu wywiewanym lub w pomieszczeniu reprezentatywnym albo na podstawie poziomu wilgotności względnej powietrza. Regulacja wydajności może być sterowana czasowo według zadanego programu dziennego i/lub tygodniowego.
Zastosowanie układów automatycznej regulacji może zmniejszyć straty ciepła na wentylację, podwyższyć jakość powietrza wewnętrznego i zmniejszyć zużycie energii elektrycznej. Wymiennik centrali wentylacyjnej z odzyskiem ciepła musi być zabezpieczony przed szronieniem. Rozwiązanie zastosowane do ochrony przez szronem powinno zużywać jak najmniej energii elektrycznej. Nie może też powodować dodatkowych strat ciepła na wentylację. Do ochrony przed szronieniem można wykorzystać gruntowy wymiennik ciepła.

Wentylacja mechaniczna - ochrona przed hałasem

Wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła nie pracuje bezgłośnie. Należy się liczyć z tym, że działaniu centrali, podobnie jak przepływowi powietrza w kanałach, towarzyszą odgłosy i w miarę możliwości starać się nie dopuścić do nadmiernego wzrostu natężenia hałasu. W tym celu:

nie wolno przekraczać dopuszczalnych prędkości przepływu powietrza w kanałach wentylacyjnych: w głównych 5,0 m/s, niedaleko nawiewników 3,0 m/s, w nawiewnikach 1,0 m/s;
trzeba wybierać centrale wentylacyjne emitujące mało hałasu;
należy bezwzględnie montować tłumiki w kanałach nawiewnych i wywiewnych;
system kanałów trzeba zaprojektować i wyregulować w taki sposób, aby straty ciśnienia na przepływie powietrza były jak najmniejsze;
ważne jest sprawdzenie, czy nie został przekroczony dopuszczalny poziom hałasu: w pomieszczeniu technicznym - 35 dB(A), w pomieszczeniach mieszkalnych - 25 dB(A).

Czystość instalacji wentylacyjnej

Odpowiednią czystość powietrza wentylacyjnego można osiągnąć, montując filtry klasy G4 lub F7 na nawiewie oraz G4 na wywiewie. Instalacja wentylacji mechanicznej powinna być wykonana z kanałów sztywnych i wyposażona w otwory rewizyjne umożliwiające okresowe czyszczenie wentylacji. Nie należy używać kanałów elastycznych. Kratki wentylacyjne wywiewne w kuchni powinno się zabezpieczyć dodatkowym siatkowym filtrem przeciwtłuszczowym. Wyciągi kuchenne nie mogą być podłączone bezpośrednio do kanałów wywiewnych.

Warunki skorzystania z dopłaty NFOŚiGW
Sprawność odzysku ciepła dla zrównoważonych strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego, ustalona zgodnie z normą PN-EN 308 „Wymienniki ciepła. Procedury badawcze wyznaczania wydajności urządzeń do odzyskiwania ciepła w układzie powietrze-powietrze i powietrze-gazy spalinowe”, powinna być:
• ≥ 85% - w budynkach jednorodzinnych NF40 zlokalizowanych w strefach klimatycznych I-V;
• ≥ 90% - w budynkach jednorodzinnych NF15 w strefach klimatycznych I, II i III;
• ≥ 93% lub ≥ 90% dla centrali, pod warunkiem zainstalowania GWC - w budynkach jednorodzinnych NF15 w strefach IV i V.
Wymagana sprawność central wentylacyjnych musi być osiągnięta przynajmniej w jednym z zakresów pomiarowych zgodnie z PN-EN 308. W centralach instalowanych w domach spełniających wymogi standardu NF40 i NF15 pobór mocy nie powinien przekraczać 0,40 W/(m³/h) w odniesieniu do strumienia powietrza wentylacyjnego.

Wentylacja - regulacja instalacji

Po wykonaniu instalacji wentylacyjnej mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła trzeba ją wyregulować. Należy sprawdzić, czy z każdej kratki wentylacyjnej (anemostatu) wypływa zakładana w projekcie ilość powietrza oraz czy z poszczególnych pomieszczeń jest wyciągana przewidziana w projekcie ilość powietrza. Odpowiednie do tego ciśnienie w odgałęzieniach kanałów wentylacyjnych ustawia się zainstalowanymi w nich przepustnicami, a jeśli ich nie ma - anemostatami, które również to umożliwiają, ale to nie zawsze wystarcza. Pomiary powinien przeprowadzić wykonawca instalacji wentylacyjnej. Podczas nich wszystkie okna i drzwi wewnętrzne muszą być zamknięte. Zmierzone wartości powinny być zbliżone do projektowanych (choć raczej nie będą dokładnie takie jak w projekcie).

Warunki skorzystania z dopłaty NFOŚiGW - regulacja wentylacji
Po zakończeniu prac wykonawca sporządza protokół wyregulowania systemu wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Powinien on zawierać:

dane budynku: jego adres, powierzchnię;
datę badania;
imię i nazwisko osoby lub dane firmy wykonującej badanie;
rodzaj instalacji, typ i producenta centrali wentylacyjnej;
dane o wyregulowanej wielkości strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego wszystkich nawiewników i wywiewników oraz porównanie ich z wielkościami projektowanymi;
dane o wielkości całkowitego strumienia powietrza nawiewanego i wywiewanego z budynku oraz porównanie ich z wielkościami projektowanymi;
opis sposobu działania centrali wentylacyjnej latem.

Wyregulowanie musi obejmować całą instalację.