WENTYLACJA POMIESZCZEŃ A SZCZELNOŚĆ OKNA

 

Prawidłowa wentylacja pomieszczeń, szczególnie mieszkalnych, jest podstawowym warunkiem komfortu, jaki jest oczekiwany przez mieszkańców. Stały dopływ świeżego powietrza i to w niezbędnej ilości, jest konieczny dla stworzenia właściwego mikroklimatu pomieszczeń. Lekceważenie zagadnień prawidłowej wentylacji działa w sposób niekorzystny na stan techniczny pomieszczeń i może mieć negatywny wpływ na zdrowie mieszkańców. Skutkuje także pojawieniem się trudno usuwalnych zagrzybień i pleśni, co może być przyczyną chorób oraz powodować konieczność przeprowadzenia kosztownych remontów.

 

PROBLEMATYKA WENTYLACJI

 

W budynkach mieszkalnych w Polsce występował zasadniczo system wentylacji naturalnej – grawitacyjnej, w którym napływ świeżego powietrza odbywa się przez nieszczelności okien. Cyrkulacja, a zwłaszcza usuwanie zużytego powietrza, następuje w sposób naturalny przez wywiewną kratkę wentylacyjną, umieszczoną zazwyczaj w kuchni, łazience i ubikacji. Ten naturalny system wentylacji działa jednak tylko wtedy, kiedy jest spełniony podstawowy warunek – okna nie są całkowicie szczelne.

Jednak już od końca lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku są produkowane i montowane w budynkach (również w Polsce) okna charakteryzujące się dużą szczelnością. Ich instalowanie spowodowało obiektywne pogorszenie jakości powietrza wewnątrz pomieszczeń, gdyż odcięło możliwość dopływu świeżego powietrza z zewnątrz, poprzez nieszczelności.

Budownictwo krajowe nie było (i w pełni jeszcze nie jest) przygotowane na tak szczelne, i co za tym idzie „energooszczędne” okna. Dodać tutaj należy, że są przygotowywane przepisy, które wymuszą stosowanie tylko energooszczędnych okien, tj. o bardzo niskim współczynniku przenikania ciepła i dużej szczelności.

Stosować jednak należy okna o dużej, ale „kontrolowanej” szczelności. Wynika to z faktu, że powietrze w pomieszczeniach zamkniętych ulega zużyciu w wyniku oddziaływania różnych czynników, związanych z funkcją i wyposażeniem tych pomieszczeń. Ulegają przecież zawilgoceniu spowodowanego przez oddychanie, parę wodną powstającą przy gotowaniu, suszeniu lub kąpieli. W pomieszczeniach znajduje się także dwutlenek węgla powstający w wyniku oddychania mieszkańców i spalania gazu lub węgla. Skraplanie się pary wodnej prowadzi do zamakania ścian i innych elementów budynków oraz wyposażenia pomieszczeń. Z kolei spalanie gazu lub innego paliwa w powietrzu o małej zawartości tlenu może doprowadzić do tworzenia się silnie trującego tlenku węgla.

Z powyższych faktów wynika, że wentylacja pomieszczeń, polegająca na usuwaniu zużytego powietrza i wprowadzaniu świeżego, jest działaniem koniecznym i niezbędnym. Aby ta wymiana zaistniała, nieodzowne jest zadziałanie odpowiednich warunków atmosferycznych tj. wiatru, różnicy temperatur i ciśnień. Przy wentylacji naturalnej – grawitacyjnej, warunki te wynikają z różnicy gęstości powietrza zimnego, czyli świeżego napływającego z zewnątrz, oraz ciepłego zgromadzonego w pomieszczeniu. Ciepłe powietrze uchodzi z pomieszczenia stosownymi przewodami wentylacyjnymi, wypychane zimnym, wpływającym głównie przez nieszczelności okien. Im większa jest różnica temperatur (na zewnątrz i wewnątrz pomieszczeń) oraz silniejszy wiatr, tym wentylacja jest sprawniejsza.

Wentylacja pomieszczeń jest także możliwa poprzez otwarcie okna. Jeżeli jednak uchylimy nawet okno o małych wymiarach gabarytowych, to powierzchnia przelotu powietrza jest wielokrotnie większa od wymaganej. W rezultacie z pomieszczenia wypłynie dużo ciepła, zaistnieje możliwość powstania przeciągów, a tam gdzie są zawory termostatyczne (zwykle kaloryfery są pod oknem), nastąpi poważne zakłócenie ich działania.

W podsumowaniu tych zagadnień stwierdzić można, że warunkiem dobrej wentylacji jest właściwa cyrkulacja powietrza w pomieszczeniach. Świeże powietrze powinno małym, kontrolowanym strumieniem, w sposób nieustanny napływać do pomieszczeń budynków. Umożliwiać to powinna odpowiednia konstrukcja okien lub ich wyposażenie w stosowne urządzenia wentylacyjne.

 

WYMAGANIA WYNIKAJĄCE Z PRZEPISÓW I NORM

Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych

 

Obowiązujący w sposób obligatoryjny w Polsce przepis, jakim jest rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z póżniejszymi zmianami), określa również wymagania związane z wentylacją pomieszczeń. Zagadnienia te są ujęte w dziale IV „Wyposażenie techniczne budynków”, a problematyce wentylacji i klimatyzacji jest poświęcony rozdział 6. Najistotniejsze zdaniem autora publikacji wymagania dotyczące wentylacji, szczególnie pomieszczeń mieszkalnych oraz okien, przedstawiono poniżej.

§ 147.1. Wentylacja i klimatyzacja powinny zapewnić odpowiednią jakość środowiska wewnętrznego, w tym wielkość wymiany powietrza, jego czystość, temperaturę, wilgotność względną, prędkość ruchu w pomieszczeniu, przy zachowaniu przepisów odrębnych i wymagań Polskich Norm dotyczących wentylacji, a także warunków bezpieczeństwa pożarowego i wymagań akustycznych określonych w rozporządzeniu.

§ 149.1. Strumień powietrza zewnętrznego doprowadzonego do pomieszczeń nie będących pomieszczeniami pracy, powinien odpowiadać wymaganiom Polskiej Normy dotyczącej wentylacji, przy czym w mieszkaniach strumień ten powinien wynikać z wielkości strumienia powietrza wywiewanego, lecz być nie mniejszy niż 20 m³/h na osobę przewidywaną na pobyt stały w projekcie budowlanym.

§ 155.1. W budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego, oświaty, wychowania, opieki zdrowotnej i opieki społecznej, a także w pomieszczeniach biurowych przeznaczonych na pobyt ludzi, nie wyposażonych w wentylację mechaniczną lub klimatyzację, okna w celu okresowego przewietrzania, powinny mieć konstrukcję umożliwiającą otwieranie co najmniej 50 % powierzchni wymaganej zgodnie z § 57 (dotyczy oświetlenia i nasłonecznienia pomieszczeń) dla danego pomieszczenia.

§ 155.3. W przypadku zastosowania w pomieszczeniach innego rodzaju wentylacji niż wentylacja nawiewna lub nawiewno-wywiewna, dopływ powietrza zewnętrznego, w ilości niezbędnej dla potrzeb wentylacyjnych, należy zapewnić przez urządzenia nawiewne umieszczone w oknach, drzwiach balkonowych lub w innych częściach przegród zewnętrznych.

§ 155.4. Urządzenia nawiewne, o których mowa w ust. 3, powinny być stosowane zgodnie z wymaganiami określonymi w Polskiej Normie dotyczącej wentylacji w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej.

Ponadto w załączniku nr 2 do rozporządzenia pt. „Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii” zamieszczono poniżej przedstawione wymaganie , związane z infiltracją powietrza dla okien.

2.3.2. W budynku mieszkalnym, zamieszkania zbiorowego i budynku użyteczności publicznej współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi balkonowych powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m³/(m · h · daPa⅔), z zastrzeżeniem § 155 ust. 3 i 4 rozporządzenia (ich treść podano powyżej).

Wymienione w powyższych postanowieniach rozporządzenia Polskie Normy to PN-B-03430:1983 i PN-B-03430:1983/Az3:2000. Zawarte w nich wymagania dotyczące wentylacji i okien są opisane w dalszej części niniejszej publikacji.

 

Norma wyrobu

 

Wentylacja związana z oknami objęta jest wymaganiami zawartymi w normie PN-EN 14351-1:2006+A1:2010 „Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności”. Norma w ramach właściwości eksploatacyjnych określa parametry wentylacji przez okno łącznie z zainstalowanymi w nim urządzeniami. Parametry te są ustalane w trakcie badań, które poniżej przedstawiono.

Urządzenia do przepływu powietrza zintegrowane z oknem powinny być badane zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 13141-1:2006 „Wentylacja budynków. Badanie właściwości elementów/wyrobów do wentylacji mieszkań. Część 1: Urządzenia do przepływu powietrza, montowane w przegrodach zewnętrznych i wewnętrznych”. Połączenia i otwory, które nie podlegają badaniu, powinny być w ich trakcie zaklejone taśmą.

Wyniki powyższych badań powinny obejmować:

  • charakterystykę przepływu powietrza (K) i eksponentę (wykładnik) przepływu (n),

  • natężenie przepływu powietrza przy różnicy ciśnień o wielkości: 4, 8, 10 i 20 Pa.

Dodano tutaj uwagę, że być mogą ustalone dodatkowe różnice ciśnień.

Wielkość objętościowego natężenia przepływu powietrza qv = K (Δ p)ᶰ

gdzie: K – charakterystyka przepływu powietrza dla urządzenia,

N - eksponenta (wykładnik) przepływu

Δ p – różnica ciśnień.

Po tym zapisie jest następująca uwaga: oddzielne urządzenia, przeznaczone do zainstalowania w oknie w póżniejszym terminie, nie są objęte niniejszą Normą Europejską.

 

Normy dotyczące wentylacji

 

Najważniejszą normą dotyczącą projektowania i wykonywania urządzeń wentylacyjnych, wymienioną w załączniku nr 1 dotyczącym wykazu Polskich Norm powołanych w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki, jest norma PN-B-03430:1983 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania” wraz ze zmianą z lutego 2000 r. zawartą w PN-B-03430:1983/Az3:2000. Najistotniejsze postanowienia normy, ze szczególnym uwzględnieniem budynków mieszkalnych, przedstawiono poniżej.

1. Budynki mieszkalne.

Strumień objętości powietrza wentylacyjnego dla mieszkania jest określony przez sumę strumieni powietrza, usuwanych z kuchni, łazienki, oddzielnego ustępu oraz pomieszczeń pomocniczych. Strumienie te powinny wynosić co najmniej:

  • dla kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchnię gazową lub węglową – 70 m³/h,

  • dla kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchnię elektryczną, w mieszkaniu dla 3 osób – 30 m³/h,

  • dla kuchni jw., w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób – 50 m³/h,

  • dla kuchni bez okna zewnętrznego, wyposażonej w kuchnię elektryczną – 50 m³/h,

  • dla łazienki (z ustępem lub bez) – 50 m³/h,

  • dla oddzielnego ustępu – 30 m³/h,

  • dla pomocniczego pomieszczenia bezokiennego – 15 m³/h,

  • dla kuchni bez okna zewnętrznego, wyposażonej w kuchnię gazową i obowiązkowo w mechaniczną wentylację wywiewną – 70 m³/h,

  • dla pokoju mieszkalnego oddzielonego od pomieszczeń kuchni, łazienki i ustępu więcej niż dwojgiem drzwi lub pokoju znajdującego się na wyższym poziomie w wielopoziomowym domu jednorodzinnym lub w wielopoziomowym mieszkaniu wielorodzinnym – 30 m³/h.

Zaleca się jednocześnie projektowanie urządzeń wentylacyjnych umożliwiających okresowe zwiększenie strumienia objętości powietrza usuwanego z kuchni w czasie jej użytkowania do co najmniej 120 m³/h.

Prawidłowa wentylacja powinna zapewniać dopływ zewnętrznego powietrza do pokoi mieszkalnych oraz kuchni z oknem zewnętrznym wraz z usuwaniem powietrza zużytego z kuchni, łazienki, oddzielnego ustępu, ewentualnie pomocniczego pomieszczenia bezokiennego, pokoju oddzielonego od tych pomieszczeń więcej niż dwojgiem drzwi, pokoju znajdującego się na wyższym poziomie w wielopoziomowym domu jednorodzinnym lub wielopoziomowym mieszkaniu domu wielorodzinnego.

W budynku o wysokości do 9 kondygnacji może być stosowana wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna. W budynkach wyższych należy stosować mechaniczną wentylację wywiewną lub nawiewno-wywiewną.

W mieszkaniach wyposażonych w paleniska na paliwo stałe, kominki lub gazowe podgrzewacze wody z grawitacyjnym odprowadzeniem spalin, może być stosowana tylko wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna wentylacja nawiewno-wyciągowa.

Dopływ zewnętrznego powietrza do pokojów mieszkalnych oraz kuchni z oknem zewnętrznym powinien być zapewniony w następujący sposób:

A. W przypadku zastosowania okien, których współczynnik infiltracji „a” jest mniejszy niż 0,3 m³/(m·h·daPa⅔), przez nawiewniki powietrza o regulowanym stopniu otwarcia usytuowane:

  • w górnej części okna (w ościeżnicy, ramie skrzydła, między ramą skrzydła a górną krawędzią szyby zespolonej) lub,

  • w otworze okiennym (między nadprożem a górną krawędzią ościeżnicy, w obudowie rolety zewnętrznej) albo,

  • przegrodzie zewnętrznej ponad oknem.

Strumień powietrza przepływającego przez całkowicie otwarty nawiewnik, przy różnicy ciśnienia po obu jego stronach 10 Pa, powinien mieścić się w granicach:

  • od 20 do 50 m³/h, jeżeli zastosowano wentylację grawitacyjną,

  • od 15 do 30 m³/h, jeżeli zastosowano mechaniczną wentylację wywiewną.

Strumień powietrza przepływającego przez nawiewnik, którego element dławiący znajduje się w pozycji całkowitego zamknięcia, powinien zawierać się w granicach od 20 do 30 % strumienia przy jego całkowitym otwarciu.

W budynkach o wysokości do 9 kondygnacji włącznie jest dopuszczalne doprowadzenie powietrza przez okna, które charakteryzują się współczynnikiem infiltracji powietrza „a” większym niż 0,5 ale nie przekraczającym 1,0 m³/(m·h·daPa⅔), pod warunkiem, że okna są wyposażone w skrzydło uchylno-rozwieralne, górny wywietrznik lub górne skrzydło uchylne.

B. Przez otwory nawiewne wentylacji mechanicznej.

Norma zawiera również postanowienia dotyczące drzwi:

  • powietrze z pokojów mieszkalnych powinno być odprowadzane przez otwory wyrównawcze umieszczone ponad drzwiami lub w ich górnej części albo przez otwory wywiewne. Dopuszczalne jest odprowadzanie powietrza przez szczeliny pomiędzy dolną krawędzią drzwi a podłogą. Przekrój netto tych otworów lub szczelin powinien wynosić co najmniej 80 cm²,

  • dopływ powietrza wewnętrznego do kuchni, łazienki, ustępu oraz pomocniczych pomieszczeń bezokiennych powinien być zapewniony przez otwory w dolnych częściach drzwi lub szczeliny pomiędzy dolną krawędzią drzwi i podłogą albo progiem, a przekrój netto tych szczelin lub otworów powinien wynosić 200 cm².

W odniesieniu do pomieszczeń niemieszkalnych, norma przewiduje następujące wymagania:

  • piwnice – powinny mieć zapewniony dopływ powietrza przez otwierane okna lub specjalne otwory w przegrodach zewnętrznych,, a strumień powietrza wentylacyjnego powinien odpowiadać minimum 0,3 wymiany na godzinę,

  • poddasza – powinny mieć zapewniony dopływ i odpływ powietrza przez otwory w zewnętrznych przegrodach budowlanych,

  • klatki schodowe – powinny mieć w górnej części otwór wywiewny o przekroju netto 200 cm²,

  • pralnie domowe – powinny mieć wentylację wywiewną lub nawiewno-wywiewną o wydajności odpowiadającej co najmniej dwom wymianom powietrza na godzinę.

2. Budynki zamieszkania zbiorowego.

Podstawowym wymaganiem dla tego typu budynków jest zapewnienie strumienia objętości powietrza wentylacyjnego wielkości co najmniej:

  • dla pokojów mieszkalnych i sypialnych – 20 m³/h dla każdego mieszkańca, lecz nie mniej niż jedna wymiana na godzinę,

  • dla pokojów zbiorowego przebywania ludzi jak świetlice, pokoje nauki, jadalnie itp. – 20 m³/h dla każdej przebywającej osoby,

  • dla pokojów klimatyzowanych oraz wentylowanych o nieotwieranych oknach – 30 m³/h,

  • dla kuchni, łazienek oraz ustępów, przeznaczonych do użytku indywidualnego – jak dla budynków mieszkalnych ( p. 1).

3. Budynki użyteczności publicznej.

Dla tego typu budynków norma przewiduje, iż strumień objętości powietrza wentylacyjnego w pomieszczeniach przeznaczonych na stały i czasowy pobyt ludzi powinien wynosić:

  • 20 m³/h dla każdej przebywającej osoby,

  • 30 m³/h dla każdej przebywającej osoby, jeżeli dopuszcza się palenie tytoniu,

  • 15 m³/h dla każdego dziecka w pomieszczeniach żłobków i przedszkoli.

W klimatyzowanych oraz wentylowanych pomieszczeniach o nieotwieranych oknach, strumień objętości powietrza wentylacyjnego powinien wynosić 30 m³/h dla każdej przebywającej osoby, a 50 m³/h jeśli jest dozwolone palenie.

 

MIKROWENTYLACJA

 

Mikrowentylacja jest rozwiązaniem umożliwiającym rozszczelnienie okna poprzez zluzowanie uszczelki, co zapewnia wymianę powietrza w pomieszczeniu.

Najbardziej popularnym sposobem tego rodzaju wentylacji jest tzw. mikrouchylenie skrzydła okiennego, które nie jest całkowicie domknięte (szczelina wynosi około 5 mm), przy położeniu klamki pod kątem 45°. Dodać należy, że konstrukcja okuć nie pozwala na samoczynne otwarcie okna nawet przy dużym parciu wiatru. Strumień przepływającego powietrza jest jednak niekontrolowany i niezależny od warunków panujących zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz pomieszczenia, co grozi możliwością skraplania się wody oraz przymarzania uszczelki.

Mikrowentylację zapewniają także tzw. rygle okienne, montowane w miejscu klamki okna z kompatybilnymi okuciami. Rygiel ma metalową obudowę wyposażoną w panel dotykowy, służący ręcznemu sterowaniu funkcjami urządzenia, choć są również rozwiązania automatyczne, włącznie ze sterowaniem przy użyciu pilota. Uruchomienie rygla powoduje równomierne, przebiegające na całym obwodzie skrzydła, odsunięcie jego powierzchni od ościeżnicy. Okno jest przy tym cały czas zamknięte, pozostawiając rozszczelnienie umożliwiające kontrolowany przepływ powietrza z uwzględnieniem potrzeb wentylacji oraz warunków panujących na zewnątrz pomieszczenia.

 

URZĄDZENIA WENTYLACYJNE

 

Najskuteczniejszą metodą doprowadzenia właściwej ilości powietrza do pomieszczeń, w których przebywają ludzie, jest zastosowanie profesjonalnych nawiewników. Urządzenia te pozwalają na doprowadzenie powietrza w kontrolowany sposób, a ilość przepływającego przez nawiewnik powietrza może być regulowana automatycznie lub ręcznie.

 

Nawiewniki automatyczne

 

Nawiewniki sterowane automatycznie, ze względu na sposób regulacji wielkości strumienia powietrza, podzielić można na:

  • nawiewniki ciśnieniowe – reagujące na różnicę ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego, które doprowadzają stałą ilość powietrza, zmieniając wielkość otworu nawiewnego zależnie od różnicy ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia,

  • nawiewniki termostatyczne – reagujące na temperaturę zewnętrzną, które zmniejszają przepływ powietrza, gdy spada temperatura zewnętrzna,

  • nawiewniki higrosterowane – reagujące na wilgotność powietrza w pomieszczeniu, które regulują dopływ powietrza w zależności od jego wilgotności (zwiększają dopływ powietrza wraz ze wzrostem wilgotności), dostosowując tym samym intensywność wentylacji do warunków istniejących w pomieszczeniu.

Nawiewniki ręczne

 

Nawiewniki sterowane ręcznie są urządzeniami, w których ilość dostarczanego powietrza zależy od położenia przysłony. Użytkownik reguluje stopień otwarcia nawiewnika, decydując o ilości dostarczanego powietrza, poprzez ręczną zmianę położenia przepustnicy urządzenia. Nawiewniki sterowane ręcznie są stosowane w miejscach, w których przepisy ograniczają użycie nawiewników automatycznych (ciśnieniowych, termostatycznych i higrosterowanych) np. w przypadku doprowadzenia powietrza do pomieszczeń mieszkalnych z urządzeniami gazowymi, takimi jak piece, termy, podgrzewacze.

 

 inż. Zbigniew Czajka

OKNO nr 3/2013

 

Literatura:

Normy: PN-B-03430:1983, PN-B-03430:1983/Az3:2000,

PN-EN 14351-1:2006+A1:2010, PN-EN 13141-1:2006

Rozporządzenie M.I. z dnia 12.04.2002 r.

Przepisy – wymagania normowe – budynki mieszkalne i użyteczności publicznej – S.P.W.

Materiały informacyjne firmy D+H Polska