Współczesny architekt na etapie projektowania systemu wentylacyjnego obiektu miał do niedawna dwie możliwości. Mógł wybrać wentylację naturalną - zwaną inaczej wentylacją tradycyjną - lub wentylację mechaniczną ciągłą.
W pierwszym przypadku etap projektowania uważano za zakończony, gdy pomieszczenie zaopatrzono w kanał wentylacyjny z kratką wywiewną, a na dachu istniał komin z bocznymi otworami przykryty czapą betonową.
Sporadycznie wybierano na zwieńczeniu wywietrznik grawitacyjny, a już o współczynniku oporu kratki wentylacyjnej zupełnie nie myślano. Te warunki jednak w istotny sposób wpływały na kierunek i wartość ciągu grawitacyjnego w kanale, a tym samym miały znakomity wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniu.
Budynki wysokie zaopatrywano w wentylatory, zadaniem których jest mechaniczna praca wywiewu. Jest to sposób zapewniający wysoką jakość powietrza, jednak częstokroć zawodny przy długich okresach eksploatacyjnych ze względu na zużywające się podzespoły mechaniczne, które jak w każdej maszynie należy okresowo poddawać przeglądom technicznym i konserwacji.
Zatem oba sposoby bywały z różnych powodów zawodne. Wentylacja naturalna - bo zmienne są siły natury (inaczej pracuje latem, a inaczej zimą, w okresie wietrznym, a jeszcze inaczej w przypadku braku wiatru).
W przypadku wentylacji mechanicznej jakże częste są problemy hałasu, na który uskarżają się mieszkańcy. Mowa tu o hałasie przepływowym oraz mechanicznym, który w miarę eksploatacji może się nasilać. Niebagatelny jest również poziom zużycia energii elektrycznej zasilającej silniki wentylatorów.
Tymczasem normy są nieubłagane i tym lub innym sposobem należy w pomieszczeniach zapewnić wymagane normatywy higieniczne dla pomieszczeń:
- kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona w kuchenkę gazową lub węglową - 70 m3/h,
- kuchnia z oknem zewnętrznym wyposażona w kuchenkę elektryczną:
- w mieszkaniu do 3 os. - 30 m3/h,
- w mieszkaniu dla więcej niż 3 os. - 50 m3/h;
- kuchnia bez okna zewnętrznego wyposażona w kuchenkę elektryczną - 50 m3/h,
- kuchnia bez okna zewnętrznego wyposażona w kuchenkę gazową, obowiązkowo z mechaniczną wentylacją wywiewną - 70 m3/h,
- łazienka z wc lub bez - 50 m3/h,
- oddzielne wc - 30 m3/h.
Ideałem byłoby połączenie zalet systemu mechanicznego i grawitacyjnego przy jednoczesnym wyeliminowaniu ich cech charakterystycznych stanowiących o zawodności każdego z tych rozwiązań z osobna. Przyjrzyjmy się, na przykładzie wentylatorów hybrydowych Fenko oraz Mag-200, typowym przykładom wentylacji stosowanej w budynkach mieszkalnych.
Wentylacja na kanałach indywidualnych
W tym przypadku na zwieńczeniu komina wentylacyjnego zamontowano nasadę Fenko, nadzorując niejako i utrzymując poziom normatywu higienicznego. Pomiary dokonano na stoisku rzeczywistym wybudowanym z pustaka wentylacyjnego Schiedel o wysokości odpowiedniej dla budynku do 6 kondygnacji. Badania wykonano dla różnych kratek wentylacyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem kratki Ellan z wbudowanym systemem automatyki higrosterowalnej.
Wykres pokazuje, że praca hybrydowego wentylatora Fenko potrafi zapewnić poprawną jakość powietrza dla wszystkich analizowanych przypadków kuchni, łazienek i toalet.
Wentylacja na kanałach zbiorczych
W tym przypadku zastosowano wentylatory Mag-200, jednostkę hybrydową o większej niż Fenko wydajności. Zadaniem wentylatora jest bowiem poprawna wentylacja zbiorcza dla np. ośmiu kuchni, łazienek czy toalet spiętych w tak zwane piony wentylacyjne.
Co otrzymano?
Dzięki zastosowaniu wentylatorów MAg-200/EC (27-watowy silnik elektronicznie komutowany) uzyskano normatywy higieniczne pomieszczeń dla budynku o łącznej wysokości do pięciu kondygnacji. Dodać należy, że kanał wentylacyjny wykonany jest z rur metalowych o średnicy 200 mm, jak to obecnie jest często stosowane w popularnym budownictwie systemu TBS.
Maksymalna wydajność wentylatora Mag-200/EC wynosi 400 m3/h przy spiętrzeniu statycznym wynikającym z charakterystyki przepływowej, z czego wynika, że nie można go stosować do budynków wyższych.
Dla budynków ośmiopiętrowych badań dokonano na przykładzie wentylatora Mag-200/AC (50-watowy silnik asynchroniczny z wirującym stojanem), którego maksymalna wydajność 800 m3/h umożliwia jednoczesne przewietrzanie pomieszczeń w analizowanym budynku.
Stosowanie wentylatorów hybrydowych w budynkach mieszkalnych daje zysk w postaci niskiego zużycia energii elektrycznej, bezszumowej pracy, spełnienia normatywów higienicznych dla pomieszczeń i, co również nie jest bez znaczenia, pozwala wykorzystać efekty wentylacji grawitacyjnej, gdy warunki pogodowe są dla jej pracy korzystne.
Pokazana powyżej symulacja działania w tunelu aerodynamicznym przedstawia poprawną pracę wentylatora zarówno z wiatrem, jak i bez niego, przy różnych kątach natarcia. Widać to wyraźnie, gdyż w każdym z analizowanych przypadków dym produkowany w komorze jest przez „hybrydę" zasysany.
2
