O konieczności zapewnienia działającej wentylacji w istniejącym domu jego mieszkańcy najczęściej przekonują się dopiero zamieszkaniu. Wtedy bowiem pojawią się skutki jej niedostatecznego działania czy wręcz braku. Szczególną uwagę powinno zwrócić złe samopoczucie, pojawiające się krótko po termomodernizacji. Może ono wiązać się z wilgocią na ścianach czy pleśnią. Domownicy podczas pracy zdalnej szybko i łatwo się męczą, a w powietrzu szybko pojawia się zaduch? To dobry moment, by pomyśleć o ulepszeniu systemu wentylacji. Jak powinna zostać wykonana rekuperacja w starym domu?
W trakcie nasilenia pandemii szczególnie dużo czasu spędzaliśmy w domach, próbując wydajnie uczyć się i pracować zdalnie. Wpływało to na zawartość dwutlenku węgla w pomieszczeniu. Dlaczego? Produkujemy go sami podczas oddychania, jednocześnie zużywając tlen. Jeśli nie dostarczamy do pomieszczenia świeżego powietrza, tlenu robi się za mało, a dwutlenku węgla – za dużo. Stężenie tlenu w powietrzu to ok 21%, nawet jeżeli będzie go kilka procent mniej, nie stanowi to problemu. Z kolei stężenie CO2 robi się “kłopotliwe” już powyżej 0,1%. Łatwo odczujemy to wchodząc do zamkniętego wcześniej, niewietrzonego pokoju dziecka po lekcjach zdalnych.
Jakość powietrza określa się za pomocą wskaźnika CO2. Liczba Pettenkoffera (od nazwiska badacza, który zauważył korelację między stężeniem CO2 a wydajnością ludzkiego organizmu) wynosi 1000 ppm CO2. To wartość graniczna, powyżej której wyraźnie pogarszają się samopoczucie, zdolność koncentracji i percepcji oraz produktywność, zaś pojawiają się uczucie duszności i zmęczenia. Czy łatwo osiągnąć takie stężenie? Po 6-8 godzinach snu – charakteryzującego się małą aktywnością oddechową – w pozbawionej dobrej wentylacji sypialni stężenie CO2 w powietrzu oscyluje w granicach 2500-3500 ppm. Dobrze zaprojektowana rekuperacja domu jest w stanie pozytywnie wpłynąć na ten wskaźnik.
Norma PN-EN 16798-1:2019 mówi, że maksymalne stężenie dwutlenku węgla w sypialniach w budynku mieszkalnym dla najwyższej kategorii (IEQ I) pomieszczeń powinna wynosić 380 ppm powyżej stężenia na zewnątrz budynku. Jak stwierdzili w 2019 roku naukowcy mierzący poziom CO2 w atmosferze, jego średnie stężenie wynosi obecnie 415 ppm. Zatem stężenie CO2 w sypialniach w warunkach pełnego komfortu nie powinno przekraczać właśnie 800 ppm.
Nadmiar dwutlenku węgla pojawia się w pomieszczeniach niewietrzonych, a dokładniej mówiąc – niewentylowanych. Wentylacja w starym domu stanowi po prostu wymianę powietrza w pomieszczeniu. W sytuacji wzorcowej powietrze zanieczyszczone podczas użytkowania domu jest usuwane, a na jego miejsce napływa odpowiednia ilość świeżego powietrza z zewnątrz.
Źle zaprojektowana wentylacja w starym domu, błędy w montażu rekuperacji lub jej całkowity brak wpływa na komfort osób użytkujących przestrzeń. Mieszkańcy domu żyją wówczas w środowisku zanieczyszczonym przez nadmiar wilgoci, zbyt dużą ilość CO2, zarodniki grzybów i pleśni oraz inne substancje biologiczne (martwy naskórek, sierść zwierząt, roztocza), pyły zawieszone pochodzenia domowego, kurz czy dym papierosowy. Jakie problemy, m.in. zdrowotne, może wywoływać taki skład powietrza w domu?
Jeśli mieszkańcy domu doświadczają któregokolwiek z tych problemów, prawdopodobną przyczyną jest brak wentylacji w starym domu. Bardzo często zdarza się, że opisane kłopoty pojawiają się dopiero po remoncie czy termomodernizacji starego domu. Wymiana okien na szczelne i lepsza izolacja budynku utrudniają naturalną wentylację, uniemożliwiając swobodny przepływ powietrza.
W domach zwykle działa system wentylacji grawitacyjnej, wykorzystująca różnice temperatury między wnętrzem pomieszczeń a zewnętrzem. Niestety jej działanie w większości przypadków jest niewystarczające. Przez otwory w ścianach (okna, nawiewniki, nawietrzaki) nawiewane jest świeże powietrze, zaś powietrze zużyte jest usuwane przez kratki wywiewne w kuchniach i łazienkach. Wentylacja w starym domu – z nieszczelnymi oknami, szparami w drzwiach czy niedoskonałościami ścian – opiera się też częściowo na tych wadach nieszczelności za cenę wychładzania i przeciągów. Dlatego wymiana okien na bardziej szczelne oraz izolacja budynku, choć poprawiają komfort cieplny, eliminują tę drogę dostarczania świeżego powietrza.
Jak czytamy w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (§ 149. 1.): „strumień powietrza zewnętrznego doprowadzanego do pomieszczeń [...] w mieszkaniach [...] powinien być nie mniejszy niż 20 m3/h na osobę przewidywaną na pobyt stały w projekcie budowlanym”. Nie jest niestety możliwe, by taką wymianę powietrza zapewnić w sposób ciągły w sposób naturalny. Wentylacja grawitacyjna w domu jednorodzinnym lub mieszkaniu jest trudna ze względu na wiele czynników.
Dodatkowym zagadnieniem związanym z wentylacją naturalną jest jakość powietrza. Przez otwarte okno do pomieszczenia nawiewane jest nie tylko świeże powietrze, ale i wszystkie zanieczyszczenia w nim obecne – pył zawieszony (“słynne” PM-y), zarodniki grzybów pleśniowych czy zanieczyszczenia chemiczne. Z badań jakości powietrza w pomieszczeniach wynika, że stężenie zanieczyszczeń w pomieszczeniach jest kilkukrotnie większe niż na zewnątrz. Gromadzące się w pomieszczeniach zanieczyszczenia są bowiem mają bowiem wyższe stężenia.
Zasadniczym problemem z wentylacją naturalną jest to, że pracuje w sposób nieprzewidywalny i w znacznym stopniu zależy zarówno od warunków zewnętrznych, jak i od zwyczajów mieszkańców domu. Znając ogromne znaczenie wentylacji dla zdrowego i komfortowego życia oraz stanu domu, warto przemyśleć inwestycję w dużo bardziej skuteczną instalację wentylacyjną. Powinna ona działać autonomicznie, bez konieczności podejmowania działań przez mieszkańców oraz rozwiązywać wskazane problemy, zapewniając wysoką jakość codziennego życia.
Przed omówieniem dostępnych rozwiązań technicznych należy podkreślić, że dążymy do zapewniania kontrolowanej wymiany powietrza we wszystkich pomieszczeniach w domu. Trzeba zatem pamiętać, że system rekuperacji nie może zostać zastąpiony ani przez oczyszczacz, ani klimatyzator. Żadne z tych urządzeń nie rozwiąże opisanych wcześniej problemów, których źródłem jest brak wentylacji, a więc wymiany powietrza. Powód jest bardzo prosty – klimatyzator i oczyszczacz pracują na powietrzu, które już mamy w pomieszczeniu. Nie wymieniają go, nie unieszkodliwiają dwutlenku węgla ani nie produkują tlenu.
Na rynku istnieje cała gama produktów, które pomogą w usprawnieniu czy zapewnieniu wentylacji w starym domu. Rozwiązaniem najbardziej kompleksowym jest instalacja nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła, nazywana czasem instalacją rekuperacyjną albo rekuperacją. W systemie tym wymiana powietrza jest kontrolowana przez centralę wentylacyjną. Mówi się czasem, że jest to „serce” instalacji wentylacyjnej, jednak nie jest to jedyny element instalacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Niezbędnymi składnikami tej instalacji są:
Rekuperacja z odzyskiem ciepła sprawia, że świeże powietrze cicho i bez ingerencji mieszkańców napływa do pomieszczeń w domu, a powietrze zużyte równie płynnie jest usuwane. Za oba procesy odpowiedzialne są wentylatory pracujące w sposób ciągły, ale z różną wydajnością w zależności od potrzeb. Wielką zaletą tego rozwiązania jest wymiennik ciepła, zwany rekuperatorem. Bez rekuperatora, zimą wentylator wywiewny usuwałby zużyte i ogrzane powietrze, tracąc zawarte w nim ciepło. Analogicznie latem, w trakcie upałów, pomieszczenie wytracałoby chłód (w przypadku pracującej klimatyzacji).
W rekuperatorze strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego mijają się, ale nie mieszają. W prostym procesie wymiany ciepła powietrze wywiewane oddaje ciepło do powietrza nawiewanego. W ten sposób wstępnie je podgrzewa lub ochładza, przez co budynek zużywa wyraźnie mniej energii. Odzysk temperatury to duża przewaga instalacji rekuperacyjnej nad innymi rodzajami wentylacji mechanicznej.
Rozpatrując możliwości wykonania instalacji wentylacji z centralą rekuperacyjną, można dojść do wniosku, że nie w każdym przypadku wykonanie takiej instalacji jest możliwe. Problemem może być trudność w zaplanowaniu skutecznego rozprowadzenia sieci przewodów, brak miejsca na centralę, osłabiona konstrukcja budynku, co nie pozwoli wykonać w stropie otworów pod czerpnię czy wyrzutnię. Ostatecznie sporym ograniczeniem mogą być także kwestie finansowe – wentylacja w starym budynku wymaga sporych nakładów pracy i pieniędzy.
Rozwiązaniem w takiej sytuacji może okazać się rekuperacja tzw. Zdecentralizowana, lokalna. Zamiast jednej większej centrali spinającej całą sieć przewodów, stosuje się małe rekuperatory montowane w ścianach zewnętrznych, dobierane indywidualnie do poszczególnych pomieszczeń w domu.
Rekuperator ścienny, podobnie jak urządzenie centralne, nawiewa powietrze świeże i wywiewa zużyte. Przez odpowiednio przygotowany i zabezpieczony otwór świeże powietrze nawiewane jest bezpośrednio do obsługiwanego pomieszczenia. Tą samą drogą usuwa się z niego powietrze zużyte. Na rynku dostępne są dwa rozwiązania:
Rekuperatory ścienne powinny realizować dokładnie to samo zadanie, co urządzenie centralne – zapewniać stałą wymianę powietrza w tempie 20 m3/h na każdą osobę korzystającą w pomieszczeniu. Warto skorzystać z fachowej porady przy doborze sprzętu i jego lokalizacji. Coraz częściej taką możliwość oferuje nie tylko projektant, ale także dostawca urządzenia. Rekuperator nie powinien zostać wybrany „na styk”. W takim przypadku będzie stale pracował na najwyższym biegu, generując uciążliwy hałas i zużywając więcej prądu.
Bezknałowy rekuperator ścienny poprawi jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń. Z praktycznego punktu widzenia szczególnie pomaga przy problemach z nadmiarem wilgoci w powietrzu. Ma jednak ograniczenie w postaci małych możliwości filtracji powietrza. Wentylator w rekuperatorze ściennym jest niewielki, a uzupełnienie go większym filtrem będzie obciążające dla urządzenia. W rekuperatorach ściennych montowane są zazwyczaj tylko filtry przeciwkurzowe i nie mogą one pełnić funkcji antysmogowej.
Wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła oznacza jednak wyższe koszty i nieco więcej zachodu niż wentylacja naturalna – ta jednak nie daje oszczędności energii. Wentylacja naturalna wymaga jedynie utrzymywania w czystości kratki i kontroli kominiarskiej raz w roku (na podstawie art. 62 prawa budowlanego). W przypadku instalacji rekuperacyjnej trzeba dbać o czystość elementów nawiewnych i wywiewnych oraz wymieniać filtry w centrali. Na roczne koszty utrzymania wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej składają się:
Koszt utrzymania instalacji wynosi ok. 1000-1500 zł rocznie. W porównaniu z bezkosztową wentylacją naturalną jest to dużo, ale trzeba zwrócić uwagę na dwie kwestie. Po pierwsze, trudno przeliczać zdrowie i komfort na pieniądze. Po drugie zaś – odzysk ciepła w rekuperatorze zapewnia oszczędności na ogrzewaniu, co częściowo rekompensuje wydatki poniesione na utrzymanie instalacji wentylacyjnej.
Jako system oparty o urządzenia mechaniczne, instalacja rekuperacyjna ma też swoje ograniczenia. Wentylatory, szczególnie przy pracy na najwyższym biegu, mogą powodować hałas (częściowo tłumiony przez obudowę), a elementy mechaniczne mogą ulegać zużyciu. Wentylacja mechaniczna nie będzie też działać podczas przerwy w dostawie prądu.
Centrale rekuperacyjne i rekuperatory ścienne nie są jedynymi rozwiązaniami zapewniającymi wentylację, które można zastosować w już istniejącym domu. Dają jednak największe możliwości kontrolowania wentylacji i jako jedyne zapewniają odzysk ciepła.
I na koniec ciekawostka. Główny Urząd Statystyczny co 3 lata publikuje opracowanie „Zużycie energii w gospodarstwach domowych”. Ostatnie badanie pochodzi z 2018 roku i odnotowano w nim, że 0,26% gospodarstw domowych użytkuje rekuperatory, a średni wiek urządzenia to 6,3 lat. Jeśli przyjmiemy z pewnym uproszczeniem, że te dane odzwierciedlają całość sytuacji w Polsce, będzie to ok. 37 tys. gospodarstw domowych.
Jeszcze w 2015 roku rekuperator miało niecałe 11 tys. gospodarstw domowych (wiek wynosił 4,9 lat), a w roku 2012 - nikt z badanych nie miał tych urządzeń. Uważny czytelnik zauważy, że dane te się nie zgadzają (bo skoro rekuperatory w 2015 roku miały średnio po 4,9 lat, to część z nich musiała być zamontowana w 2012 roku, więc GUS w badaniu z 2012 roku po prostu nie trafił na żadnego właściciela rekuperacji) i pewnie są nieco zaniżone. Niemniej pokazują, że coraz więcej osób jest zainteresowanych rekuperacją. A w nowych budynkach spełnienie wymagań odnośnie ich efektywności energetycznej, wymaga zastosowania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.
Chcesz się dowiedzieć więcej? Przeczytaj inne artykuły na temat rekuperacji: