Co to jest i jak działa wentylacja grawitacyjna?

Wentylacja grawitacyjna to sprawdzone i ekologiczne rozwiązanie, które od lat zapewnia skuteczną wymianę powietrza w budynkach. Dzięki prostocie działania i braku potrzeby stosowania skomplikowanych urządzeń jest ceniona za swoją niezawodność i niskie koszty eksploatacji. W poniższym artykule przyjrzymy się bliżej temu, jak działa, jakie są jej zalety oraz jakie warunki muszą być spełnione, aby była efektywna.

Wentylacja grawitacyjna – ogólna definicja

Wentylacja grawitacyjna to system, który wykorzystuje naturalne zjawiska fizyczne do wymiany powietrza w budynku. Jest jednym z najstarszych i najbardziej rozpowszechnionych rozwiązań, które nie wymaga użycia urządzeń mechanicznych. Podobnie jak w alternatywnych opcjach, tak i tutaj wykorzystywane są kanały. Z ich pomocą zużyte powietrze jest usuwane na zewnątrz budynku, umożliwiając napływ nowego i świeżego. Dzięki swojej prostocie rozwiązanie to jest szczególnie cenione w tradycyjnym budownictwie. Fakt ten oczywiście nie uniemożliwia stosowania go w nowoczesnych projektach, gdzie stawia się na niskie koszty eksploatacji obiektów.

Jak działa wentylacja grawitacyjna?

Wentylacja grawitacyjna działa na zasadzie różnicy temperatur i ciśnień między powietrzem w środku a tym na zewnątrz. Ciepłe powietrze wewnątrz budynku, które jest lżejsze, unosi się ku górze i jest usuwane przez kanały wentylacyjne. Często umieszczone są one na wyższych kondygnacjach budynku lub wprowadza się je do komina. W ten sposób wytwarza się naturalny ciąg, który umożliwia napływ świeżego powietrza przez nawiewniki lub inne otwory wentylacyjne znajdujące się w niższych partiach budynku.

Efektywność wentylacji grawitacyjnej zależy od różnicy temperatur między wnętrzem a zewnętrzem budynku oraz od odpowiedniego zaprojektowania kanałów wentylacyjnych. Prawidłowo zaprojektowane, powinny mieć dobrze dobraną długość i przekrój. Z kolei temperatura, im wyższa jest wewnątrz w porównaniu z tą na zewnątrz budynku, tym cały system działa efektywniej.

Zalety i wady wentylacji grawitacyjnej

Naturalna wentylacja pomieszczeń z wykorzystaniem tego systemu ma wiele korzyści. To dzięki nim jest popularnym wyborem, zwłaszcza w budynkach mieszkalnych. Zaliczyć do nich można przede wszystkim:

• Niskie koszty eksploatacji – System działa bez potrzeby użycia energii elektrycznej, co znacznie obniża koszty z nią związane. Brak mechanicznych elementów oznacza również mniejsze koszty serwisowe.
• Ekologiczne rozwiązanie – Działanie tego rozwiązania opiera się wyłącznie na naturalnych zjawiskach fizycznych takich jak wysokość temperatury i ciśnienie.
• Prosta konstrukcja i niska awaryjność – System nie wymaga skomplikowanych instalacji, co zmniejsza ryzyko awarii. Konserwacja ogranicza się głównie do regularnego czyszczenia kanałów wentylacyjnych.

Wentylacja grawitacyjna, choć jest prostym i naturalnym sposobem na wymianę powietrza, oprócz zalet ma również swoje wady. Mogą one wpływać na jej skuteczność w różnych warunkach. Zaliczyć do nich można przede wszystkim:

• Ograniczoną efektywność w zmiennych warunkach pogodowych – Im bardziej zbliżona jest temperatura wewnątrz budynku do temperatury na zewnątrz, tym mniej efektywnie działa system.
• Brak kontroli nad intensywnością wymiany powietrza – Rozwiązanie to nie umożliwia praktycznie żadnej kontroli nad ilością powietrza przepływającego przez budynek. To zaś może prowadzić do zbyt intensywnej lub zbyt słabej wymiany powietrza.
• Możliwość strat ciepła – W zimie, gdy system działa na pełnych obrotach, może dochodzić do nadmiernej utraty ciepła. To z kolei zwiększy koszty ogrzewania budynku.

Wymagania do zastosowania wentylacji

Wentylacja grawitacyjna może funkcjonować efektywnie, o ile spełnione zostaną określone warunki. Istotne są tutaj zarówno aspekty konstrukcyjne, jak i te środowiskowe. Aby zapewnić odpowiednią wymianę powietrza, budynek musi posiadać:

• Odpowiednią wysokość i długość kanałów wentylacyjnych – Z reguł dłuższe i wyższe kanały wentylacyjne pozwalają na wytworzenie silniejszego naturalnego ciągu powietrza, co zwiększa efektywność systemu.
• Odpowiednie rozmieszczenie nawiewników i kratek wentylacyjnych – Umożliwia to swobodny przepływ powietrza przez cały budynek.
• Szczelne okna i drzwi – To bardzo istotne dla kontrolowanego dopływu powietrza z zewnątrz.

Warunki klimatyczne również mają znaczący wpływ na działanie wentylacji grawitacyjnej. Zdecydowanie nie sprawdzi się ona w cieplejszych miejscach, gdzie temperatura na zewnątrz i wewnątrz budynku jest niemal taka sama. Chcąc korzystać z tego rozwiązania, należy brać pod uwagę takie czynniki jak:

• Zmienność temperatur zewnętrznych – Skuteczność wentylacji grawitacyjnej zależy w dużej mierze od różnicy temperatur między wnętrzem budynku a tym, co dzieje się na jego zewnątrz. W chłodniejsze dni różnica ta jest większa, co zwiększa naturalny ciąg powietrza.
• Wpływ wiatru – może być sprzymierzeńcem lub zaburzać działanie wentylacji grawitacyjnej. Odpowiednio usytuowane otwory wentylacyjne mogą korzystać z naturalnych podmuchów wiatru, co zwiększa wymianę powietrza.
• Zmiany wilgotności powietrza – Wyższa wilgotność zewnętrzna może powodować kondensację w kanałach wentylacyjnych, co może obniżać efektywność systemu i wymagać dodatkowej konserwacji.

Alternatywa dla naturalnej wentylacji grawitacyjnej

Alternatywą dla wentylacji grawitacyjnej jest wentylacja mechaniczna. To system, który wykorzystuje elektryczne urządzenia, jak np. wentylatory, do wymuszonej wymiany powietrza w budynku. Jest zdecydowanie bardziej skuteczny w utrzymaniu odpowiedniego mikroklimatu wewnątrz pomieszczeń, niezależnie od warunków panujących na zewnątrz. To właśnie z tego względu wykorzystuje się go w obiektach, które wymagają lepszej wymiany powietrza, takich jak galerie handlowe, czy zakłady pracy.

Korzystając z tego rozwiązania, można ponadto filtrować powietrze, co znacząco redukuje ilość zanieczyszczeń i alergenów wewnątrz budynku. Co więcej, dzięki zastosowaniu rekuperacji, możliwe jest odzyskiwanie ciepła z usuwanego powietrza, co pomaga w obniżeniu kosztów ogrzewania.

Podsumowanie

Wentylacja grawitacyjna to prosty, ekologiczny i ekonomiczny system wymiany powietrza, który dobrze sprawdza się w budynkach mieszkalnych. Jest niemal niezawodna i tania w eksploatacji. Wymaga jedynie regularnego czyszczenia. Jej skuteczność zależy jednak od odpowiedniego zaprojektowania budynku i dobrych warunków klimatycznych. Dla obiektów usługowych, gdzie wymiana powietrza musi być efektywniejsza, lepszym rozwiązaniem może być wentylacja mechaniczna, która działa niezależnie od pogody na zewnątrz budynku.