prawdy i mity

Zwracam uwagę, że aby zapewnić komfort cieplny, to wszystkie wymienione elementy mikroklimatu nie mogą być dowolne, lecz ściśle określone (patrz: Mikroklimat i komfort cieplny). Piszę o tym szeroko w rozdziale 2.1. swojej książki. Każdy, kto ją nabył, po przeczytaniu pierwszej części, obowiązkowo powinien zapoznać się z tym rozdziałem. Jakie mają być te elementy, by zapewnić komfort cieplny? Otóż, nie są one jednakowe i stałe, a zależne od aktywności człowieka i jego ubioru.

Jeśli człowiek ma być skąpo ubrany lub nagi, to temperatura powietrza powinna wynosić 24-25 ^oC, zaś wilgotność względna powietrza 50-60% - gdy powietrze jest w bezruchu. Jeśli jednak, powietrze będzie przepływać, to temperatura powietrza musi wzrosnąć, zaś wilgotność się obniżyć (kryterium Rydberga - strona 271). Człowiek średnio ubrany wymaga temperatury 19-21 ^oC i wilgotności powietrza 45-55%. Dlatego, w łazienkach, rozbieralniach i natryskach te pierwsze, zaś w pokojach te drugie parametry, muszą być spełnione. Nieco inaczej jest w sypialni, bo wilgotność powinna wynosić 45-55%, ale temperatura 18 ^oC, co wynika z faktu, iż przy czasami występującej tam wysokiej aktywności mieszkańców, ilość wydzielanej przez nich energii w tej temperaturze, prowadzi do poprawnej wymiany ciepła i wilgoci z otoczeniem i czują się komfortowo. Jeśli jednak nie ma takiej aktywności, to badania wykazały, że temperatura podczas snu powinna wynosić właśnie 17-18 ^oC. Zatem, czy jest aktywność, czy tylko sen, musimy te warunki zapewnić. W pomieszczeniach dzieci jest inaczej, bo dla nich temperatura w czasie snu powinna wynosić 19-20 ^oC. Jeśli się w mieszkaniu przebywa w ciężkim ubraniu lub pracuje intensywnie, temperatura powietrza musi być niższa ale dopasowana do ubioru i wydatku energetycznego (strony 266-268).

Wilgotność powietrza ma mniejsze znaczenie dla komfortu cieplnego i może być w szerokim zakresie, bo od 30% do 70% - choć człowiek najlepiej się czuje w zakresie 45-55%. Tu łatwo przekroczyć granicę duszności (strona 272).

Prędkość powietrza odgrywa największą rolę w zapewnieniu komfortu cieplnego. Ogólnie, im wyższa, tym wyższa musi być temperatura powietrza. Badania wykazały, że nie powinna być większa niż 0,2 m/s dla człowieka nagiego, zaś dla ubranego - zależnie od ciężkości ubioru i intensywności wysiłku, np. przy odpoczynku nie więcej niż 0,5 m/s przy temperaturze 25 ^oC, ale przy 20 ^oC prędkość ma być nie większa niż 0,25 m/s. Należy zapamiętać, że przy 20 ^oC prędkość powietrza ma wynosić pomiędzy 0,20 a 0,25 m/s.

To wszystko zimą, zaś latem jest odwrotnie. Niższą temperaturę odczuwaną przez człowieka przy poruszaniu się powietrza wykorzystujemy podczas upałów - włączając wentylatorki. Mimo, iż nawiewamy tą samą temperaturę np. 30 ^oC, to przy odpowiedniej prędkości możemy odczuwać to powietrze jakby miało np. 22 ^oC czy mniej i będzie nam komfortowo. Jednak tu łatwo wpaść w pułapkę - czyli przeciąg. 

Przeciąg, to takie obniżenie temperatury i takie zwiększenie prędkości powietrza, przy których ciało człowieka oddaje pary wodnej więcej niż dopływa wilgoci z wnętrza ciała. Jak wiemy z rozdziału 2.3.4. im większa prędkość powietrza i im wyższa jego temperatura, tym większe są jego zdolności do asymilacji pary wodnej. Z tego też rozdziału wiemy, że podczas parowania pobierane jest ciepło parowania - czyli zachodzi ostudzanie ciała do tego stopnia, że zostaje zakłócona gospodarka energetyczna w organizmie. Jeśli przy tym człowiek się porusza, np. skacze czy biegnie, to jeszcze się nie przeziębi, bo z wnętrza organizmu dopływa znaczna dość ciepła. Jeśli siedzi w bezruchu, biada, bo się przeziębi - nawet w czasie największych upałów. Doświadczają tego osoby nie mające pojęcia o fizyce budowli i podczas upałów „ostro” nastawiające klimatyzację - obniżając temperaturę i zwiększając prędkość nawiewu. W efekcie tak szybkiego odparowania z powierzchni ciała, organizm zachowuje się jakbyśmy „na golasa” wyszli na mróz. Oczywiście, przy dużej temperaturze powietrza organizm zniesie bez trudu prędkość np. 1 m/s ale przy np. 18 ^oC już 0,2 m/s będzie odczuwane jako przeciąg.

Temperatura otaczających powierzchni najlepiej jeśli jest taka sama jak powietrza. Nie jest to łatwe do uzyskania, bo stale zachodzi wymiana ciepła - jak nie na zewnątrz zimą, to do wnętrza w upały. Im większa jest różnica temperatur pomiędzy powietrzem a powierzchniami otaczającymi, tym gorzej to znosi człowiek, ponieważ jego ciało bierze udział w wymianie ciepła przez promieniowanie (zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna - strona 316). Promieniujące ciało człowieka chłodzi je i jest nam przyjemnie, gdy wokół są chłodne przegrody. O ile latem chcemy się ochłodzić, to się rozbieramy, ale zimą chcąc uchronić się przed wychłodzeniem, się ubieramy. W pomieszczeniach jednak nie chcemy być „naubierani”, więc chodzimy lekko ubrani, ale do tego temperatura powierzchni musi być jak najbardziej zbliżona do temperatury powietrza.

Jakże bezmyślnie są w ostatnich latach preferowane przez architektów ogromne przeszklenia! To wynik braku wiedzy o fizyce budowli. Spotykamy przeszklenia od podłogi do sufitu. Ba, okna narożne „w modzie”. Tydzień temu badałem zasadność reklamacji inwestorów, którzy kupili w Warszawie mieszkania w apartamentowcu. A tam, jak moda nakazuje: w salonie cała ściana przeszklona od podłogi do sufitu, w kuchni połowa ściany styka się z jadalnią a obie ściany to naroże przeszklone przechodzące w wyjście na taras - także całe ze szkła. Stwierdziłem, że budynek został zaprojektowany zgodnie z normami i wytycznymi, ale nie zgodnie z prawami fizyki budowli. Reklamacja została odrzucona i mieszkańcy zimą zasłaniają te przeszklenia czym się tylko da, a meble w salonie i jadalni odsunęli prawie na korytarz. Nie chcę podawać nazwy pracowni, ale projektanci nie zauważyli że ten budynek nie stoi na południu Hiszpanii. Czy kiedyś sięgną po moją książkę? Mam nadzieję. Otóż, pół biedy, jeśli blisko takich przeszkleń się nie przebywa. Jednakże w odległości do 3 m niestety odczuwa się chłód, ponieważ człowiek silnie wymienia ciepło przez promieniowanie do tych przeszkleń. Jeśli jednak będzie się ruszać, to może się zbliżyć nawet do 50 cm i nie odczuje zimna. Z tego widać, że autorzy tego projektu zapomnieli w opisie technicznym zaznaczyć, że telewizję należy oglądać siedząc na rowerach i pedałując albo biegać w miejscu. Za stołem w jadalni też się powinno stać i podskakiwać a nie siedzieć. Kuriozalne, że ten budynek został zgłoszony do konkursu architektów na najlepiej zaprojektowany budynek. Budynek widziany zoddali, przyznaję, wygląda zgrabnie - co by to nie znaczyło.

Hałas a ściślej jego natężenie - ma mieścić się w zakresie dopuszczalnym, zaś wibracje są niedopuszczalne.

Ilość tlenu w powietrzu ma kapitalne znaczenie. Najlepiej by było go tyle, co na zewnątrz - czyli 20,94 % wówczas mamy pełen komfort. O ile z powietrzem nawiewanym czerpanym z zewnątrz nie ma większej trudności, by tak było, to z powietrzem mieszanym z zużytym, może być gorzej. Z tego względu, jeśli się stosuje rekuperację, to należy stosować wymienniki przeponowe, gdyż rekuperatory rotacyjne niestety nie zapewniają szczelności w 100%. Tyle, że rotacyjne zajmują mniej miejsca i są tańsze, co chwalą sobie inwestorzy ... niewtajemniczeni. Są też rozwiązania częściowo mieszające strumień powietrza usuwanego z nawiewanym, ale nie wolno dopuszczać, by świeżego było mniej niż 10% względem nawiewanego.

Ilość aerosoli, to najtrudniejszy parametr, bo praktycznie ich nie widać gołym okiem. Któż ujrzy mikropył, bakterie czy wirusy albo ich kolonie zgromadzone wokół cząstek pary wodnej lub pyłków? Dla utrzymania komfortu, powietrze powinno być od nich wolne, a przynajmniej zawierające nie więcej niż na zewnątrz. Dlatego, warto budować sobie dom poza miastem, daleko od szosy czy polnej drogi z dużym ruchem.

W przypadku wentylacji mechanicznej łatwo wyhodować własne bakterie i je nawiewać do poszczególnych pomieszczeń. Spotykam często i gęsto sytuacje, że inwestor chce mieć w domu otwierane okna, mimo iż pragnie mieć wentylację mechaniczną. Zakazuję otwieranych okien, a inwestor i tak montuje otwierane - przy zachwycie firmy sprzedającej okna. Ba, ludzie tych firm szepczą na ucho „Zembrowski przesadza - montujemy wszędzie okna otwierane i wszyscy są zadowoleni, a mają rekuperację". Inwestor, jeśli jest podatny na propagandę (współcześnie - efekt ogłupiających mediów), to bagatelizuje moje przestrogi. Cieszy się sprzedawca, bo okna otwierane są niemal 2 razy droższe od stałych, cieszy się inwestor, bo planuje latem wentylację wyłączać, a otwierać lub uchylać okna by zaczerpnąć świeżego powietrza, słuchać śpiewu ptaków, a nie wydawać na pracujące wentylatory non-stop przez cały rok. 

I tak oto się siebie oszukuje, ale przyrody jeszcze nikomu nie udało się oszukać. Otóż, jeśli przewodami nawiewa się powietrze zawierające nawet śladowe ilości aerosoli i w pewnej chwili się wyłączy wentylatory lub zabraknie energii elektrycznej, powietrze w kanałach jest w bezruchu. Natychmiast na nienasiąkliwych ściankach (PCV, PE lub stali) zaczyna się życie biologiczne (rozdział 2.6.1.) -bakterie oraz zarodniki grzybów jak za dotknięciem różdżki, najpierw rosną, a potem się namnażają. Jeśli przerwa jest kilkuminutowa, pół biedy - oby nie za często. Jeśli przerwa jest liczona w godzinach lub dniach, biada. Potem, kiedy uruchomimy wentylację, niczego złego nie czujemy - działa jak działała, ale teraz nawiewamy bakterie i zarodniki grzybów. Te niestety są chorobotwórcze, a niektóre rakotwórcze.

Jasne, że nie od razu zachorujemy. One też potrzebują czasu, by w organizmie człowieka się zalęgnąć, rozwinąć i zadziałać. Kiedy zaczynamy chorować, nie składajmy na przeziębienie czy zarażenie się od kogoś albo skłonności genetyczne, czy działanie losu. To nasze bezmyślne działanie jest przyczyną - zawsze! Zarówno w domu czy mieszkaniu, jak i na zewnątrz. Działanie głupiego człowieka jest przyczyną. Ktoś powiedział, że człowiek jest mądrzejszy od zwierząt. To nie jest prawda. Człowiek może być mądrzejszy, ale nie jest. Najlepszy dowód, co jeden człowiek dla zdobycia pieniędzy wytwarza, a co drugi człowiek bezkrytycznie kupuje? Co się zjada, co pije, i co trzyma przy uchu gadając godzinami? Tak więc: planujesz wentylację mechaniczną czy klimatyzację? Zapomnij o jej wyłączaniu i otwieraniu okien. Jeśli jednak to zrobisz, to po każdym unieruchomieniu wentylatorów, czyść biologicznie przewody wentylacyjne - łącznie z anemostatami, grzałkami i komorami rekuperatora i za każdym razem wymieniaj wszystkie filtry na nowe, mimo iż wyglądają na czyste. Nie słuchaj portali i sprzedawców oraz monterów, że raz na rok czy dwa należy czyścić instalacje. Owszem, ale gdy wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja pracuje non-stop przez cały rok.

Ostatnia ważna rzecz: Jeśli choć jeden z opisanych warunków nie będzie spełniony, nie zapewnimy komfortu cieplnego! Wniosek?

Wszystkie wymagania muszą być spełnione jednocześnie! 

Pamiętajmy, że wymagania te muszą być spełnione wyłącznie w strefie przebywania człowieka - czyli do wysokości 2,5 m (dla koszykarzy 3,0 m). Pozostała strefa jest generalnie bez znaczenia.

Są też ochoczo stosowane antresole. To też plaga i też efekt niewiedzy o fizyce budowli. Otóż, w antresoli strefa człowieka jest na dole, a drogą konwekcji ciepłe powietrze gromadzi się na górze - razem z aerosolami. Kiedy widzę w projekcie antresolę a na górze galerię z kanapami jako miejsce „do wypoczynku”, to wiem że architekt wymaga pilnej edukacji. Jest paradoksalne, że architekci skupiając się na architekturze i funkcjonalności swoich dzieł, często ignorują prawa fizyki budowli - jakby ich nie było!

Skoro już wiemy po co jest potrzebny komfort cieplny, możemy o zasadach poprawnej wentylacji. Zimą, w większości przypadków (choć nie zawsze) zakłada się, że temperaturę w pomieszczeniach zapewniamy elementami grzejnymi, zaś ilość tlenu w powietrzu poprzez wentylację. Projektant wentylacji, od tego musi zacząć projektowanie. Jest to ważne założenie, bo wpływa na rozwiązania wentylacyjne - niezależnie czy wentylacja grawitacyjna czy mechaniczna. 

Z tego założenia wynika, iż do pomieszczeń musi być nawiewane powietrze o temperaturze zgodnej z wymaganiami komfortu cieplnego - czyli do pokoi 20 ^oC, zaś do łazienek 24 ^oC. Zatem, poprawnie zaprojektowana instalacja wentylacji powinna do danego pomieszczenia nawiewać obliczoną ilość powietrza świeżego w m³/h i tyleż wyciągać zużytego.Zatem, do każdego pomieszczenia należy zastosować nawiew i wywiew, by ilość powietrza się zbilansowała. Czy nawiewać jednym otworem czy większą ilością, czy wyciągać jednym otworem czy większą ilością, to łatwo policzyć dzieląc wymagany strumień przez pole przekroju poprzecznego pomieszczenia. Wynik ma być mniejszy niż 0,2 m/s. Czasami więc będzie to jeden nawiew a czasami kilka. Podobnie wywiew. Zasadą powinno być, że w całej strefie przebywania człowieka powinna być taka sama temperatura i taka sama prędkość powietrza (rys. 1 i 2). Nie dopuszczalne są strefy „martwe” (rys. 3 i 4).

Jak widać, do łazienki musimy nawiewać powietrze o temperaturze 24 ^oC - w przeciwnym razie „żegnaj komforcie cieplnym”. Tu odpowiem na pytanie, które każdy zapewne zada: czy w obecnie stosowanych instalacjach wentylacji mechanicznej jest spełniany komfort cieplny? Odpowiadam: W większości przypadków, niestety nie jest. Tam gdzie przed nawiewem do łazienek nie stawia się nagrzewnicy powietrza, tam się nawiewa powietrze chłodzące łazienkę. Chłodny strumień powietrza na nagiego człowieka, to kpina z komfortu cieplnego! Ma być nawiewane o temperaturze 24 ^oC - jeśli straty ciepła pokrywają grzejniki lub o odpowiednio wyższej temperaturze - jeśli wentylacja ma częściowo pokrywać straty ciepła. W każdym innym rozwiązaniu mamy do czynienia nie z wentylacją czy klimatyzacją a „dmuchaniem powietrzem”.

Muszę podkreślić, że dotychczasowe WT dopuszczają nawiew powietrza do pokoi, a wywiew przez łazienki, wc i kuchnię. Jest to niestety kardynalny błąd, który popełnił kiedyś (jeszcze za czasów PRL) jakiś urzędnik nie mający zielonego pojęcia o komforcie cieplnym i ... tak zostało do dzisiaj. Z tego masowo korzystają różnej maści przyuczeni "fachowcy" oraz firmy sprzedające. Proszę spojrzeć na rysunek 3 i 4 - to „typowe” bezmyślne rozwiązania jakimi obecnie faszeruje się domy i mieszkania inwestorów - nazywając "to coś" wentylacją mechaniczną. Tu nie tylko strefa martwa obejmuje większość kubatury pomieszczenia, ale do pomieszczenia nawiewa się zbyt chłodne i w dodatku już „zużyte” powietrze, w którym nie ma wymaganej ilości tlenu. Mam nadzieję, że WT będą wkrótce zmienione na wymagania zgodne z fizyką budowli i wreszcie inwestorzy zasadnie będą wydawać pieniądze na zapewnienie komfortu cieplnego w swoich mieszkaniach i domach, a nie na pseudo wentylacje.

W przypadku antresol jest jeszcze trudniej zapewnić mikroklimat w strefie przebywania człowieka - czyli w dolnej strefie antresoli. O ile temperaturę można zapewnić odpowiednią mocą podłogi grzejnej lub lokalizacją grzejników, to z ruchem powietrza i ilością w nim tlenu, jest trudniej. Nawiew powinien być zorganizowany w dolnej strefie ścian ale z prędkością znacznie mniejszą niż 0,2 m/s, zaś wywiew górą, co wyklucza pojedynczy nawiew do antresoli.

W pseudo wentylacjach, gdzie nawiewa się do pokoi, a wyciąga w kuchni, łazience czy garderobie, jest jeszcze jeden błąd. Otóż (zgodnie z WT), wymaga się by w drzwiach tych pomieszczeń były otwory w dolnej części drzwi albo tamże szczelina. Proszę podzielić wielkość strumienia powietrza przez łączną powierzchnię tych otworów lub szczeliny, to otrzymamy prędkość powietrza w tej strefie drzwi wynoszącą 4-5 m/s - czyli 40-50 razy za dużą od dopuszczalnej chroniącej przed roznoszeniem aerosoli po mieszkaniu! W wielu rozwiązaniach (szumnie nazywanych projektami), widuję zapis, że niektóre drzwi mają być szczelne! Proszę pokazać drzwi wewnętrzne szczelne. Nie ma takich, bo pod każdymi wewnętrznymi jest szczelina przy podłodze. W niej prędkość powietrza może dochodzić do 30 m/s! Taki strumień pod skrzydłem drzwi, gdy są zamknięte, wywoła tak mocne zawirowania powietrza tuż przy podłodze, że przeniesione z niej będą wszystkie zarazki i pyły na całą kubaturę pomieszczenia. Jakże komicznie brzmią oczekiwania niektórych inwestorów, że mimo iż kosztowo nie ma uzasadnienia, zastosują u siebie rekuperację, bo chcą mieć czyste i zdrowe powietrze.

Jeszcze komiczniej brzmią głosy, że dzięki filtrom będą mieć czyste powietrze i się oddzielą od smogu. Czyste powietrze, jest wtedy, gdy go czerpiemy - od tej chwili już się zanieczyszcza w kanałach czerpni, na filtrach, w rekuperatorze (szczególnie obrotowym), na łopatkach wentylatora, na kanałach doprowadzających i urządzeniach po drodze - aż na krawędziach anemostatów skończywszy. Czyste powietrze jest tylko w pierwszej minucie od uruchomienia wentylatorów - jeśli monterzy umyli kanały i urządzenia po ich zamontowaniu.

A co z wentylacją grawitacyjną? Należy tak zaprojektować kanały wywiewne, aby w nich uzyskiwane ciśnienie czynne było zawsze większe od zera. To wymaga obliczeń (rozdział 2.10.2.). W przypadku domów typu „bungalow” oraz każdych innych na najwyższej kondygnacji należy zastosować wentylację hybrydową i odpowiednią przepustowość nawietrzaków w oknach i drzwiach. Czyste powietrze (takie jak na zewnątrz) będzie zawsze wpływać do pomieszczeń - jeśli tylko nie zabraknie energii elektrycznej do ich napędu. Czy zamiast tego ma sens stosowanie „wspomagaczy” na wylotach kanałów wentylacyjnych? Sens ma, ale dla ich sprzedawców, bo mają obrót - dla użytkownika domu, to bezsens!