Projektowanie wentylacji w budynkach mieszkalnych

Projektowanie wentylacji w budynkach mieszkalnych określają warunki techniczne. Wentylacja stanowi kluczowy element odpowiedniego komfortu użytkowania pomieszczeń. Prawidłowo zaprojektowana wentylacja ogranicza też niepotrzebne straty ciepła, co daje mieszkańcom oszczędność kosztów.

Projektowanie wentylacji - aneks kuchenny

W obowiązującym akcie prawnym dodano, po zmianie warunków technicznych, definicję aneksu kuchennego, a zrezygnowano z pojęcia wnęki kuchennej, co wynikało z zapotrzebowania na tego typu rozwiązania. W § 93 rozporządzenia zapisano, że w mieszkaniu jednopokojowym dopuszcza się stosowanie kuchni bez okien lub aneksu kuchennego połączonego z przedpokojem pod warunkiem zainstalowania co najmniej wentylacji:

• grawitacyjnej – w przypadku kuchni elektrycznej,
• mechanicznej wywiewnej – w przypadku kuchni gazowej.

W mieszkaniu jednopokojowym zezwala się na montaż aneksu kuchennego, jeśli zostanie w nim zastosowana wentylacja i kuchnia elektryczna. Natomiast w wielopokojowym może on być zlokalizowany w pokoju przeznaczonym na pobyt dzienny, o ile zainstalowano w nim wentylację. Przepływ powietrza wentylacyjnego w mieszkaniach powinien odbywać się z pokoi do kuchni lub aneksu kuchennego oraz pomieszczeń higieniczno-sanitarnych. W kuchni bądź aneksie kuchennym dopuszcza się stosowanie przewodów wentylacji wywiewnej z materiałów co najmniej trudno zapalnych.

Projektowanie wentylacji - okap kuchenny

W przepisach wprowadzono ogólną regulację w zakresie okapu kuchennego. W przypadku jego montażu w kuchni lub aneksie kuchennym należy zapewnić podłączenie urządzenia do odrębnego przewodu kominowego. Ustanawia się zatem nowe sformułowanie, które nie do końca wyjaśnia, jak zamontować okap kuchenny w sytuacji, gdy w budynku została zainstalowana wentylacja inna niż grawitacyjna lub hybrydowa, czyli mechaniczna.Pojęcie „przewód kominowy” odnosi się do komina wentylacyjnego współpracującego z wentylacją grawitacyjną lub wentylacją hybrydową, ale nie z mechaniczną. Zgodnie z zapisem nie ma nakazu zastosowania oddzielnego przewodu, gdy w budynku zaprojektowano mechaniczną. Trzeba mieć nadzieję, że nawet gdy w obiekcie zdecydowano się właśnie na taką, projektanci zaplanują niezależne piony okapowe lub podłączą okap do specjalnie zaprojektowanej dla każdego lokalu centrali wentylacyjnej. Jej wydajność zależy od tego, czy okap jest włączony, ponieważ dostosowuje ona swoją pracę tak, by bilansować przepływy powietrza w mieszkaniach.

Projektowanie wentylacji - wentylacja pomieszczeń do gromadzenia odpadów

Nowelizacja zmienia pojęcie „wentylacji grawitacyjnej” na „wentylację”. Stwarza to możliwość zastosowania w pomieszczeniach do gromadzenia odpadów nie tylko systemu grawitacyjnego, ale również mechanicznego czy hybrydowego. Obowiązek instalacji wentylacyjnej w tych pomieszczeniach nadal pozostaje, natomiast jej rodzaj zależy od projektanta.

Kryteria doboru wentylacji

W § 148 wskazano warunki montażu wentylacji. Zgodnie z nimi mechaniczną wywiewną lub nawiewno-wywiewną stosuje się w budynkach wysokich i wysokościowych oraz w innych, w których zapewnienie odpowiedniej wymiany powietrza (dotąd „jakości środowiska wewnętrznego”) nie jest możliwe za pomocą grawitacyjnej lub hybrydowej. Należy zaznaczyć, że na poprawność działania wentylacji grawitacyjnej wpływają w dużej mierze warunki niezależne od czynnika ludzkiego. Zalicza się do nich temperaturę wewnętrzną i zewnętrzną, siłę wiatru i jego kierunek, prawidłowe wykonanie i rozmieszczenie punktów wyciągowych oraz właściwą organizację napływu powietrza zewnętrznego. 

Kolejną kluczową kwestią, związaną z wyborem rodzaju systemu wentylacji w budynku mieszkalnym, jest spełnienie wymagań, które regulują parametry dotyczące maksymalnego wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną w budynku. Obiekty spełniające wymagania stawiane przez Warunki Techniczne na 2021 rok zgodnie z krajową definicją mają niemal zerowe zapotrzebowanie na energię (NZEB). Jej wzrost cen oraz zmieniające się prawo w najbliższych latach z pewnością wpłyną na podejście w Polsce do budownictwa o wysokim standardzie energetycznym, wręcz pasywnym. Obecnie brakuje spójnego stanowiska dla całej procedury inwestycyjnej już na etapie podejmowania decyzji o budowie obiektu energooszczędnego czy też jego termomodernizacji, co później przekłada się na niższy standard energetyczny w stosunku do oczekiwanego. Zastosowanie wentylacji grawitacyjnej w większości przypadków nie pozwala na spełnienie wymagań Warunków Technicznych na 2017 rok, dotyczących maksymalnego wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej w obiekcie. Od 1 stycznia 2017 roku wynosi on:

• 95 kWh/(m²·rok) – budynki mieszkalne jednorodzinne,
• 85 kWh/(m²·rok) – budynki wielorodzinne.

Obiekt o niemal zerowym zapotrzebowaniu na energię to taki, którego cząstkowy wskaźnik rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną niezbędną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej EPH+W dla budynku wielorodzinnego nie przekracza 65 kWh/(m²·rok), natomiast dla jednorodzinnego maksymalna jego wartość kształtuje się na poziomie 70 kWh/(m²·rok).

• Czytaj też: Wskaźnik EP. Jak rozwiązania instalacyjne wpływają na wskaźnik energii pierwotnej budynku?

W związku z powyższym, aby sprostać coraz bardziej wygórowanym wymaganiom, stawianym od 1 stycznia 2017 roku oraz później od 31 grudnia 2020 roku, należy projektować systemy wentylacyjne, stosując coraz bardziej niestandardowe rozwiązania.

Wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna

Jeśli jest wyposażona w odzysk ciepła, gwarantuje koszty ogrzewania niższe nawet o 60%, mniejsze zapotrzebowanie na ciepło (kocioł c.o. o mniejszej mocy, grzejniki itp.) oraz znacznie tańsze okna bez mikrowentylacji. Przemawia za nią również likwidacja kominów wentylacyjnych, kratek, wentylatorków, nawiewników okiennych oraz zwiększenie powierzchni mieszkań.Bardzo ważny jest także efekt zdrowotny – brak pleśni, grzybów i komarów, mniej alergenów i związków chemicznych w powietrzu, a także większy komfort klimatyczny. Układ wentylacji mechanicznej nabiera szczególnego znaczenia w nowoczesnych obiektach, które charakteryzują się wysokim stopniem termoizolacji i tym samym zatrzymują wilgoć w środku. Symptomy „chorego budynku” nie dotyczą tylko jego konstrukcji, ale narażają mieszkających w nim ludzi na złe samopoczucie, czego przyczyną może być nieskuteczna praca wentylacji grawitacyjnej.

Modelowy system wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej w budynkach energooszczędnych składa się z rekuperatora, kanałów rozprowadzających powietrze nawiewane oraz odprowadzających wywiewane. Ponadto może pracować z gruntowym wymiennikiem ciepła (GWC). Jego zadaniem jest wstępne ogrzanie powietrza pobieranego z zewnątrz i wtłaczanego do systemu. Ciepło do tego potrzebne pochodzi z gruntu, który na głębokości ok. 1,5 m ma stałą temperaturę na poziomie ok. 5°C. Bardzo dobrze uszczelnioną rurę zakopuje się na głębokości ok. 2 m, tak by zabezpieczyć powietrze przed przenikaniem do niego niepożądanych substancji. Prawidłowo wykonany GWC jest w stanie w sezonie zimowym ogrzać je do temperatury powyżej 0°C, a w okresie letnim schłodzić – wymiennik gruntowy działa jak prosty system klimatyzacji. Wadą wentylacji mechanicznej z rekuperatorem jest odpowiednio wyższy koszt samej instalacji.

Projektowanie wentylacji - wentylacja hybrydowa

Jest to rozwiązanie pośrednie, w którym wentylacja mechaniczna i grawitacyjna wzajemnie się uzupełniają lub działają naprzemiennie w zależności od panujących warunków oraz potrzeb. Wykorzystuje się tu najczęściej nawiewniki higrosterowalne, umożliwiające nawiewanie większej ilości świeżego powietrza, gdy wzrasta wilgotność w pomieszczeniu i stosowanie wywiewu wymuszonego, sterowanego obciążeniem.

Dobór wentylatorów

Należy nadmienić, że spełnienie wymagań cząstkowych nie oznacza zrealizowania podstawowego, określonego w granicznych wartościach wskaźnika EP. Wynika to ze zbyt niskich współczynników przenikania ciepła dla przegród Uc i wymagań dotyczących poboru energii elektrycznej przez wentylatory oraz za mało restrykcyjnej sprawności odzysku ciepła w układach rekuperacji. By nowo projektowany budynek spełniał przepisy WT 2021 pod kątem wskaźnika EPH+W, wentylatory powinny charakteryzować się wskaźnikiem poboru mocy elektrycznej nie większym niż 0,45 (Wh)/m³ dla obu urządzeń łącznie. Średnioroczna temperaturowa sprawność odzysku ciepła z powietrza wywiewanego musi być wyższa niż 70%.Zaktualizowane Warunki Techniczne zmieniają również zapisy dotyczące mocy właściwych wentylatorów stosowanych w instalacjach wentylacyjnych oraz klimatyzacyjnych (tab. 1). Jak widać, maksymalne ich moce właściwe są zbyt duże w stosunku do dobrych praktyk dla projektantów budynków energooszczędnych, by spełnić wymagania co do maksymalnego wskaźnika EPH+W. Różnica wynosi do 40% i w znacznym stopniu utrudnia osiągnięcie założonych parametrów energetycznych. W zaktualizowanych Warunkach Technicznych dodano zapis o tym, że instalacje wentylacji hybrydowej, mechanicznej wywiewnej oraz nawiewno-wywiewnej powinny mieć regulację wentylatorów zapewniającą dostosowanie ich wydajności powietrznej do potrzeb użytkowych. Optymalizacja czasu działania układów, ze względu na harmonogram wykorzystywania pomieszczeń, wpływa na mniejsze koszty wymiany filtrów, a także za energię elektryczną spożytkowaną na pracę wentylatorów. Użytkownicy, którzy mają wpływ na działanie systemu wentylacji, powinni na bieżąco kontrolować, czy pracuje on w sposób optymalny pod kątem efektywności energetycznej.Takie działanie pozwala zaoszczędzić kilkanaście procent zużycia energii elektrycznej bez ponoszenia dodatkowych nakładów inwestycyjnych. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie czujników sterujących pracą wentylacji (np. CO₂, wilgotności), które również wpływają na ograniczenie zużycia energii.Na przykładzie budynku wielorodzinnego pokazano różnicę w wielkości wskaźnika EPH+W w zależności od zainstalowanego rodzaju wentylacji (tab. 3). Przegrody zewnętrzne zaprojektowano zgodnie z wymaganiami na 2021 rok. W pierwszym wariancie zastosowano wentylację grawitacyjną, natomiast w drugim mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła o średniorocznej sprawności odzysku ciepła wynoszącym 85%. Powyższe wyniki pokazują, że użycie wentylacji mechanicznej z wysokosprawnym odzyskiem ciepła pozwala zaoszczędzić 52% energii w porównaniu do grawitacyjnej oraz, co ważne, tak zaprojektowany obiekt spełnia wymagania WT 2021.W budynku wielorodzinnym o niskim zapotrzebowaniu na energię (nawet pasywnym), gdzie wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową na cele ogrzewania jest mniejszy od 15 kWh/(m²·rok), system przygotowania ciepłej wody użytkowej wykorzystuje 58% energii.

Tab. 1. Maksymalna moc właściwa urządzenia w zależności od zastosowanego wentylatora

Tab. 2. Dodatkowa moc właściwa wentylatora w zależności od wykorzystanych elementów systemu wentylacji lub klimatyzacji

Tab. 3. Wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną EPH+W w zależności od wykorzystanego rodzaju wentylacji w budynku wielorodzinnym

Projektowanie wentylacji - pozostałe wytyczne

Wymiana stolarki okiennej Podczas termomodernizacji w budynkach z wentylacją grawitacyjną należy zamontować okna z nawiewnikami, co umożliwi napływ powietrza z zewnątrz przy szczelnym osadzeniu stolarki. W przeciwnym razie wentylacja mieszkań będzie nieskuteczna.

• Czytaj też: Wentylator ścienny. Jak dobrać wentylator ścienny do pomieszczenia?

Ochrona przed zanieczyszczeniami zapachowymi

W znowelizowanym rozporządzeniu dodano zapis mówiący o tym, że w pomieszczeniach, które należy chronić przed napływem zanieczyszczeń lub uciążliwymi zapachami z sąsiadujących pomieszczeń i otoczenia zewnętrznego, powinno się montować wentylację mechaniczną nadciśnieniową.  Dopuszcza się umiejscowienie wyrzutni powietrza w ścianie budynku, jeśli to wywiewane nie zawiera uciążliwych zapachów. Zrezygnowano z zapisu o zanieczyszczeniach szkodliwych dla zdrowia.

Szczelność budynków mieszkalnych zamieszkania zbiorowego

W budynku mieszkalnym zamieszkania zbiorowego przegrody zewnętrzne nieprzezroczyste, złącza między przegrodami i ich częściami (m.in. połączenie stropodachów lub dachów ze ścianami zewnętrznymi), przejścia elementów instalacji, takie jak kanały instalacji wentylacyjnej i spalinowej przez przegrody zewnętrzne oraz połączenia okien z ościeżami należy projektować i wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza. Zalecana szczelność powietrzna w budynkach wynosi:

• n50 < 3,0 1/h – z wentylacją grawitacyjną lub hybrydową, 
• n50 < 1,5 1/h – z wentylacją mechaniczną lub klimatyzacją.

Po zakończeniu budowy obiekt należy poddać próbie szczelności przeprowadzonej zgodnie z polską normą dotyczącą określania przepuszczalności powietrznej budynków. Warto dodać, że zgodnie z dobrymi praktykami budynek pasywny powinien charakteryzować się wymianą powietrza nie większą niż 0,6 na godzinę.

Kogo nie dotyczą nowe przepisy?Znowelizowane przepisy nie będą dotyczyć budynków, wobec których przed dniem wejścia w życie nowelizacji:

• złożono wniosek o pozwolenie na budowę, odrębny o zatwierdzenie projektu budowlanego, zmianę pozwolenia na budowę lub zatwierdzenie zamiennego projektu budowlanego,
• zgłoszono budowę lub wykonanie robót budowlanych w przypadku, gdy nie jest wymagane uzyskanie decyzji o pozwoleniu na budowę,
• wydano decyzję o pozwoleniu na budowę lub odrębną o zatwierdzeniu projektu budowlanego.

Artykuł ukazał się w publikacji „Obiekty Mieszkalne”Zobacz e-wydanie