Innowacja w wentylacji grawitacyjnej

Wentylacja jest procesem usuwania zanieczyszczonego powietrza z pomieszczeń mieszkalnych i dostarczania w jego miejsce świeżego powietrza. Wentylacja grawitacyjna (zwana również naturalną) działa dzięki różnicy temperatur, a zatem i ciśnień pomiędzy pomieszczeniem a atmosferą. Wentylacja jest konieczna, ponieważ powietrze we wszystkich pomieszczeniach stale ulega zanieczyszczeniu. Powietrze przechodząc przez kratkę wentylacyjną zostanie odprowadzone kominami wentylacyjnymi do atmosfery.

Tradycyjna kratka wentylacyjna nie pełni obecnie żadnej znaczącej funkcji, a jest niewątpliwie elementem, który mógłby z powodzeniem wspierać proces wentylacji grawitacyjnej w naszym domu.

Potrzeba ta jest duża, bo obecnie wentylacja grawitacyjna jest mocno rozchwiana. Przez rozchwianie wentylacji rozumiemy nadmierny wywiew powietrza oraz powrót powietrza z kanału wentylacyjnego (tzw. ciąg wsteczny - kiedy wieje z kratki). Powody to między innymi:

• coraz bardziej szczelna konstrukcja domu;
• docieplanie bloków mieszkalnych w myśl nowych norm wydajności energetycznej;
• wymiana okien na szczelne pcv;
• błędy konstrukcyjne;
• brak nawiewu.

Skutki owego rozchwiania to straty energetyczne - finansowe oraz zdrowotne, a także pewne niedogodności w komforcie mieszkania.

Straty energetyczne, finansowe

Według PN - B - 02025 podstawą do oceny strat energii cieplnej w okresie zimowym poprzez wentylację jest budynek mieszkalny o pow. 200 m2 i kubaturze 500 m3. Okres to 5 dni X, XI, XII, I, II, III, IV i 5 dni V.

Budynek ocieplony: straty sięgają 57,1% wszystkich możliwych strat i to stanowi - 28.108 MJ.

Budynek nieocieplony: straty sięgają 35,1% wszystkich możliwych strat - 33.816 MJ.

Średnio potrzeba 7828 kWh do ogrzania zimnego powietrza pochodzącego z wentylacji, a jest to od 1400 - 1700 kg węgla w okresie grzewczym.

Dla porównania jest to energia potrzebna do ogrzania wody użytkowej przez cały okres grzewczy (tanie zastąpienie kolektora słonecznego w okresie zimy). 

Straty energetyczne wynikają z tego, iż nowo napływające powietrze musi być cały czas dogrzewane. Zdarzają się również powroty zimnego powietrza z kanału wentylacyjnego (ciąg wsteczny), co dodatkowo wychładza nasze pomieszczenia. To wszystko przekłada się na wyższe koszty ogrzewania.

Straty zdrowotne - czyli co skrywa szyb wentylacyjny

Zaklejanie kratki wentylacyjnej taśmami lub zamykanie tzw. żaluzjami w okresie zimowym, aby wyeliminować ciąg wsteczny i zapobiec nadmiernemu wywiewu powietrza, to bardzo częste zjawisko, jednak niebezpieczne dla zdrowia mieszkańców. Zanieczyszczone powietrze czyli CO2, wilgoć, opary, gazy muszą być stale odprowadzane z pomieszczenia.

Powracające powietrze z kanału niesie również inne niespodzianki, np. dym, zapachy, dodatkową wilgoć, a przede wszystkim zarodniki pleśni i grzybów, które mogę przyczynić się pogorszenia stanu naszego zdrowia. W kanałach wentylacyjnych znajduje się około miliona różnych rodzajów pleśni i grzybów. Trudno się spierać z tą statystyką w szczególności, gdy mowa o domach lub blokach, gdzie kanały wentylacyjne nie były dawno czyszczone. 

Do niewidocznych objawów należą:

• częste bóle głowy, zmęczenie;

• podrażnione błony śluzowe;

• choroby układu oddechowego;

• alergie.

Skoro wentylacja grawitacyjna ma tyle wad to dlaczego podejmujemy się trudu jej wspierania?

Uważamy, że to, co jest zgodne z naturą, jest lepsze dla człowieka. Do jej działania nie potrzeba energii elektrycznej, co wpisuje się w naszą wizję energooszczędności. Jest tania, a więc bardziej dostępna dla ludzi. Wierzymy, że wentylacja grawitacyjna ma potencjał i jedną z naszej misji stało się jego odkrycie, tym bardziej, że w Polsce i na świecie stosuje się ją w miażdżącej przewadze.

Kratka autoaktywna to wsparcie systemu wentylacji grawitacyjnej przez jej stabilizację. Opatentowana konstrukcja przez fizyka - pana Janusza Bielskiego - wspomaga odprowadzanie zanieczyszczonego powietrza do atmosfery. Kratka autoaktywna wykorzystuje równanie Bernoulliego o przepływie gazów, które zostało również użyte, np. przy układach zasilania silników spalinowych lub fontannach. Otwory kratki są zbudowane w sposób stożkowy. Oznacza to, że powierzchnia wejściowa otworu jest co najmniej 10 razy większa niż wyjściowa. Powietrze będzie odprowadzane do kanału wentylacyjnego w sposób bardziej optymalny i równomierny. 

W uproszczonym skrócie, Prawo Bernoullego opiera się na dwóch głównych założeniach. Zasada zachowania masy (ilość gazu wchodzącego do lejka musi się równać ilości gazu wychodzącego z lejka, niezależnie od jego średnicy), a także zasadzie zachowania energii (suma energii potencjalnej i kinetycznej muszą być stałe).

W pomieszczeniu (np. łazience) jest ciśnienie P1, a w przewodzie wentylacyjnym znajduje się niższe ciśnienie P2. Gaz przepływa z ciśnienia wyższego do niższego, więc powietrze wleci do kratki autoaktywnej z prędkością V1, a wyleci z prędkością V2. Zgodnie z zasadą zachowania masy, aby ilość powietrza wchodzącego zrównała się z ilością powietrza wychodzącego, prędkość V2 wzrośnie (V2 >V1).

Zasadę tę można zrozumieć wyobrażając sobie ludzi idących w tunelu. W sytuacji, kiedy tunel jest szeroki mogą iść powoli obok siebie, bo mają więcej miejsca. W chwili kiedy tunel zaczyna się zwężać, będą musieli poruszać się coraz szybciej, aby ilość wchodzących równała się ilości wychodzących.

Przeanalizujmy sytuację odwrotną. W kanale wentylacyjnym znajduje ciśnienie wyższe niż w łazience, czyli potocznie mówiąc "wieje nam z kratki" lub doświadczamy zjawiska ciągu wstecznego. Średnica otworu po stronie kanału wentylacyjnego jest mała, więc przedostaje się przez niego mała ilość powietrza, a dodatkowo wraz z jej powiększaniem się, powietrze zwolni. Zauważmy również, że trzon kratki autoaktywnej wykonany jest z materiału izolacyjnego, co stanowi walor tego systemu, ponieważ nie przenosi do wnętrza pomieszczenia niskich temperatur i nie powoduje skraplania się pary wodnej na jej powierzchni. Jest to bardzo pomocne przy utrzymaniu prawidłowej wilgotności powietrza.  

Sprawna wentylacja zapewnia użytkownikom dobrą jakość powietrza oraz ochrania dom lub mieszkanie przed wilgocią. 

Skąd wiadomo, że oddychamy świeżym powietrzem?

Jedynym wskaźnikiem określającym przydatność kratki wentylacyjnej jest jakość powietrza, jaką utrzymuje. Z naszych badań wynika, że dzięki zastosowaniu kratki autoaktywnej, jakość powietrza poprawia się. Pod lupę wzięliśmy 3 czynniki, a badanym pomieszczeniem była łazienka:

Po zastosowaniu kratki autoaktywnej:

• temperatura pomieszczenia wzrosła;

• wilgotność zmalała i utrzymała się na właściwym poziomie - optymalny poziom to 40 - 60%;

• zawartość dwutlenku węgla (CO2) obniżyła się do poziomu normy (800 - 1600 ppm - czyste powietrze).

Przeczytaj więcej o badaniach kratki autoaktywnej.

A co z nawiewem?

Oczywiście pamiętajmy o zapewnieniu źródła świeżego powietrza do naszego pomieszczenia. W przypadku braku instalacji nawiewowej zalecamy używać mikro-wentylację w oknach. Zalecamy także krótkie, ale intensywne wietrzenie pomieszczeń.

Aktualnie pracujemy nad rekuperacją grawitacyjną systemów nawiewowych oraz nad tzw. "oddychającym oknem", wchodzącym w skład tego samego systemu. Będą one efektywne i tanie, a więc dostępne. Zapewnią źródło świeżego powietrza w naszym domu. W tym celu mamy już dwa zgłoszenia patentowe oraz prowadzimy szczegółowe badania.