Естествената вентилация все повече се възприема като екологосъобразна и енергийно ефективна алтернатива на механичната вентилация
Необходимостта от добра вентилационна система, която да осигурява достатъчно количество свеж въздух в помещенията и съответно да отвежда отработения въздух, е добре известна. Но независимо от вредите, които нанася върху здравето на хората продължителният престой в помещения със застоял въздух, в съвременното строителство се акцентира предимно на доброто изолиране на сградите и ограничаването на инфилтрацията на външен въздух в помещенията. Организирането на добра вентилация нерядко се пропуска.
Добрата шумо- и топлоизолация на сградите значително намалява техните енергийни нужди и повишава енергийната им ефективност, но също така ограничава максимално достъпа на пресен въздух във вътрешността им. Част от използваните климатични системи също допринася за влошаване на качествата на въздуха. Единственото решение за осигуряване на достатъчно пресен въздух се оказва организирането на добра вентилация, предимно от механичен тип.
Естествена и принудителна вентилация
В зависимост от начина на организация на движението на въздуха вентилационните системи са основно два вида – естествена и принудителна (механична) вентилация. При естествената вентилация се разчита основно на инфилтрация на въздух през фугите на прозорците и вратите. Подаването и отвеждането на въздуха от помещенията се осъществява под действието на разликата в температурата на вътрешния и външния въздух (топлинен напор) и под въздействието на вятъра върху сградата (ветрови напор). При механичната вентилация подаването и отвеждането на въздуха се реализира с помощта на вентилатори или посредством предварително изградена вентилационна система. Тя дава възможност и за предварителна обработка на
подавания и отвеждания от помещенията въздух. Редица специалисти застъпват мнението, че механичната вентилация се явява единственото решение за вентилиране на съвременните добре изолирани сгради, в които възможностите на естествената вентилация са силно ограничени.
Предимства и недостатъци на механичната вентилация
Изграждането на механична вентилационна система осигурява поддържането на чистотата на въздуха в помещенията и доставянето на достатъчно количество пресен въздух. Също така се ограничава появата на неприятни миризми и кондензирани водни пари по ограждащите елементи. Сред предимствата на
механичната вентилация са организираното подаване и отвеждане на въздух от най-подходящите за тази цел места. Възможна е предварителна обработка на подавания и отвеждан въздух и поддържането на постоянни параметри на микроклимата, независимо от промяната на външните климатични условия. Недостатъците на механичната вентилация са свързани с необходимостта от по-висока първоначална инвестиция, както и с последващите експлоатационни разходи. При работа механичната вентилация може да създаде условия за
възникване на допълнителен шум и вибрации. Сред посочваните недостатъци е и необходимостта от изграждане на машинни помещения за разполагане на съоръженията.
Ефективност на принудителната вентилация
Сред основните недостатъци на механичната вентилация е повишаване на експлоатационните и енергийните разходи на една сграда. С оглед спазване на съвременните изисквания за енергийна ефективност на инсталациите и намаляване на количеството необходима енергия, се предприемат редица мерки, с които се цели редуциране на енергийните разходи и повишаване ефективността на механичната вентилация. Обикновено те са свързани с оползотворяване на възможностите за утилизация на топлина, с което се осигурява улавяне на съдържащата се в отработения въздух топлинна енергия и връщането й обратно в сградата. По този начин значително се намаляват енергийните загуби.
Съоръжения за утилизация
Оползотворяването на отпадната топлина във вентилационните инсталации се реализира предимно чрез използване на рекуперативни пластинчати топлообменници или регенеративни ротационни топлообменници.
Пластинчатите топлообменници са сред най-широко използваните топлообменници във вентилационната техника. Конструктивно те са изградени от отделни оребрени метални плочи, плътно прилепени една до друга. Плочите се изработват от материал с висок коефициент на топлопроводност. Изхвърляният и постъпващият въздушни потоци протичат между редуващите се пространства, формирани от плочите. Движението на двата потока един спрямо друг може да бъде противоположно или кръстосано. Като конструкция ротационните топлообменници представляват въртящ се цилиндър, напълнен с въздухопропусклива среда. Необходимо условие за оптимална работа на топлообменника е вътрешната му повърхност да има голяма площ. Посоката на движение на двата потока, които се движат в съседство, е противоположна, като всеки от тях протича през едната половина на цилиндъра. Ефективността на ротационните топлообменници е правопропорционална на скоростта на въртене на цилиндъра.
Рекуперативни вентилационни блокове
Широко приложение във вентилационните системи намират и рекуперативните вентилационни блокове. Това обикновено са автономни устройства, в които са вградени топлообменният апарат, вентилатори за засмукване на замърсения въздух и за нагнетяване на подавания въздух, както и филтри за пречистване на двата потока. В зависимост от сезона рекуперативните вентилационни блокове могат да работят в режим на отопление или на охлаждане. Препоръчително е да се монтират на закрито в самата сграда, но при
необходимост могат да се разполагат и на открито. Биха могли да се монтират в специално предназначени за тази цел машинни помещения, обикновено поместени в приземната част на сградата. При отсъствие на машинно помещение е възможно монтирането им и в сервизни помещения като складове и др.
Организация на въздухообмена
За разпределение на въздушния поток в сградата, при организирането на механична вентилация се използват две основни схеми. При първата, позната още като директна, вентилационната инсталация обхваща само вентилационен блок. При втория вариант, рекуперативният вентилационен блок се комбинира със система за топловъздушно отопление. Директните системи са препоръчителен избор за сгради, в които отоплението се
осъществява предимно с електрически или с водни отоплителни системи. Нагнетателна вентилационна инсталация се предвижда за спални помещения, всекидневни, трапезарии и други. Със смукателната вентилационна инсталация се отвежда замърсеният въздух от помещения с по-висока влажност и замърсеност на въздушната среда. Когато вентилационният блок работи съвместно със система за топловъздушно отопление, постъпващият отвън пресен въздух се смесва с отвеждания от помещенията топъл въздух, след което постъпва в системата за топловъздушно отопление. Там допълнително се загрява и се подава в помещенията.
Естествена вентилация
Основните предимства на естествената вентилация са възможността за транспортиране на големи количества въздух, незначителните в сравнение с механичната вентилация необходими инвестиции, както и ниските
експлоатационни разходи, особено по отношение на енергията за транспортиране на въздух. Като недостатъци се посочват силната зависимост от външните климатични условия (температура, сила и посока на вятъра), която се отразява на интензивността на вентилацията, невъзможност да се избира мястото на
вземане на пресен въздух, ограничените възможности за обработване на постъпващия и на отвеждания въздух. Доставянето на пресен въздух чрез неконтролирана естествена вентилация е свързано и с трудно поддържане на топлинния комфорт, както и с големи енергийни загуби. Голяма част от сградния фонд, предимно по-старите сгради, не са така добре изолирани. При тях все още са запазени възможностите за нерегулирана
естествена вентилация, осъществявана чрез инфилтрация през фугите на прозорците и вратите. Тези сгради се явяват едни от най-големите консуматори на енергия и са типичен пример за енергийно неефективна сграда. Това са и причините да се препоръчва по-сериозно изолиране на сградите и максимално
ограничаване на инфилтрацията.
Възможна ли е енергийно ефективна естествена вентилация?
Намаляването на енергийните загуби чрез добро изолиране на сградите налага използването на механична вентилация. Вентилационната система, обаче, както вече отбелязахме, също е консуматор на енергия. С повишаване на информираността за разходите за изграждане и поддържане на механична вентилационна система, естествената вентилация започва отново да се превръща в привлекателен метод, с помощта на който е възможно намаляване на потреблението на енергия и разходите за осигуряване и поддържане на
здравословен и комфортен вътрешен климат. Според специалисти в областта при правилно организиране, благоприятен климат и подходяща архитектура на сградата, естествената вентилация може да се използва и като алтернатива на климатичните системи, спестявайки от 10 до 30% от общото потребление на
електроенергия. Известен факт е, че един от най-големите консуматори на енергия в съвременните сгради е именно климатичната система. Възможностите и методите на естествената вентилация са добре познати не само на специалистите – стени, които дишат, въздухът, преминаващ през прозореца, както и широкото използване на камък и тухли, които абсорбират дневната топлина, съвсем не са съвременно откритие. Тези идеи са били развивани години и се превръщат в стандартна, неразделна част от проектирането на една
сграда. Днес в потвърждение на максимата “Всичко ново е добре забравено старо” тези методи се популяризират като пасивна вентилация и по ирония се възприемат като нова, екологосъобразна и енергийно ефективна алтернатива на механичната вентилация.
