Wielokrotnie przy realizowanych projektach spotykamy się za pytaniem inwestorów „ po co wentylacja mechaniczna, skoro w domu rodziców jej nie było i nic złego się nie działo” ? . . . odpowiadamy wtedy, że w współczesnym docieplonym parterowym, lub piętrowym budynku: „Nawet najtańsza centrala wentylacyjna będzie lepsza od wentylacji grawitacyjnej”

Aby rzeczowo odpowiedzieć sobie na pytanie „dlaczego ?” –  trzeba rozpocząć dyskusje od pytania po co w ogóle wentylacja w pomieszczeniu mieszkalnym i jakie ma ona spełniać wymagania.

Po co wentylacja w ogóle ?

Podstawowe zadania wentylacji w budynku to usuwanie zużytego przez mieszkańców powietrza (głównie CO2, które w małych stężeniach jest odpowiedzialne za wiązanie tlenu z hemoglobiną, natomiast  w dużych stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia) usuwanie wilgoci, zapachów i szeregu innych zanieczyszczeń jak alergeny, wszelkie biozanieczyszczenia, utleniające się związki zawarte w materiałach budowlanych i wykończeniowych, dym tytoniowy itp. z jednoczesnym doprowadzeniem świeżego zewnętrznego powietrza (Temat faktycznej „świeżości” zewnętrznego powietrza na tym etapie musimy pominąć) . . . oczywiście wraz z usuwaniem zużytego/zanieczyszczonego powietrza wewnętrznego wywiewane jest również zawarte w nim ciepło.

W zużytym powietrzu najbardziej szkodliwy dla człowieka jest zbyt wysoki poziom CO2, a najbardziej szkodliwa dla budynku jest zbyt wysoka wilgotność powietrza wewnętrznego, poniżej krótko o jednej i drugiej kwestii:

  • Dwutlenek węgla  jest przez nas wdychany z powietrza i rozpuszcza się we krwi. Zbyt wysoki poziom CO2 w powietrzu prowadzi do zaburzenia równowagi elektrolitów, a w efekcie do pogorszenia samopoczucia i obniżenia sprawności intelektualnej.  Przebywając w niewietrzonym pomieszczeniu szybko stajemy się senni, otępiali, trudno jest nam się skupić i zmusić do wysiłku psychicznego. Lekarze alarmują również, iż w wyniku długotrwałego przebywania w pomieszczeniach z zbyt wysokim stężeniem CO2 w pomieszczeniu obumierają szare komórki, szczególnie u dzieci.
  • Zbyt wysoki poziom wilgoci w pomieszczeniu powoduje wykraplanie na powierzchniach, skutkiem tego następuje i postępuje zawilgocenie różnych elementów budynku i materiałach wykończeniowych (powierzchnia okien, okładziny ścian w narożnikach, za szafami itp.) zawilgocone powierzchnie stanowią dogodne podłoże do rozwoju wszelkich mikroorganizmów, zwłaszcza grzybów i pleśni.
  • Grzyby i pleśnie natomiast, powodują nie tylko destrukcje elementów budowlanych, są również szkodliwe dla człowieka, uwalniając się do powietrza zostają wdychane. W skrajnych przypadkach wdychanie niektórych grzybów może być nawet śmiertelne (np. grzyb domowy). Lista szkodliwych związków zawartych w powietrzu pomieszczeń mieszkalnych jest długa, natomiast należy mieć na uwadze, że negatywnie wpływa na zdrowie również zbyt niska (podrażnienie śluzówek, katar, kaszel, \a nawet zapalenia gardła, krtani lub płuc, zwłaszcza u dzieci)  lub zbyt wysoka wilgotność powietrza (zmiany reumatyczne, dolegliwości dermatologiczne, zapalenia zatok itp.)

Co zrobić by uchronić się przed tymi czynnikami ?

Aby uchronić mieszkańców i budynek przed w/w czynnikami niezbędne jest po prostu skuteczne wietrzenie budynków. Pierwotne budynki mieszkalne były wentylowane przez przewietrzanie otworami drzwiowymi i okiennymi, później odkryto zjawisko naturalnej konwekcji powietrza oraz ciągu kominowego i budynki zaczęto wyposażać w kominy wentylacyjne, z czasem normalizując zasady konstruowania „kominów” i ogólnopojętej wentylacji pomieszczeń w których przebywają ludzie i określając wartości minimalnej wymiany powietrza.

Ile więc powietrza należy wymienić w jednostce czasu ?

Już ponad 100 lat temu profesor Max von Pettenkofer (1818-1901) uznał zawartość dwutlenku powietrza za wskaźnik jakości powietrza. Przez długi czas tzw. „liczba Pettenkofera” określała maksymalną zawartość dwutlenku węgla w pomieszczeniu na poziomie 0,1 % objętości, co odpowiada 1000 ppm lub 1 litrowi dwutlenku węgla na metr sześcienny powietrza (czyste powietrze atmosferycze zawiera około 350-450 ppm). Zasada ta obowiązuje również obecnie. Do dziś normy w zakresie wentylacji opierają się na „zasadzie Pattenkofera” mówiącej o tym, że w pomieszczeniach w których przyczyną pogorszenia jakości powietrza jest metabolizm człowieka skutkujący emisją ciepła, pary wodnej i biozanieczyszczeń – jednostkowy strumień świeżego powietrza powinien wynosić nie mniej niż 25m3/h/osobę. Identyczne wartości 20-30 m3/h/osobę (w pomieszczeniach w których dozwolone jest palenie – 50 m3/h/osobę) określają współczesne normy dotyczące wentylacji. Dlatego od początku ubiegłego wieku, a nawet wcześniej stosowano powszechnie w budynkach wentylację grawitacyjną w której „czyste” zewnętrzne powietrze przez nieszczelności stolarki okiennej i drzwiowej, a następnie poprzez czyste pomieszczenia (salon, sypialnia) było zaciągane przez podciśnienie powodowane ciągiem kominowym w kanałach do których kratki wentylacyjne lokalizowano w pomieszczeniach „brudnych” czyli kuchni i łazience.

Czy wentylacja grawitacyjna jest w stanie zapewnić taką wymianę powietrza ?

Powstaje pytanie: czy taka wentylacja grawitacyjna jest w stanie zapewnić tą minimalną wymianę w ciągu całego roku w parterowym lub piętrowym budynku. . odpowiedź brzmi – NIE. Praktyka, pomiary oraz stworzone na tej podstawi nomogramy pokazują, że w dla kominów w budynku parterowym (a już szczególnie z płaskim dachem) oraz na ostatniej kondygnacji budynków piętrowych wysokość przewodu wentylacyjnego od wlotu do wylotu jest zbyt mała by spowodować ciąg kominowy (za minimalną uważa się wysokość 3,0m,  nomogramy doboru z PN-64/B-03430 zaczynają się od wysokości komina 4,0m). Nie będzie też skutecznej wentylacji mechanicznej w mieszkaniach w których choć wysokość kominów jest odpowiednia ciąg kominowy przez większą część roku jest wystarczający (głównie budynki wielokondygnacyjne), to przesadnie uszczelniono stolarkę okienną, nie przewidując nawiewników odpowiedniej wydajności. Brak skutecznej wentylacji jest jednym z podstawowych składowych tzw. „syndromu chorego budynku”

Jak rozwiązać ten problem ?

W związku z powyższym w budynku w którym wysokość kominów wentylacyjnych jest zbyt mała jedynym sposobem zapewnienia skutecznej wentylacji jest wspomaganie wentylacji grawitacyjnej. Jest wiele metod jej wspomagania, każda ma swoje wady i zalety. Np. aerodynamiczne nasady kominowe – ich skuteczność zależna jest od prędkości wiatru, jest zmienna i niestety nie mamy nad nią kontroli. W tym miejscu dochodzimy do współczesnego rozwiązania – wentylatora wyciągowego: kanałowego, ściennego, sufitowego lub w postaci nasady kominowej – prawie każdy z nich jednak kiedy jest wyłączony zupełnie niweluje wydajność kanału grawitacyjnego, więc powinien być stale włączony by zapewnić minimalne wymiany powietrza w jednostce czasu, a wtedy pojawia się następne niekorzystne zjawisko – nadmierna strata ciepła wraz z powietrzem wywiewanym. Wraz z usuwaniem zużytego/zanieczyszczonego powietrza wewnętrznego wywiewane jest również zawarte w nim ciepło. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy największe straty ciepła w dobrze zaizolowanym budynku to właśnie straty na wentylację. Szacuje się, że wynoszą on 30-40% wszystkich strat ciepła (np. na całą stolarkę okienną przyjmuje się w współczesnym budynku 15-20%). Oczywiście w budynku z zupełnie nieskuteczną wentylacją grawitacyjną (zbyt niski lub niedrożny kanał kominowy, niewłaściwie rozmieszczone, pozatykane wloty do kanałów, brak kratek transferowych między pokojami lub brak nawiewników ściennych lub okiennych) – wskaźnik strat ciepła na wentylację będzie mniejszy proporcjonalnie do pogorszenia klimatu wewnętrznego, jednak w budynkach z wentylacją wspomaganą mechanicznie wartości strat ciepła mogą być nawet dużo wyższe, wszystko zależy od samej wydajności lub urządzeń wspomagających.

Co jeszcze . . ..

Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze zagadnienie ogólnie pojętego subiektywnego komfortu. Wpływ na komfort mają w głównej mierze: temperatura powietrza wewnętrznego, wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu oraz prędkość powietrza przemieszczającego się wokół ciała. Faktyczny komfort zależy też od samej jakości powietrza, ale jednak przede wszystkim od korelacji tych 3 wspomnianych wyżej czynników oraz od indywidualnych cech fizjonomicznych człowieka . Zalecany zakres wilgotności zimą to 40-60% (przy zalecanej temperaturze 18-20 stopni). Latem zaś wilgotność nie powinna przekraczać 70% (przy zalecanej temperaturze 20-23 stopni). Powietrze o wartościach powyżej lub poniżej podanych granic staje się mało komfortowe

Jak więc mądrze rozwiązać ten problem w swoim domu ?

Pomieszczenia zamknięte stały się miejscem, gdzie współczesny człowiek spędza większą część swojego życia. W niektórych przypadkach jest to ponoć nawet 80-90%. Czy więc istnieje sposób by z jednej strony zapewnić higieniczną wymianę powietrza i jednocześnie utrzymać na racjonalnie niskim poziomie straty ciepła wynikające z wymiany powietrza wewnętrznego  z powietrzem zewnętrznym ? . . . owszem, takim właśnie rozwiązaniem jest wentylacja mechaniczna z rekuperacją, czyli urządzenie które mechanicznie nawiewa odpowiednio wyliczoną ilość powietrza zewnętrznego i równocześnie również wyciąga zużyte powietrze wymuszając wymianę powietrza pomiędzy tymi dwoma strumieniami powietrza na odpowiednim wymienniku. 

Jaki układ wentylacji, o jakiej wydajności, sprawności itp., z zastosowaniem jakich urządzeń i rozwiązań technicznych – będzie najrozsądniejszy . . to już całkiem inny zestaw zagadnień.