Miesięcznik Murator ONLINE

logowanie

Wentylacja hybrydowa. Jak działają hybrydowe systemy wentylacyjne?

Wentylacja hybrydowa to system wentylacji, który dopiero od stycznia 2014 roku został uwzględniony w przepisach prawnych. Ostatnia zmiana w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury (w tzw. „siedemdziesiątce piątce”) „W sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” wprowadza pojęcie wentylacji hybrydowej. Dowiedz się, co to jest wentylacja hybrydowa oraz jakie plusy i minusy mają hybrydowe systemy wentylacyjne.

Nasada Turbowent hybrydowy produkcji Darco Fot.: Darco

To znajdziesz w poradniku:

  1. Co to jest wentylacja hybrydowa? Opis hybrydowego systemu wentylacji
  2. Warunki pracy: jak pracuje wentylacja hybrydowa?
  3. Wentylacja hybrydowa – montaż
  4. Wentylacja hybrydowa: jak dobrać nawiewniki?
  5. Jakie wady i zalety ma wentylacja hybrydowa?

 

W § 148 ww. rozporządzenia:
• ust. 1 i 2 otrzymują brzmienie:
„1. Wentylację mechaniczną wywiewną lub nawiewno-wywiewną należy stosować w budynkach wysokich i wysokościowych oraz w innych budynkach, w których zapewnienie odpowiedniej jakości środowiska wewnętrznego nie jest możliwe za pomocą wentylacji grawitacyjnej. W pozostałych budynkach może być stosowana wentylacja grawitacyjna lub wentylacja hybrydowa.
2. W pomieszczeniu, w którym jest zastosowana wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja, nie można stosować wentylacji grawitacyjnej ani wentylacji hybrydowej. Wymaganie to nie dotyczy pomieszczeń z urządzeniami klimatyzacyjnymi niepobierającymi powietrza zewnętrznego.”,
• dodano ust. 5 w brzmieniu:
„Instalacja wentylacji hybrydowej, wentylacji mechanicznej wywiewnej oraz nawiewno-wywiewnej powinna mieć wentylatory o regulowanej wydajności”.

Co to jest wentylacja hybrydowa? Opis hybrydowego systemu wentylacji

Wentylacja hybrydowa bazuje na grawitacyjnej – wykorzystuje tę samą drogę przepływu powietrza – od okien przez pomieszczenia, do pionowego szachtu wywiewnego, z tą różnicą, że na szczycie szachtu zamontowana jest nasada hybrydowa wyposażona w wentylator. Charakteryzuje się on bardzo niskimi obrotami wirnika (ok. 200 obr./min), małym sprężem (kilkanaście Pascali) zbliżonym do naturalnego ciągu, niedużym strumieniem przetłaczanego powietrza oraz niskim zapotrzebowaniem na energię (ok. 4 W).


Wentylator hybrydowy może pracować w dwóch trybach: ciągłym i sterowanym czujnikiem ciśnienia. Czujnik ciśnienia wyłącza urządzenie, gdy panują korzystne warunki zewnętrzne i występuje naturalny ruch powietrza. Konstrukcja nasady umożliwia jego niezakłócony przepływ wywołany naturalnym ciągiem kominowym.


Jakie tryby pracy ma wentylacja hybrydowa?

  • wentylacja naturalna (nasada pełni funkcję wywiewnika dachowego). W sprzyjających warunkach do powstania naturalnego ciągu kominowego (dodatnia różnica temperatur pomiędzy powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym, nadciśnienie po stronie zewnętrznej okien itp.) wentylacja hybrydowa sterowana różnicą ciśnień nie może zakłócać prawidłowego przepływu powietrza;
  • bierne zabezpieczenie właściwego kierunku i strumienia. Przy bardzo silnym wietrze nasada zapobiega niekorzystnemu zjawisku ciągu wstecznego, a silnik zbyt szybkim obrotom głowicy, co chroni przed zbyt dużym strumieniem powietrza;
  • wentylacja mechaniczna. Wentylator nasady wymusza przepływ przy małych obrotach, niskim sprężu oraz niewielkim zapotrzebowaniu na energię napędową.

Podczas wietrznej pogody nasada hybrydowa spełnia dwa zadania:

  • zapobiega zjawisku ciągu wstecznego, często występującego pod wpływem naporu wiatru, w trakcie którego kratka wywiewna staje się nawiewnikiem i wprowadza do pomieszczeń powietrze czerpane z dachu (niestety nierzadko razem z „zapachami” z wywiewek kanalizacyjnych);
  • silnik wentylatora redukuje obroty wirnika (przy zbyt silnym wietrze) do nominalnej prędkości obrotowej, co ogranicza strumień powietrza wywiewany przez szacht.

Podczas bezwietrznej pogody, kiedy nie występuje ciąg kominowy, silnik napędza wentylator, generując strumień powietrza zbliżony do wentylacji naturalnej.

Montaż wentylatorów hybrydowych na ciasnych kominach Fot.: Uniwersal

Warunki pracy: jak pracuje wentylacja hybrydowa?

Wentylacja hybrydowa jest bardziej zbliżona do naturalnej niż do mechanicznej, dlatego, aby poprawnie działała, należy zagwarantować:

  • prawidłowy napływ powietrza do pomieszczeń przez uchylone okna, ponieważ wentylator w nasadzie hybrydowej generuje nieduże ciśnienie. Montaż pojedynczych nawietrzaków nie zapewnia odpowiedniego strumienia powietrza przy podciśnieniu generowanym przez nasadę hybrydową. Podobnie dzieje się w przypadku tzw. mikrouchyłu szczelnych okien;
  • prawidłowy przepływ powietrza pomiędzy pomieszczeniami. Większość oferowanych drzwi wewnętrznych jest wyposażona w uszczelki, które zapewniają szczelność skrzydeł, co z punktu widzenia wentylacji pomieszczeń nie jest korzystne. Takie rozwiązanie połączone z dywanem lub wykładziną dochodzącymi do samych drzwi uniemożliwia przepływ powietrza;
  • utrzymanie w czystości kratek wywiewnych w kuchni, łazience i WC. Modele o gęstych oczkach są szczególnie narażone na osiadanie kurzu i wilgoci, a w kuchniach dodatkowo tłuszczu, z powietrza wywiewanego;
  • drożne pionowe kanały wentylacyjne. W spółdzielniach mieszkaniowych nałożono na administratorów obowiązek okresowej kontroli drożności szachtów (nie należy tego mylić z koniecznością zapewnienia właściwej wentylacji, zadaniem kominiarzy jest tylko sprawdzenie drożności). W domach jednorodzinnych sytuacja jest nieco trudniejsza, ponieważ interwencja kominiarzy występuje tylko w sytuacjach awaryjnych;
  • czyste (drożne) kratki wywiewne na kominach na dachu.

Wentylacja hybrydowa – montaż

Prawidłowe zamontowanie hybrydowego systemu wentylacyjnego sprowadza się do przymocowania nasady hybrydowej na wylocie szachtu wentylacyjnego na dachu. Często trzeba poradzić sobie z ciasno umieszczonymi kanałami.


W przypadku działania przewidzianego wyłącznie w trybie ciągłym układ realizowany jest przy wykorzystaniu kanałów indywidualnych, które na dachu zakończone są komorą zbiorczą (rozprężną) uwieńczoną nasadą. Przewody indywidualne kończą się we wspólnej komorze rozprężnej. W przypadku obiektów poddanych modernizacji w razie braku komory, należy ją zrobić z blachy izolowanej wełną mineralną od strony wewnętrznej. Nie wykonuje się w niej wylotów bocznych przewodów wentylacyjnych. W zamian trzeba zrobić w górnej części komory wylot o średnicy 250 mm, wspólny dla wszystkich kanałów zlokalizowanych w danym zespole, na którym zostanie zamocowana nasada. Nasady kominowe montuje się centralnie w stosunku do obsługiwanych kanałów. Odległość od zakończenia kanałów wentylacyjnych do nasady VBP (wysokość komory rozprężnej) powinna wynosić minimum 250 mm.
Należy również pamiętać, aby wszystkie kanały wentylacyjne zlokalizowane w jednym zespole zakończyć na tym samym poziomie.


Niezależnie od rodzaju zastosowanego systemu podczas montażu trzeba (wg materiałów firmy Aereco):

  • sprawdzić, czy żadne obce obiekty nie znajdują się wewnątrz komory rozprężnej, a w szczególności wyjąć z wnętrza nasady styropian zabezpieczający,
  • wypoziomować miejsce montażu,
  • przykleić uszczelkę pomiędzy nasadą a króćcem przyłączeniowym,
  • umożliwić demontaż nasady,
  • połączyć nasadę z króćcem bądź czapą komina w sposób szczelny,
  • nie przykręcać przewodów odgromowych bezpośrednio do nasady.

Elementy połączeniowe nasady dostosowuje się do wymiarów kominów, jednocześnie mając na uwadze następujące zalecenia:

  • minimalna wysokość skrzynki zbiorczej: 250 mm,
  • maksymalna odległość najdalej położonego kanału od środka nasady: 600 mm,
  • konieczne jest uszczelnienie połączenia (aby nasada wyciągała powietrze tylko z kanałów),
  • konstrukcja skrzynki zbiorczej powinna umożliwiać okresowe czyszczenie kanału i nasady bez konieczności demontażu nasady.
Wentylacja hybrydowa

W domach wielorodzinnych, po zainstalowaniu nasady hybrydowej, lokatorzy muszą pokrywać koszty energii elektrycznej potrzebnej do napędu wentylatora. Kuszące jest podłączenie do licznika znajdującego się w mieszkaniu kabli poprowadzonych w pionowym szachcie wentylacyjnym (najkrótsza droga). Takie rozwiązanie jest jednak kategorycznie zabronione. W kanałach powietrza niedopuszczalne jest prowadzenie przewodów innych instalacji. Dotyczy to szczególnie pionowych szachtów wentylacji naturalnej. Przewody zwiększają szorstkość kanału, mogą gromadzić kurz, tłuszcz itp.


Wentylacja hybrydowa eliminuje niektóre niedogodności zarówno wentylacji naturalnej, jak i mechanicznej. Wyklucza problem ciągu wstecznego oraz oddziaływania niekorzystnych warunków zewnętrznych (temperatura, ciśnienie), które uniemożliwiają przepływ powietrza. Wentylacja hybrydowa w odróżnieniu do wentylacji mechanicznej pozwala na oszczędność energii potrzebnej do napędu i cichą pracę urządzenia.


Wentylator w nasadzie hybrydowej generuje ciąg zbliżony do naturalnego, a instalacja może czasowo pracować w systemie grawitacyjnym. Mimo tego należy ostrożnie używać jej na kanałach w pomieszczeniach, w których znajdują się urządzenia gazowe z otwartą komorą spalania, ponieważ:

„W pomieszczeniu z paleniskami na paliwo stałe, płynne lub z urządzeniami gazowymi pobierającymi powietrze do spalania z pomieszczenia i z grawitacyjnym odprowadzeniem spalin przewodem od urządzenia stosowanie mechanicznej wentylacji wyciągowej jest zabronione („Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie”)”.

Uzasadnieniem tego przepisu jest ryzyko wytworzenia ciągu wstecznego w kominach spalinowych. Teoretycznie nieduży ciąg kominowy generowany przez nasady nie powinien wywołać tego zjawiska, ponieważ kominowy wytwarzany przez gorące spaliny jest znacznie większy. Nie ma jednak w tej kwestii całkowitej pewności i z tego powodu producenci zabraniają stosowania nasad hybrydowych w tego typu pomieszczeniach.


Podobne dylematy nurtują instalatorów i użytkowników w kwestii obsługi wielu pomieszczeń za pomocą nasady hybrydowej.


Strumień przetłaczanego powietrza jest niejednokrotnie większy od minimum zalecanego przez normę dla pojedynczego pomieszczenia (tab. 1). Stąd też myśl, aby przy pomocy jednej nasady wywiewać powietrze z kliku pomieszczeń. Jeśli wentylator pracuje w trybie ciągłym, zawsze można myśleć o wentylacji hybrydowej jako mechanicznej i połączyć kilka pomieszczeń. Jeśli jednak nasada działa w trybie naprzemiennym, czyli podczas korzystnych warunków powstania ciągu naturalnego wentylator przerywa pracę, to mamy do czynienia z wentylacją naturalną, w której kategorycznie zabrania się ich łączenia jednym szachtem. Aby nie przewiewać mieszkań zbyt dużym strumieniem powietrza, należy redukować obroty wentylatora.


Do niedawna obowiązywała norma dotycząca wentylacji mechanicznej w budownictwie PN-B-03433 „Wentylacja. Instalacje wentylacji mechanicznej wywiewnej w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych” (pojawiająca się również w wykazie norm w Rozporządzeniu 75), w której była mowa o tym, że aby zagwarantować prawidłowy przepływ powietrza z poszczególnych kondygnacji konieczne jest zapewnienie minimalnego spadku ciśnienia na odgałęzieniach (czyli na zaworach wywiewnych). Spadek ten wynosił ponad 80 Pa. Obecnie norma ta jest wycofana, tym niemniej nadal istotne jest zapewnienie prawidłowego rozpływu powietrza. Odbywa się to poprzez wyrównywanie ciśnień w węzłach sieci kanałów (przy niewielkim ciśnieniu dyspozycyjnym generowanym przez nasady hybrydowe właściwie „nie ma czym regulować”).


Kolejną praktyczną przeszkodą w instalacji wentylacji hybrydowej, z którą spotykają się instalatorzy, są bardzo ciasno umiejscowione pionowe szachty istniejącej wentylacji naturalnej. Zdarzają się kanały o szerokości 12 cm. Trudno jest zmieścić nasadę na końcu takiego szachtu, zwłaszcza jeżeli jest to komin składający się z kilku kanałów. Naprzeciw tym problemom wychodzą producenci, oferując kształtki – odsadzki, na których można zamontować nasadę. Należy jednak pamiętać, że mamy do czynienia z instalacją niskociśnieniową i wprowadzenie dodatkowego oporu przepływu może uniemożliwić prawidłowe działanie wentylacji.

Wentylacja hybrydowa: jak dobrać nawiewniki?

Aby wentylacja hybrydowa działała poprawnie, konieczny jest prawidłowy napływ powietrza. Popularnym rozwiązaniem jest montaż nawietrzaków na oknach. Dobierając ich rodzaj i liczbę, należy zwrócić uwagę na dwa elementy: strumień powietrza i ciśnienie.
Minimalny strumień powietrza określony jest w normie PN-B-03430. W pierwszej kolejności należy obliczyć minimalny strumień, jaki ma przepływać przez konkretne pomieszczenie. Następnie trzeba sprawdzić, jakim ciśnieniem można dysponować przy zastosowaniu nasady hybrydowej. Z katalogu trzeba ustalić maksymalny spręż wentylatora nasady, następnie (i tu jest duża trudność praktyczna) należy oszacować opory przepływu powietrza przez cały ciąg (nawietrzak – przegrody pomiędzy pomieszczeniami – kratka lub zawór wywiewny – pionowy szacht). Optymistycznie szacując, należy liczyć się z oporami rzędu kilku Pascali. Tę wielkość trzeba odjąć od sprężu nasady, a następnie sprawdzić charakterystykę nawiewnika, na podstawie której obliczamy liczbę nawiewników koniecznych do przepuszczenia obliczonego strumienia powietrza. Należy uwzględnić każde pomieszczenia osobno, na przykład kuchnia z kuchenką gazową wymaga minimum 70 m3/h powietrza, i jeżeli nawiewnik przepuszcza ok. 25 m3/h (przy różnicy ciśnień ok. 15 Pa), to do kuchni należy dobrać przynajmniej trzy nawiewniki.


Chociaż producentom zależy na sprzedaży jak największej liczby nawiewników, niektóre katalogi bardzo optymistycznie podchodzą do strumienia powietrza przechodzącego przez nawiewniki, przez co często dobiera się zdecydowanie zbyt małą ich liczbę.
Analizując dostępny spręż wentylatora umieszczonego w nasadzie, należy wziąć pod uwagę optymalne parametry pracy. Przy niedużym zapotrzebowaniu na moc elektryczną, co jest niewątpliwie dużą zaletą tych rozwiązań, na pierwszy plan wysuwa się poziom natężenia dźwięku. Zgodnie z założeniem wentylacja hybrydowa ma unikać wad charakterystycznych dla wentylacji mechanicznej, m.in. zapewniać bardzo cichą pracę instalacji. Z tego powodu wentylatory charakteryzuje niewielki spręż. Tu jednak natrafiamy na mały paradoks. Aby uzyskać wysoki spręż, zapewniający dobry (bliski maksymalnemu) strumień powietrza, nasadę należy ustawić na maksymalne osiągi, co skutkuje wysokimi obrotami i/lub podwyższonym poziomem natężenia dźwięku.

Jakie wady i zalety ma wentylacja hybrydowa?

Wentylacja hybrydowa jest rozwiązaniem odpowiednim dla budynków wielorodzinnych, w których zaprojektowano wentylację naturalną. Dzięki zastosowaniu silnika i wentylatora jest możliwe zapewnienie prawidłowego strumienia powietrza niezależnie od warunków zewnętrznych. Obracana siłą wiatru nasada jest hamowana przez silnik, co redukuje niepotrzebny strumień i zapobiega ciągowi wstecznemu. Ponadto system charakteryzuje cicha praca wentylatora i niewielki pobór mocy. Należy jednak zwrócić uwagę, że jest to wentylacja podciśnieniowa, wywiewna. Tego typu instalacje przesyłają powietrze zewnętrzne bezpośrednio do pomieszczeń, bez technicznej możliwości jego uzdatniania. Rozwiązaniem tego problemu mogłyby być nawietrzaki zlokalizowane za grzejnikami, ale w Polsce stosuje się je bardzo rzadko. Wentylacja hybrydowa ma jeszcze jedną wadę – brak możliwości odzysku ciepła z powietrza wywiewanego. Kwestia ta omawiana jest w literaturze branżowej, jednak upłynie jeszcze dużo czasu, zanim zostanie dopracowana i częściej stosowana w praktyce.


dr inż. Jarosław Müller
Politechnika Krakowska, Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji, Klimatyzacji i Chłodnictwa

Artykuł ukazał się w Informatorze Instalacyjnym-murator 2015

Rekuperator jednorurowy HRU-WALL Fot.: Alnor

 

Rekuperator jednorurowy HRU-WALL wyposażony w wymiennik ceramiczny o odzysku do 90%. Energooszczędny wentylator EC działa na przemian co 70 sekund nawiewając i wyciągając powietrze z pomieszczenia. Dzięki niskiemu zużyciu energii, oraz bardzo cichej pracy możliwe jest działanie rekuperatora non stop. Jednostka może działać w 3 prędkościach w zależności od potrzeb i wielkości pomieszczenia.

KUP ON-LINE



Partnerzy serwisu

To dzięki tym firmom możemy realizować Wasze potrzeby i zainteresowania

border_left border_right