Jaką wentylację należy zastosować w domu energooszczędnym?

Jeszcze kilkanaście lat temu problem wentylacji zdawał się być marginalny i większość budujących nie przywiązywała dużej wagi do tego, czy powietrze w pomieszczeniu spełnia wymagane kryteria jakościowe. Obecnie to, czym oddychamy, staje się jedną z ważniejszych kwestii. Do tego dochodzą sprawy związane z energooszczędnością. Według nowych wytycznych (Warunki Techniczne 2021), które obowiązują od stycznia ubiegłego roku, w budowanych teraz domach musimy ograniczyć zużywanie energii. I nie chodzi o to, by nagle pozbyć się urządzeń elektrycznych, nie włączać ekspresów do kawy, suszarek do ubrań, elektronicznych sprzętów, które ułatwiają codzienne funkcjonowanie. Oszczędności należy szukać gdzie indziej.

Przede wszystkim wybrać instalacje bazujące na odnawialnych ekologicznych źródłach energii. Pomagają one w znaczącym stopniu ograniczyć zużycie nieodnawialnej energii pierwotnej, służącej m.in. do przygotowywania ciepłej wody, oświetlenia i ogrzewania domu, a także do wentylacji. Energię pierwotną opisuje się za pomocą wskaźnika EP, którego wartość, zgodnie z obowiązującymi wytycznymi, wynosi maksymalnie 70 kWh/(m2·rok). Przypomnijmy, że przed 2021 r. limitem było 95 kWh/(m2·rok), przed 2017 r. 120 kWh/(m2·rok). Sprawa w nowym budownictwie wydaje się być prosta, bo mamy do dyspozycji ekologiczne i przede wszystkim energooszczędne rozwiązania wentylacyjne.

Tradycyjny system do wymiany

Trudno jest zadbać o energooszczędność związaną z wentylacją w domach budowanych kilkanaście lub kilkadziesiąt lat temu. Najczęściej stosowanym wtedy rozwiązaniem była wentylacja grawitacyjna - najłatwiejsza do wykonania, najtańsza, ale też, niestety, z wieloma wadami. Chociażby taką, że nie mamy do końca wpływu na to, jak działa (i czy w ogóle), bo jej sprawność nie wynika z parametrów ustawianych na wyświetlaczu. Wyświetlacza po prostu nie ma, są jedynie kanały i kratki wentylacyjne, przez które lżejsze ciepłe powietrze unosi się do góry i wydostaje na zewnątrz.

W teorii wszystko brzmi dobrze, w praktyce jest znacznie gorzej: ilość usuniętego powietrza zależy od warunków atmosferycznych, w tym od temperatury na zewnątrz - im jest niższa, tym lepiej. Idealnie (czytaj skutecznie) jest wtedy, gdy za oknem mamy zimę, a w pomieszczeniu przyjemne ciepło. Ale przecież wentylacja powinna działać cały rok, nie tylko w okresie grzewczym. Latem, niestety, efektywność wentylacji grawitacyjnej słabnie lub nawet zanika. Skutki tego najczęściej widać gołym okiem - długo zaparowane po kąpieli okna i lustra w łazience, czasami pleśń w różnych miejscach domu, zła jakość powietrza.

Jest jeszcze jeden problem - usuwane powietrze musi być uzupełniane, czyli o skuteczności mówimy wtedy, gdy zapewnimy odpowiedni dopływ powietrza do budynku. I tu zaczynają się schody, bo wentylacja grawitacyjna była wymyślona w czasach, gdy jeszcze nikt nie stosował szczelnych okien i nie ocieplał domu grubą warstwą izolacji. Przez nieszczelności w stolarce i ścianach powietrze dostawało się do środka. Teraz jest to niemożliwe, ponieważ domy przypominają szczelną puszką.

Ilość powietrza usuwanego z pomieszczeń

I tu wracamy do sedna problemu - owej oszczędności energii. Nie po to przecież przeprowadzamy kosztowne termomodernizacje budynków, by w sezonie grzewczym otwierać na oścież okna i wpuszczać zimne powietrza, a ciepłe bezpowrotnie tracić. Ciepło ucieka wraz z powietrzem przez kominy wentylacyjne - ubytki są duże, bo mówimy nawet o 50% wszystkich jego strat.

Większość budujących, pytana o to, dlaczego wybiera rekuperator, odpowiada, że chce zmniejszyć koszty związane z ogrzewaniem domu. Jest to ważny argument. Producenci rekuperatorów na pierwszym miejscu stawiają jednak względy zdrowotne. (fot. Wolf)

Energooszczędny system wentylacji mechanicznej

Jednym ze sposobów na zredukowanie zużycia energii w budynku, a także poprawienie jakości powietrza, jest zastosowanie wentylacji nawiewno-wywiewnej z wymiennikiem ciepła, czyli rekuperatorem. W potocznym języku "rekuperatorem" nazywana jest centrala z odzyskiem ciepła i tak przyjęło się mówić, chociaż specjaliści z branży zwracają uwagę, że to uproszczenie. Rekuperator, najważniejszy element centrali wentylacyjnej, jest wymiennikiem i stosuje się go po to, by odzyskiwać ciepło z powietrza usuwanego z budynku.

To od rodzaju rekuperatora zależy, ile rzeczywiście ciepła uda nam się odzyskać w sezonie grzewczym, czyli o ile realnie zmniejszymy rachunki za ogrzewanie. Wymienniki mogą różnić się konstrukcją, a co z tego wynika - efektywnością, przez producentów powszechnie określaną jako "sprawność". Podaje się ją w procentach i im ma większą wartość, tym lepiej.

W domowych rekuperatorach na ogół stosuje się jeden z dwóch rodzajów wymienników:

• płytowe przeciwprądowe - sprawność nawet do 90% i to te są najpopularniejsze i najczęściej polecane do domów jednorodzinnych,
• obrotowe - do 80-90%.

Sprawność centrali wentylacyjnej, czyli to ile realnie zaoszczędzimy energii, zależy od rodzaju zastosowanego wymiennika. (fot. TopVac)

Do rekuperatora, czyli wymiennika, powietrze trafia dzięki pracy dwóch wentylatorów - nawiewnego i wywiewnego. W centrali znajdują się jeszcze filtry, silnik, by-pass, standardowo montowana jest nagrzewnica i czujniki temperatury. To właśnie tymi kanałami powietrze jest dostarczane do pomieszczeń oraz z nich usuwane (są niezależne i nie mogą się ze sobą łączyć). Całość systemu zakończona jest czerpnią i wyrzutnią powietrza. W wybranym przez nas miejscu montuje się sterownik do ustawiania poszczególnych trybów urządzenia. Ale centralę można obsługiwać różnie, także za pomocą smartfona.

Sterowniki powinny być łatwe do obsługi, intuicyjne i estetyczne. Są niezbędne w codziennej eksploatacji centrali, a także pomagają kontrolować zużycie i odzysk energii, koszty pracy i jakość powietrza w pomieszczeniach. Sterowanie centralą może się też odbywać zdalnie za pomocą aplikacji w telefonie. (fot. po lewej: TopVac, fot. po prawej: Vasco)

Wywiew stosuje się w kuchni, łazienkach i WC, tj. pomieszczeniach określanych jako brudne, bo to w nich przebywa najwięcej osób, dochodzi do częstej wymiany powietrza, jest wiele mieszających się zapachów. Jeżeli w domu mamy pralnię, suszarnię, garderobę albo spiżarnię, to koniecznie także z tych miejsc.

To, jaka ilość powietrza zostanie usunięta na zewnątrz lub dostarczona do pomieszczenia, zależy od jego rodzaju, a także tego, co się w nim znajduje, na przykład czy korzystamy z płyty indukcyjnej, czy kuchenki.

Z jednych pomieszczeń powietrze jest wywiewane, do innych nawiewane. Dlatego, by zapewnić wymianę, trzeba umożliwić jego swobodny przepływ. Sposób na to jest bardzo prosty - należy zamontować drzwi wewnętrzne, które mają otwory, kratki lub zostały podcięte. I mamy tu na myśli nie tylko drzwi do łazienek czy WC, ale także do sypialni, spiżarni, gabinetu. Przyjmuje się, że te do łazienki powinny mieć otwory o powierzchni ok. 200 cm2. Do sypialni wystarczy zaś podcięcie skrzydła 1 cm nad podłogą (co daje szczelinę 80 cm2).

Aby mieć pewność, że instalacja z rekuperatorem będzie działać poprawnie, projekt jej wykonania należy zlecić specjaliście, który wie, jak obliczyć strumień powietrza wentylacyjnego (ma do tego programy komputerowe), potrafi tak dostosować trasę przewodów wentylacyjnych, by była jak najprostsza i najkrótsza, dobierze kanały o odpowiedniej średnicy (najczęściej ok. 75 mm). Jeżeli zapadnie decyzja o zastosowaniu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, powinno się zacząć właśnie od projektu i podejść do tego zadania indywidualnie, bo domy, chociaż na pozór bardzo do siebie podobne, mogą się różnić usytuowaniem pomieszczeń, liczbą domowników i przede wszystkim ich codziennymi przyzwyczajeniami, które także mają wpływ na funkcjonowanie wentylacji.

Kanały wentylacyjne należy poprowadzić tak, by miały jak najmniej załamań, ich usytuowanie nie kolidowało z innymi instalacjami oraz aby był do nich swobodny dostęp. (fot. Pro-Vent)

Wentylacja mechaniczna z rekuperacją - czy warto?

Tak, warto, ale trudno podać najważniejszy powód. Ilu użytkowników, tyle argumentacji. Inwestorzy wybierają rekuperację przede wszystkim ze względu na możliwość oszczędzania energii. Producenci podchodzą do tematu inaczej. Mówią, że najistotniejsze jest zdrowie. W tym momencie równie ważny wydaje się warunek formalny, który musi być spełniony w nowo budowanych domach - bez wentylacji z odzyskiem ciepła niezwykle trudno jest zmieścić się w narzuconym limicie zapotrzebowania na energię pierwotną (EP do 70 kWh/(m2·rok)).

Schemat działania wentylacji mechanicznej z rekuperacją

Wentylacja z rekuperatorem - zalety:

• Oszczędność energii
• Zdrowie (świeże powietrze bez smogu, bakterii, wirusów, a także uczulających pyłków)
• Komfort (niższa zawartość dwutlenku węgla)
• Pełna kontrola systemu przez cały rok (nawet w czasie urlopu)
• Podniesiona wartość inwestycji

Wentylacja z rekuperatorem - wady:

• Wysoki koszt inwestycyjny
• Konieczność wykonania prac montażowych
• Niezbędna regularna konserwacja i wymiana filtrów
• Konieczność wygospodarowania miejsca na centralę i kanały
• Możliwość awarii systemu

Schemat systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej z wymiennikiem ciepła (rekuperatorem)

1. Centrala wentylacyjna. Najczęściej montuje się w pomieszczeniu gospodarczym, kotłowni, garażu lub na poddaszu, wyłącznie tam, gdzie temperatura nie spada poniżej 0°C (zalecane jest przynajmniej 8°C). Najlepiej na ścianie, która nie graniczy z sypialnią albo gabinetem, bo urządzenie emituje hałas. Jeżeli zaplanujemy ją na nieogrzewanym poddaszu, musi być zaizolowana termicznie. Co istotne dla tych, którzy mają niewiele miejsca - są modele centrali montowane do sufitu.

2. Przewody instalacyjne. Najlepiej, gdy na system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła zdecydujemy się, zanim jeszcze dom będzie gotowy. Przewody bez problemu poprowadzi się wtedy w stropach lub ścianach albo nad nimi, maskując je specjalnymi osłonami, bez konieczności kucia ścian i dokonywania remontu, który dla niektórych bywa kłopotliwy oraz trudny do zniesienia. Tym bardziej nie warto oszczędzać na tej części instalacji. Najlepiej wybrać przewidziane do tego celu przewody (rury) z stali lub tworzyw sztucznych, bo są trwałe, da się je łatwo czyścić i wywołują małe opory przepływu powietrza.

3. Nawiewniki. Powinny być montowane w taki sposób, by zagwarantować dopływ powietrza do każdego miejsca w pomieszczeniu. Może to być sufit, ściana, nawet podłoga, jednak najlepiej ulokować je w górnych partiach pomieszczenia, jak najdalej od drzwi, a w pokoju ze skosami - np. na poddaszu - jak najwyżej, bo to zapewni najlepszą cyrkulację powietrza. W dużych otwartych salonach, których wysokość przekracza 3 m, nawiewniki planuje się nie przy samym suficie, ale w strefie przebywania ludzi, czyli nie wyżej niż na wysokości 3 m.

4. Czerpnia i wyrzutnia. Montuje się je na zewnętrznej ścianie domu, w otworach oddalonych od siebie co najmniej o 1,5 m. Czasami na dachu lub działce. Czerpnią czyste świeże powietrze trafia do rekuperatora, a wyrzutnią jest usuwane na zewnątrz.

Lepsza funkcjonalność, czyli współpraca z GWC

Zaleca się uzupełnienie wentylacji mechanicznej o gruntowy wymiennik ciepła (w skrócie GWC), bo wtedy efektywność energetyczna będzie jeszcze większa, a zapotrzebowanie na energię mniejsze. GWC to duża instalacja zakopana w gruncie, ale widać wyraźnie, że staje się coraz bardziej powszechna. Ten trend cieszy nie tylko producentów, ale też specjalistów, którzy oceniają zmiany bardzo pozytywnie i zwracają uwagę na to, że w domach o niskim zużyciu energii (niskoenergetycznych) takie wyposażenie powinno być standardem (w Norwegii GWC stosuje się już od 40 lat).

Działa - jak sama nazwa wskazuje - tak, że wykorzystuje energię z gruntu. W Polsce na głębokości około 1,5-2 m temperatura waha się w granicach 8-12°C (latem, oczywiście, jest wyższa niż zimą, lecz utrzymuje się w tym przedziale). Powietrze przepływające przez wymiennik, w zależności od konstrukcji - przez rury, płyty lub po prostu warstwę żwiru - może zostać albo podgrzane zimą nawet o ok. 20°C, albo schłodzone latem. Ma to bezpośrednie przełożenie na ograniczenie zużycia energii. Bardzo ważne jest, by wymiennik umieścić na odpowiednim poziomie - jeśli będzie wkopany za płytko, zacznie zimą przymarzać, a latem zbyt mocno się nagrzewać.

Jak to wygląda w praktyce? Weźmy dla przykładu skrajną zimową temperaturę, np. -25°C, powietrze, która trafia z instalacji GWC do rekuperatora, jest podgrzane i ma np. -5°C. Rekuperator także ogrzewa powietrze i w efekcie to dostarczane do domu ma temperaturę, np. +15°C, a nie -25°C.

O GWC warto pomyśleć na etapie projektowania budynku, bo oprócz miejsca na instalację, trzeba również wyznaczyć lokalizację czerpni i punkt, w którym GWC będzie łączyć się z budynkiem. Montaż należy zlecić specjalistycznej firmie, która pomoże wybrać poszczególne elementy. Jeżeli zdecydujemy się na system rurowy, nie powinniśmy stosować rur kanalizacyjnych z PVC. Nie można ich układać tak, by pod nimi były prześwity, bo to grozi ich zniekształceniem, w konsekwencji nieszczelnością. Podłoże musi być wyrównane i utwardzone, a rury bardzo starannie połączone i poprowadzone ze spadkiem w kierunku studzienki kondensacyjnej, a w trakcie zasypywania grunt musi być staranie utwardzony. Im dokładniej będzie wykonany cały system, tym dłużej będzie działał - co oznacza potencjalnie mniej awarii.

Za pomocą GWC, czyli wymiennika umieszczonego w gruncie, można wstępnie podgrzać powietrze dostarczane do centrali wentylacyjnej. (fot. Pro-Vent)

Bez kanałów też można

O ile projekt wentylacji nawiewno-wywiewnej z centralą wentylacyjną w jeszcze niewybudowanym domu jest łatwy do zrobienia (przynajmniej na papierze i przez specjalistę), o tyle w starym budownictwie lub w obiektach, w których prace wykonawcze są już na dość zaawansowanym etapie - trudniej poprowadzić i ukryć przewody instalacyjne. Oczywiście jest to możliwe, ale na pewno dużo bardziej uciążliwe, szczególnie jeśli mieszkańcy nie mają gdzie się w tym czasie podziać. Wielu producentów od dawna próbuje znaleźć na to radę. Dlatego opracowano system, dzięki któremu skutecznie wymieni się powietrze w pomieszczeniu, bez względu na panujące warunki zewnętrzne, bez konieczności montażu długich, zajmujących przestrzeń kanałów wentylacyjnych. Chociaż nie jest to rozwiązanie idealne, jednak dużo lepsze od wentylacji grawitacyjnej i na pewno też energooszczędne.

Zacznijmy od nazewnictwa - bo już w tym miejscu może dojść do nieporozumień. Instalację bez kanałów wentylacyjnych nazywamy zdecentralizowaną (inaczej lokalną lub indywidualną). W Internecie można znaleźć wiele innych określeń, np. minirekuperator, rekuperator ścienny, rekuperator pokojowy lub kompaktowy, rekuperator rurowy, rekuperacja bezkanałowa. Niektórzy, ci bardziej sceptyczni, nazywają nie bez kozery taki rodzaj wentylacji "dziurą w ścianie".

Minirekuperator warto zaplanować w każdej sypialni. To, ile urządzeń zamontujemy, zależy od kubatury pomieszczeń i liczby użytkowników – na jedną osobę powinno przypadać nie mniej niż 20 m3 świeżego powietrza. (fot. Vents Group)

Cel działania wersji decentralnej jest taki sam, jak centrali z rekuperatorem. Chodzi o to, żeby wymieniać powietrze w pomieszczeniu i przy okazji odzyskiwać z niego ciepło. Różnica tkwi w budowie, wyglądzie, a także cenie.

Najważniejszym elementem jest nadal - podobnie jak w systemie wentylacji mechanicznej z klasyczną centralą - rekuperator, który odzyskuje ciepło, z tym że jest dużo mniejszy (czasami określany jako miniaturowy). Ulokowano go w przewodzie, który z obu stron - zarówno od środka, jak i wewnątrz pomieszczeń - zakończony jest specjalną maskownicą. Taki przewód (o średnicy nieprzekraczającej najczęściej 16 cm) montuje się w ścianie zewnętrznej pomieszczenia, które chcemy skutecznie wentylować. Jest to warunek konieczny, dlatego rozwiązanie zupełnie nie sprawdzi się na przykład w toalecie, której ściany graniczą z innymi pomieszczeniami. Zwykle planuje się jeden rekuperator ścienny na wnętrze, chociaż dobrą praktyką jest także montaż dwóch minirekuperatorów, które działają naprzemiennie, szczególnie w dość dużych pokojach.

W domach jednorodzinnych w instalacji mechanicznej decentralnej mamy na ogół pojedynczy wentylator - i to odróżnia ją od wersji z przewodami - który raz wciąga powietrze z pomieszczenia, robi przerwę i za moment nawiewa powietrze z zewnątrz. Taki cykl trwa ponad minutę (najczęściej 70 s). Cyrkulacja powietrza odbywa się automatycznie i ma to zarówno plusy, jak i minusy. Po pierwsze, nie musimy martwić się o dostarczanie świeżego powietrze do pomieszczenia (kluczowa kwestia w wentylacji mechanicznej) i dlatego w oknach nie montujemy nawiewników. A jeśli już są, to trzeba je niezwłocznie zaślepić.

Jedna z zasad poprawnie działającej wymiany powietrza opiera się na założeniu, że w obrębie pomieszczenia nie łączymy dwóch różnych jej rodzajów, to znaczy mechanicznej z grawitacyjną. Z tego też względu piony wentylacyjne, które znajdują się w kuchni lub łazience, należy pozatykać. Plusem stosowania odmiany decentralnej jest to, że wentylator może mieć niewielką moc (od 3 do 11 W), bo nie musi pokonywać oporów przepływu powietrza w kanałach, a co się z tym wiąże - nie zużywa wiele prądu. Jest cichy i w zupełności nie przeszkadza w czasie codziennych czynności.

Jeżeli chodzi o plusy tego rozwiązania, to warto wspomnieć o kosztach. Taki wariant jest nawet dwa razy tańszy, niż wentylacja centralna - przy założeniu, że minirekuperatory planujemy w każdym pomieszczeniu. W domu o powierzchni ok. 100 m2 za kompletny system mechaniczny z tradycyjną centralą musielibyśmy zapłacić przynajmniej 12 000 zł (w zależności od producenta), za układ decentralny 6000-7000 zł. Podajemy tutaj wydatki na urządzenia, bez wliczania kosztu montażu. Ponieważ jednak wentylacja zdecentralizowana charakteryzuje się niższą efektywnością energetyczną, w pierwszej kolejności zaleca się stosowanie instalacji z dużą centralą wentylacyjną i systemem kanałów rozprowadzających powietrze.

Aleksandra Kuśmierczyk
fot. otwierająca: Stiebel Eltron