Projekt rekuperacji: dlaczego warto rozplanować instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?

Aby nowy budynek spełnił wymagania, jakie stawiane są przed nowoczesnym budownictwem oraz aby spełnił wymagania dotyczące jego parametrów szczelności i zapotrzebowania na ciepło zawarte w najnowszych przepisach prawa budowlanego oraz w warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie oraz aby komfort jego użytkowania i przebywanie w nim było zdrowe dla mieszkańców, niezbędne jest wyposażenie go w instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, czyli rekuperacji.

Rekuperacja – co to jest i jak działa?

Co to jest rekuperator? Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła jest procesem polegającym na wymianie powietrza w budynku lub wybranych pomieszczeniach obiektu, obsługiwanych przez centralę wentylacyjną i system dystrybucji powietrza. Cały proces rekuperacji opiera się na usuwaniu zużytego powietrza z poszczególnych pomieszczeń, głównie z kuchni, łazienek, wc, spiżarni, pralni i innych pomieszczeń, w których powietrze może być zanieczyszczone nadmiarem wilgoci, nadmiarem dwutlenku węgla lub pomieszczeń, w których mogą powstawać nieprzyjemne zapachy. W miejsce usuwanego powietrza dostarczany jest strumień świeżego powietrza pobranego z zewnątrz i wstępnie oczyszczonego za pomocą filtrów klasy G4, M5 lub F7. Powietrze świeże dostarczane jest do pomieszczeń, w których zlokalizowane są anemostaty i kratki nawiewne. Są to zazwyczaj pomieszczenia czyste: pokoje dzienne, sypialnie i salon. Z tych pomieszczeń strumień powietrza przepływa do pomieszczeń, z których realizowane są wywiewy.

Istotą rekuperacji nie jest jedynie wymiana powietrza, jej najważniejszym atutem jest odzysk ciepła z powietrza usuwanego i przekazanie go do strumienia powietrza nawiewanego. Proces rekuperacji, czyli odzysku ciepła zachodzi w wymienniku ciepła w centrali wentylacyjnej, a gruntowy wymiennik ciepła umożliwia praktycznie odzysk nawet do 95% energii termicznej powietrza usuwanego i obniżenie strat ciepła w całym budynku o około 30%, co przekłada się na znaczne obniżenie kosztów ogrzewania.

Jakie korzyści daje zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?

Poprawnie zaprojektowana i wykonana wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła, poza dostarczaniem świeżego i przefiltrowanego powietrza, znacząco poprawia komfort przebywania w budynku. Dzięki zjawisku przepływu powietrza pomiędzy punktami nawiewnymi i wywiewnymi, możliwy jest równomierny rozkład temperatury w całym budynku oraz ciągłe uczucie świeżego powietrza w całym budynku. Rekuperacja usuwa także nadmiar wilgoci w budynku oraz zanieczyszczenia związane z nieprzyjemnymi zapachami, a ciągła wymiana powietrza w budynku zabezpiecza ściany i okna przed pojawieniem się niezdrowych wykwitów pleśni i grzybów.

Projekt instalacji rekuperacji

Aby instalacja wentylacji mechanicznej została poprawnie wykonana, spełniła wszystkie swoje założenia i umożliwiała sprawną wymianę powietrza w budynku oraz wysoki poziom odzysku ciepła, niezbędne jest wcześniejsze wykonanie projektu. Projekt wentylacji mechanicznej sporządzony dla konkretnego budynku zapewnia optymalny dobór instalacji wentylacyjnej, odpowiednio dobrane przewody wentylacyjne najlepiej wpasowujące się w charakterystykę budynku i jego przegród budowlanych z uwzględnieniem minimalnej przestrzeni technicznej niezbędnej do wykonania instalacji oraz wykonanie obliczeń hydraulicznych strat ciśnienia i wymaganej ilości powietrza wentylacyjnego potrzebnego do poprawnej wentylacji danego obiektu w oparciu o wytyczne inwestorskie oraz wytyczne branżowe zawarte w obecnych przepisach prawa budowlanego, polskich normach dotyczących instalacji wentylacyjnej oraz w „Warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie”.

Jak poprawnie wykonać projekt instalacji wentylacyjnej?

Poprawnie zaprojektowana instalacja wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła opiera się przede wszystkim na obliczeniach zapotrzebowania danego budynku na powietrze poprzez ustalenie wymaganych krotności wymian powietrza dla poszczególnych pomieszczeń, oraz ustaleniu ilości i lokalizacji anemostatów lub kratek nawiewnych i wyciągowych. Bardzo ważną kwestią, wykonując obliczenia projektowe, jest także oszacowanie strat ciśnienia występujących w poszczególnych fragmentach instalacji dystrybucji powietrza wentylacyjnego, co pozwala poprawnie dobrać moc wentylatorów i spręż dyspozycyjny, jakim musi dysponować centrala wentylacyjna, aby zapewnić prawidłowy przepływ i strumień objętościowy powietrza.

Aby poprawnie wykonać projekt rekuperacji, niezbędne jest także ustalenie z inwestorem lokalizacji rekuperatora, kratki czerpni oraz wyrzutni zlokalizowanej na ścianie lub na dachu budynku, ustalenie lokalizacji sterownika oraz poszczególnych punktów nawiewnych i wyciągowych.

Prawidłowo wykonany projekt systemu rekuperacji musi zawierać też wytyczne branżowe dotyczące wykonania dodatkowej instalacji kanalizacyjnej w postaci odpływu kondensatu z rekuperatora oraz wytyczne odnoszące się do instalacji elektrycznej, czyli zasilania dla centrali wentylacyjnej, peryferyjnych urządzeń, które mogą być zainstalowane na instalacji dystrybucji powietrza oraz instalacji sterującej centralą wentylacyjną.

Gotowy projekt rekuperacji opisuje również schemat pracy systemu i pozwala na lepsze przygotowanie budynku już na etapie projektu budowlanego, co przekłada się później na niższy koszt montażu instalacji wentylacji w domu lub obiekcie użyteczności publicznej. Instalacja wykonana zgodnie z projektem w każdych warunkach będzie działała skuteczne i pozwoli także na realne obniżenie kosztów ogrzewania obiektu.

Jak działa prawidłowo zaprojektowana instalacja wentylacji mechanicznej?

Poprawnie zaprojektowana wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła, czyli rekuperacja, zapewnia przede wszystkim stałą, niezależną od warunków zewnętrznych wymianę powietrza w budynku. Wymiana powietrza realizowana jest poprzez centralę wentylacyjną, która dzięki pracy wentylatora wywiewnego przy współpracy z systemem przewodów wywiewnych usuwa zużyte powietrze, a dzięki pracy wentylatora nawiewnego oraz instalacji nawiewnej dostarcza do budynku świeże powietrze zewnętrzne.

Powietrze dostarczane do budynku do powietrze zewnętrzne czerpane za pomocą czerpni. Strumień tego powietrza trafia na wymiennik ciepła znajdujący się w rekuperatorze i odbiera ciepło od przepływającego równolegle lecz w innym kierunku strumienia powietrza wywiewanego z budynku. Wymiennik ciepła jest skonstruowany w sposób zapobiegający mieszaniu się powietrza nawiewnego i wyciągowego, ale zapewnia nawet 95% odzysk ciepła z powietrza wywiewanego i przekazanie go świeżemu powietrzu nawiewnemu.

Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła zapewnia zminimalizowanie prawie w całości strat ciepła wynikających z potrzeby ogrzewania powietrza infiltrującego do budynku. W praktyce przekłada się to na znaczne oszczędności przy ogrzewaniu w budynkach, w których zastosowano rekuperację.

Dodatkowym atutem poprawnie zaprojektowanej instalacji jest stały dopływ świeżego i przefiltrowanego powietrza, ponieważ centrale rekuperacyjne standardowo wyposażone są w filtry klasy G4, M5, a często nawet F7, które oczyszczają strumień powietrza dostarczanego do domu.

Projekt wentylacji mechanicznej w praktyce

Jak praktycznie wygląda każdy poprawnie wykonany projekt wentylacji mechanicznej? Składa się z dwóch głównych części: z części opisowej i rysunkowej.

Część opisowa projektu wentylacji mechanicznej

W części opisowej projektu rekuperacji można odnaleźć krótką charakterystykę budynku, dla którego wykonane są obliczenia i sporządzony jest projekt oraz szereg informacji i wytycznych dotyczących zaproponowanego systemu rur oraz rozwiązań dotyczących doboru konkretnego typu instalacji wentylacyjnej dla danego obiektu. W części opisowej znajduje się również opis założeń oraz norm i przepisów, na podstawie których dokonano obliczeń strat ciśnienia w instalacji oraz obliczeń zapotrzebowania budynku na powietrze wentylacyjne. Część opisowa jest również rozbudowanym opisem zaprojektowanej centrali wentylacyjnej oraz wykorzystanych przewodów, kratek, nawiewników i kształtek, które powinny zostać wykorzystane do wykonania instalacji na podstawie danego projektu. Część opisowa to także zbiór wytycznych branżowych odnoszących się do instalacji kanalizacji, elektrycznej oraz konstrukcji budynku, zawierając informacje niezbędne do poprawnego wykonania odpływu kondensatu oraz instalacji zasilająco sterującej pracą systemu, a także informacje dotyczące przebić i otworów niezbędnych do wykonania w ścianach i stropach domu.

Część rysunkowa w projekcie rekuperacji

Część rysunkowa projektu instalacji wentylacyjnej powstaje w oparciu o rzuty i przekroje architektoniczne obiektu oraz projekt konstrukcji domu lub obiektu użyteczności publicznej. Część rysunkowa stanowi dopełnienie całości projektu i koncepcji opisanej przez projektanta w części opisowej. Rysunki instalacji przedstawiają zalecaną, najlepszą pod względem zminimalizowania oporów przepływu trasę rozprowadzenia przewodów i kształtek wentylacji mechanicznej, lokalizację rekuperatora, lokalizację punktów nawiewnych i wyciągowych w danym pomieszczeniu, lokalizację czerpni i wyrzutni. Rysunki przedstawiają także zalecaną lokalizację sterownika rekuperatora oraz przedstawiają opis poszczególnych części instalacji wentylacyjnej, określając jej średnicę, przekroje oraz odległości konkretnych punktów od elementów konstrukcji budynku.

Dlaczego warto zainwestować w projekt rekuperacji?

Instalacja wentylacji mechanicznej jest jedną z wielu instalacji obok tej elektrycznej, wodno-kanalizacyjnej, instalacji grzewczej, fotowoltaicznej lub solarnej stosowanej w nowym i modernizowanym budownictwie. Każda z tych instalacji musi być przemyślana i zaprojektowana zgodnie z przepisami prawa budowlanego oraz zgodnie ze sztuką budowlaną. Dlatego aby uniknąć szeregu przykrych konsekwencji mogących pojawić się zarówno na etapie budowy jak i użytkowania budynku nie powinno się rezygnować z wykonania projektu i międzybranżowych poszczególnych instalacji. To dotyczy również instalacji wentylacji mechanicznej.

Najczęstsze błędy wynikające z braku projektu

Próba wykonania instalacji wentylacji mechanicznej bez uprzednio sporządzonego projektu i bez koordynacji tej instalacji z innymi branżami instalacyjnymi może doprowadzić do problemów już na etapie montażu instalacji. Nieprzemyślane prowadzenie instalacji wentylacyjnej może skutkować kolizjami z instalacją wodną, kanalizacyjną oraz z instalacją grzewczą i instalacją odkurzacza centralnego. Takie kolizje są dużą przeszkodą w poprawnym montażu kolidujących ze sobą systemów, tym bardziej, że przewody tych instalacji prowadzi się w warstwach ocieplenia podłogi pod wylewką, a brak projektu skutkujący brakiem odpowiedniego przygotowania budynku i odpowiednich przestrzeni instalacyjnych bardzo utrudnia, a czasami uniemożliwia prowadzenie prac instalatorskich.

Częstym błędem wynikającym z braku projektu jest brak zachowania minimalnych i maksymalnych długości oraz doboru odpowiednich średnic przewodów wentylacyjnych. Taka sytuacja będzie skutkowała zbyt dużym wzrostem strat ciśnienia w zbyt długiej instalacji oraz zwiększonym hałasem wydobywającym się z kratki wentylacyjnej w przypadku zbyt krótkiej instalacji. Niepoprawny dobór średnic i rodzaju przewodów wentylacyjnych może również skutkować zwiększonymi stratami ciśnienia i hałasem wynikającym z turbulentnego przepływu powietrza w takich przewodach. Takie błędy prowadzą do szybszego zużycia łożysk wentylatorów w rekuperatorze oraz do zwiększonego poboru energii elektrycznej, co wynika z dodatkowych oporów na instalacji oraz częstego w przypadku braku projektu złego doboru odpowiedniej centrali wentylacyjnej.

Rezygnując z projektu, inwestor nie będzie miał również możliwości dokonania prawidłowej regulacji centrali wentylacyjnej i ustalenia wymaganych przepływów powietrza w poszczególnych anemostatach. Brak projektu powoduje, że pomiary pracy systemu stają się nieprecyzyjne, a ilość i jakość powietrza wentylacyjnego odbiega w znaczący sposób od norm.

Wykonanie instalacji bez projektu może okazać się w gruncie rzeczy bardziej kosztowne niż wykonanie jej z fachowo wykonanym i przemyślanym projektem.