O potrzebie właściwej wentylacji pomieszczeń oraz o niekorzystnych konsekwencjach wynikających z jej braku pisaliśmy już niejednokrotnie. Poniżej przedstawiamy systemy (elementy) wentylacyjne montowane w różnych częściach okien. Ich zadaniem jest zwiększenie napływu powietrza zewnętrznego do pomieszczeń.
Zgodnie z wymaganiami normy wentylacyjnej (PN-83IB-03430) dopływ powietrza zewnętrznego niezbędnego do wentylacji pomieszczeń powinien być zapewniony przez:
- otwory o regulowanym stopniu otwarcia usytuowane w górnej części okna lub ponad oknem lub -jeżeli zapewni się ogrzanie powietrza dopływającego – w dolnej części ściany zewnętrznej. Regulacja otwarcia może być ręczna lub samoczynna. Dopuszcza się doprowadzenie powietrza zewnętrznego przez okna ze skrzydłem uchylno- rozwieralnym, uchylny górny wywietrznik lub przez górne skrzydło uchylne;
- otwory nawiewne wentylacji mechanicznej.
W Polsce wentylacja mechaniczna stosowana jest sporadycznie. Powszechnie stosuje się wentylację grawitacyjną z dopływem powietrza zewnętrznego przez okna. Wymagania normowe mówiące o zapewnieniu dopływu powietrza przez otwory o regulowanym stopniu otwarcia w praktyce nie były dotychczas realizowane przez producentów. Jednak rozwój konstrukcji okien, a zwłaszcza polepszenie ich właściwości izolacyjnych, pojawienie się na naszym rynku okien wykonanych z nowych materiałów (PCW) znacznie ograniczył ich funkcję wentylacyjną.
Infiltracja powietrza
Przenikanie powietrza przez szczeliny zamkniętych okien określane jest jako infiltracja, a do jej oceny ilościowej służy współczynnik infiltracji a wyrażany w: m3/(h-m-daPa2‘3). Jego wartość powinna zawierać się w przedziale od 0,5 do 1. Określa on, ile powietrza (w m3) przenika przez szczelinę długości jednego metra w ciągu jednej godziny.
Infiltracja odgrywa znaczną rolę w ogólnej wymianie powietrza i wentylacji pomieszczeń. Za duża – powoduje straty ciepła oraz zmniejsza izolacyjność akustyczną okna, za mała – uniemożliwia bieżącą wentylację. Jeżeli dodatkowo zaniedba się systematycznego otwierania okien, to może nastąpić:
- wzrost wilgotności powietrza w pomieszczeniach, możliwość wykraplania się wilgoci, powstania wilgotnych plam, pojawienia się pleśni lub grzyba na ścianach pomieszczenia;
- pogorszenie się jakości powietrza, powstanie zbyt dużych stężeń szkodliwych lub nieprzyjemnych gazów, oparów i zapachów w powietrzu;
- wzrost stężenia dwutlenku węgla w powietrzu;
- wzrost zagrożenia przy eksploatowaniu domowych urządzeń gazowych.
Jak wynika z powyższych rozważań, problem wentylacji pomieszczeń jest istotny, by utrzymać korzystny mikroklimat, który ma znaczenie zarówno dla osób, jak i dla ustroju budowlanego. Właściwa wentylacja jest konieczna również ze względów bezpieczeństwa.
Ilość powietrza wentylacyjnego powinna być ściśle wyważona, tak aby użytkownik nie musiał ponosić bezzasadnie zwiększonych kosztów ogrzewania.
Doświadczenia budownictwa amerykańskiego powinny stanowić przestrogę przed nadmiernym ograniczeniem wentylacji. Pod koniec lat siedemdziesiątych, w związku z kryzysem energetycznym w USA, zmniejszono udział powietrza zewnętrznego w wentylacji ogólnej. Stało się to przyczyną występowania tak zwanej „choroby budynkowej”, która objawiała się suchością warg, podrażnieniem oczu, błon śluzowych nosa i gardła oraz ogólnym osłabieniem osób przebywających w pomieszczeniach. Pojawił się nowy termin – „syndrom chorego budynku”.
Norma na wentylację w budynkach mieszkalnych (PN-83/B-03430) określa ilość powietrza wentylacyjnego:
- w kuchni z oknem zewnętrznym - 70 m3/h,
- w łazience (z WC lub bez) - 50 m3/h,
- w oddzielnym WC – 30 m3/h, co daje ogółem 120-150 m3/h powietrza usuwanego kanałami wentylacyjnymi z kuchni i łazienki. Zaleca się projektowanie urządzeń wentylacyjnych umożliwiających okresowe zwiększenie ilości powietrza usuwanego z kuchni w czasie jej użytkowania do co najmniej 120 m3/h. W porze nocnej norma dopuszcza ograniczenie wentylacji do 20 m3/h na osobę.
Konstrukcja okien a wentylacja pomieszczeń
Nowoczesne konstrukcje okien drewnianych i tworzywowych wykazują w badaniach bardzo dużą szczelność na przenikanie powietrza – współczynnik a wynosi zwykle od 0,1 do 0,3 m3/(h-m-daPa2‘3).
W oknach tworzywowych jest to spowodowane uszczelnieniem ich w dwóch płaszczyznach. Zwiększenie współczynnika a wymaga rozszczelnienia okna: wycinania uszczelek na górnym poziomym ramiaku skrzydła okiennego lub zastosowania okuć umożliwiających regulację docisku skrzydła do ościeżnicy. Okna bez uszczelek ciągłych są traktowane przez odbiorców jako wyroby niepełnowartościowe, a montowanie okuć z wielopunktową regulacją nie gwarantuje, że będą one w oknie odpowiednio ustawiane. Ponadto rozszczelnienie okien na okuciach może spowodować ich nieszczelność na wody opadowe.
Producenci okien, zwłaszcza tych z tworzywa, bazując na powszechnej opinii o nieszczelności okien drewnianych – starych, często kilkudziesięcioletnich, eksploatowanych bez właściwej konserwacji – posługują się w reklamach, jako zaletą numer jeden, absolutną szczelnością swoich wyrobów. I często jest to prawda, tylko że całkowita szczelność jest wadą, a użytkownicy takich okien będą musieli przywyknąć do konieczności systematycznego ich otwierania.
Ponadto nie zawsze zła jakość powietrza jest zauważalna przez człowieka. Na przykład nie uświadamiamy sobie rosnącego stężenia C02, aż do utraty przytomności. Gdy okna są szczelne, problemem jest użytkowanie palenisk atmosferycznych (gazowych, olejowych, węglowych).
Producenci okien tworzywowych nie uwzględniają powyższych problemów. Produkując okna bardzo szczelne, zalecają jako najskuteczniejsze wietrzenie pomieszczeń z przerwami przez szeroko otwarte okna i spowodowanie przeciągu (przepływu wyporowego). W ciągu 10 minut może to dać 100% wymiany powietrza wobec około 38% wymiany w takim samym czasie przy wietrzeniu przez uchylone lub lekko rozwarte okno oraz wobec około 6% wymiany przy samoczynnym wietrzeniu przez szczeliny zamkniętych okien. Zaletą tego sposobu wietrzenia jest to, że otwarcie okien na krótki czas nie powoduje wyziębienia ścian i przedmiotów w pomieszczeniu; mogą jednak występować niekorzystne, duże skokowe różnice temperatury w pomieszczeniu.
Projektowane zmiany wymagań dotyczące szczelności okien na infiltrację powietrza mają na celu doprowadzenie do szerszego niż dotychczas stosowania nawiewników powietrza. Opracowany przez ITB projekt Wymagań technicznych dla nawiewników powietrza do pomieszczeń określa warunki stosowania nawiewników, ich parametry techniczne, rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe oraz warunki montażu.
Wszystkie przedstawione rozwiązania umożliwiają dopływ powietrza zewnętrznego, jednak część z nich nie spełnia wymagań na tyle, aby można je było zakwalifikować jako nawiewniki powietrza np. ograniczniki otwarcia lub uchylenia skrzydeł. Inne – jak wielopłaszczyznowe kratki wentylacyjne – w polskim klimacie mogą być zastosowane raczej w obiektach przemysłowych niż mieszkalnych.
Część rozwiązań spełnia wymagania stawiane nawiewnikom, przy czym występują między nimi duże różnice, dotyczące na przykład wielkości przepływu powietrza, izolacyjności akustycznej. Umożliwia to dobór odpowiedniego rozwiązania do potrzeb konkretnego budynku oraz do potrzeb wynikających z funkcji poszczególnych pomieszczeń. Cena, łatwość montażu, wygląd od strony wewnętrznej i zewnętrznej – przy spełnieniu minimum wymagań – decydować będą o tym, które rozwiązanie będzie powszechnie stosowane.