Naturalna wentylacja: Popraw komfort wnętrza

Wentylacja naturalna to praktyka znana od wieków, udoskonalana na przestrzeni lat, aby sprostać wymaganiom współczesnego życia.

Korzystając z ciśnienia wiatru i siły wznoszącej ciepło, zapewnia ciągłą wymianę powietrza i promuje lepszą jakość życia w każdym pomieszczeniu Twojego domu.

Naturalna wentylacja opiera się na dwóch głównych siłach napędowych: ciśnienie wiatru i wypór termiczny. Te naturalne zjawiska sprzyjają napływowi świeżego powietrza i usuwaniu zużytego powietrza, zapewniając ciągłą i korzystną wymianę powietrza dla Ciebie.

• Ciśnienie wiatru: kiedy wiatr uderza w fasady budynku, tworzy różnice ciśnień, które zachęcają powietrze do przepływu do pomieszczeń o niższym ciśnieniu. To właśnie ta różnica ciśnień powoduje naturalną wentylację.
• Wypór termiczny: nagromadzone wewnątrz ciepło, szczególnie na wyższych poziomach, dąży do wzrostu i ucieczki przez górne otwory. Za sobą pociąga ruch powietrza, który ułatwia wymianę.

Oto 5 powodów, dla których warto dbać o dobrą naturalną wentylację w swojej przestrzeni mieszkalnej:

1. Poprawa jakości powietrza wewnętrznego : większość zanieczyszczeń w domu pochodzi z wnętrza¹. Odpowiednia wentylacja pomaga zmniejszyć poziom zanieczyszczeń, takich jak lotne związki organiczne (LZO), alergeny, dwutlenek węgla i inne szkodliwe substancje, które mogą gromadzić się w słabo wentylowanych pomieszczeniach.
2. Zapobieganie nadmiernej wilgotności: wilgotne budynki mogą sprzyjać rozwojowi pleśni i zwiększać ryzyko alergii². Naturalna wentylacja pomaga kontrolować wilgotność w domu i zapobiegać rozwojowi pleśni, chroniąc strukturę budynku oraz zdrowie oddechowe jego mieszkańców.
3. Zmniejszenie nieprzyjemnych zapachów: naturalna wentylacja usuwa stęchłe powietrze i zastępuje je świeżym powietrzem z zewnątrz, aby dom był świeży i wolny od utrzymujących się zapachów.
4. Poprawa komfortu termicznego: wentylacja może pomóc regulować temperaturę wewnątrz, wprowadzając chłodniejsze powietrze z zewnątrz w razie potrzeby, szczególnie w cieplejszych miesiącach. Dzięki temu poprawia komfort bez nadmiernego korzystania z klimatyzacji.
5. Oszczędności energii: dobra wentylacja może zmniejszyć potrzebę korzystania z klimatyzacji i ogrzewania poprzez pasywne strategie utrzymania komfortu termicznego. Pozwala to osiągnąć znaczne oszczędności energii .

Na koniec warto dodać, że dobrze wentylowane środowisko może mieć pozytywny wpływ na Twoje samopoczucie psychiczne, redukując uczucie zamknięcia i poprawiając ogólny nastrój³.

Oto 5 naturalnych strategii wentylacyjnych, które optymalizują przepływ powietrza w pomieszczeniach Twojego domu.

Cel: stworzenie przestrzeni mieszkalnych, które są łatwe do wentylacji, bez kompromisów w zakresie efektywności energetycznej oraz akustycznego i termicznego komfortu Twojego domu.

Jak zobaczysz, te różne metody można łączyć i dostosowywać w zależności od cech klimatycznych, położenia geograficznego oraz specyficznych wymagań budynku (konstrukcja, typologia i rozmieszczenie pomieszczeń).

Wentylacja krzyżowa polega na otwarciu przeciwległych stron budynku, aby umożliwić przepływ powietrza bezpośrednio przez pomieszczenia mieszkalne.

Ta prosta zasada wykorzystuje różnicę ciśnienia powietrza stworzoną przez wiatr oraz różnice termiczne.

Aby była skuteczna, projekt budynku musi promować wyraźną ścieżkę dla przepływu powietrza, unikając wewnętrznych przeszkód, które mogłyby utrudnić jego przejście.

Ta strategia jest szczególnie istotna w klimatach, gdzie bryza jest stała.

System wentylacji może być również wzmocniony przez użycie urządzeń architektonicznych takich jak przesłony przeciwsłoneczne, wewnętrzne systemy wspierające wentylację czy strategicznie rozmieszczone okna, które ułatwiają ruch powietrza przez pomieszczenia.

Sukces wentylacji krzyżowej w dużej mierze zależy od orientacji budynku względem panujących wiatrów oraz zdolności otworów okiennych do skutecznego przechwytywania i kierowania tych przepływów powietrza.

Wasze okna, okna dachowe oraz balonowe mogą być wyposażone w manualne lub automatyczne systemy otwierania i zamykania, aby dostosować wietrzenie do panujacych warunków pogodowych i konkretnych potrzeb wentylacyjnych.

Wentylacja jednostronna polega na wentylowaniu przez pojedynczą fasadę. Jest to strategia stosowana, gdy wentylacja krzyżowa nie jest możliwa, często ze względu na konfigurację budynku lub ograniczenia lokalizacyjne.

Ten system wentylacji obejmuje wprowadzanie i wydalanie powietrza przez otwory znajdujące się na pojedynczej fasadzie. Jest mniej skuteczny w generowaniu ruchu powietrza niż wentylacja krzyżowa.

Jednak istnieją 2 sposoby na poprawę wentylacji jednostronnej:

• Wykorzystaj pionowe różnice ciśnień (efekt kominowy): wykorzystanie naturalnej konwekcji termicznej sprzyja wznoszeniu się ciepłego powietrza i jego wydostawaniu się na zewnątrz, co powoduje zassanie świeżego powietrza z zewnątrz. Ta strategia może być szczególnie użyteczna w wysokich budynkach lub miejskich apartamentach, gdzie opcje wentylacji krzyżowej są ograniczone.
• Użyj strategicznie rozmieszczonych okien, aby zachęcić do ruchu powietrza wewnątrz. Włączenie urządzeń wspierających wentylację może zwiększyć turbulencję powietrza. Praktyczna technika w bardzo otwartych, dużych pomieszczeniach, na przykład.

Wentylacja efektem kominowym wykorzystuje różnicę temperatur między wnętrzem a zewnętrzną stroną budynku.

Lżejsze, ciepłe powietrze unosi się w kierunku górnych otworów (okien dachowych, świetlików), tworząc pionowy ruch powietrza, który sprzyja naturalnej wentylacji.

Dolne otwory, takie jak okna czy kratki na poziomie gruntu, pozwalają na wejście świeżego powietrza do budynku.

Górne otwory, takie jak okna dachowe, odgrywają kluczową rolę w efekcie kominowym, ponieważ ułatwiają ucieczkę nagromadzonego ciepłego powietrza u góry. W ten sposób zwiększają one przepływ powietrza w górę i poprawiają efektywność wentylacji.

Ta strategia jest szczególnie skuteczna w miejscach, gdzie występuje znaczący kontrast temperatur między dniem a nocą.

W takim przypadku otwieranie dolnych otworów w chłodniejszych godzinach (często w nocy) może wprowadzić świeże powietrze do środka, wstępnie ochłodzić budynki przez noc i zmniejszyć potrzebę korzystania z klimatyzacji w ciągu dnia.

Warto wiedzieć: efekt kominowy można wygenerować, trzymając okna dachowe zamknięte. Rzeczywiście, okna dachowe VELUX mają klapę wentylacyjną, która pozwala na ciągłą, bezstopniową wentylację pomieszczenia, jednocześnie chroniąc wnętrze przed warunkami atmosferycznymi.

Wentylacja wykorzystująca siłę wiatru polega na wykorzystaniu jego mocy do stworzenia przepływu powietrza przez budynek.

Jest bardzo skuteczna, gdy połączona jest z pomocą systemów wentylacyjnych lub przesłon, które zwiększają ciśnienie powietrza po jednej stronie budynku i zachęcają do przepływu powietrza przez wewnętrzne pomieszczenia.

Metoda ta zależy od kierunku i prędkości wiatru, a także od projektu i orientacji budynku.

Używana przez krótki okres z wysoką szybkością wentylacji, technika napędzana wiatrem skutecznie usuwa nieprzyjemne zapachy i wilgoć.

Atria, czyli centralne dziedzińce, to prawdziwe szyby świetlne i studnie wentylacyjne. Działają jako strefy buforowe między zewnętrzem a wnętrzem budynku lub mieszkania.

Gdy świeże powietrze dostaje się do atrium, jest wystawione na działanie światła słonecznego przenikającego przez przestrzeń. Powietrze się nagrzewa i wznosi w górę w procesie konwekcji.

To wznoszenie się ciepłego powietrza tworzy przeciąg, który pomaga w usuwaniu zastanego powietrza z otaczających pomieszczeń mieszkalnych.

Ta konfiguracja pozwala na naturalną wentylację i wprowadza do budynku obfitość światła dziennego.

Mimo że głównie kojarzona z mechanicznymi systemami wentylacyjnymi, wentylacja dwukierunkowa może być również pasywnie zastosowana w projektowaniu ekologicznych budynków.

Celem jest odzyskanie ciepła z powietrza wywiewanego w celu podgrzania nadchodzącego świeżego powietrza bez użycia systemów mechanicznych, poprzez wykorzystanie pasywnych wymienników ciepła i inteligentnego projektowania architektonicznego, aby ułatwić ten proces.

Narzędzie do wizualizacji energii i klimatu wewnętrznego opracowane przez VELUX pozwala na pomiar wskaźników wentylacji osiąganych przez napowietrzanie.

Eksperyment przeprowadzony w Berlinie, Niemcy, pokazuje wskaźniki wentylacji osiągnięte dzięki różnym konfiguracjom zestawu czterech okien.

Wskaźniki wentylacji osiągnięte dzięki napowietrzaniu wahały się od 1,5 ACH do 5,0 ACH*, co stanowi wartość do dziesięciu razy wyższą niż zwykły wskaźnik wentylacji tła wynoszący 0,5 ACH.

Najwyższe wskaźniki wentylacji osiągnięto przy połączeniu efektu kominowego (efekt komina) i wentylacji krzyżowej (5,0 do 6,5 ACH), następnie sam efekt kominowy (4,5 do 6,0 ACH), samą wentylację krzyżową (2,5 do 5,5 ACH) oraz jednostronną wentylację (1,5 do 2,5 ACH).

Te wskaźniki wentylacji oparte są na konkretnych powierzchniach otworów wentylacyjnych. Większe wartości ACH można osiągnąć przy większych powierzchniach otworów.

W Domu Powietrza i Światła zbudowanym przez VELUX w Essonne (91), latem 2012 roku zmierzono wartości do 20 ACH⁴.

Uwaga: jednostką miary wskaźnika wymiany powietrza na godzinę jest ACH (Air Changes per Hour). Jest to sposób mierzenia wydajności systemu filtracji powietrza w pomieszczeniach.

Termoregulacja, jakość powietrza w pomieszczeniach, dopływ światła: okna dachowe oferują wiele zalet, które sprzyjają naturalnej wentylacji w domu. Oto 5 najważniejszych:

Okna dachowe wykorzystują efekt kominowy, który pojawia się, gdy ciepłe powietrze wewnątrz budynku unosi się ze względu na swoją lekkość w porównaniu do chłodnego powietrza na zewnątrz.

Otwarcie okna dachowego pozwala temu ciepłemu powietrzu uciec i tworzy próżnię, która zasysa świeże powietrze przez niższe otwory, takie jak okna ścienne.

Ten naturalny efekt przeciągu sprzyja stałemu przepływowi powietrza, który poprawia wentylację wewnętrznej przestrzeni.

Gdy okna dachowe są używane w połączeniu z pionowymi, zwiększają efektywność wentylacji krzyżowej.

Świeże powietrze może wchodzić przez okna pionowe, przemieszczać się przez przestrzeń mieszkalną i uchodzić przez okna dachowe, tworząc przepływ powietrza, który chłodzi i odświeża powietrze w pomieszczeniach.

Okna dachowe pomagają usunąć nadmiar wilgoci oraz zanieczyszczenia wewnętrzne, takie jak dwutlenek węgla, lotne związki organiczne (LZO) i alergeny.

Regularne otwieranie okien dachowych, szczególnie po czynnościach generujących wilgoć (gotowanie, prysznic...), przyczynia się do utrzymania zdrowszego środowiska wewnętrznego.

Okna dachowe oferują większą elastyczność i bezpośrednią kontrolę nad wentylacją Twojego domu.

Możesz je otwierać i zamykać w zależności od potrzeb, aby dostosować przepływ powietrza, reagując na zmiany pogody i własne preferencje.

Ponadto, niektóre okna dachowe są wyposażone w czujniki deszczu i mogą automatycznie się zamykać w przypadku złej pogody.

Możesz również sterować nimi ze swojego smartfona, nawet gdy nie ma Cię w domu.

Przestrzenie pod dachem mogą szybko się przegrzewać, szczególnie gdy wraca dobra pogoda.

Jedno lub więcej zamontowanych okien dachowych pozwala gorącemu powietrzu uciekać i pomaga zmniejszyć przegrzewanie się poddasza. To dobre rozwiązanie, aby poprawić komfort termiczny  Twojego domu bez konieczności korzystania z klimatyzacji i oszczędzać na kosztach energii.

Oprócz poprawy cyrkulacji powietrza, okna dachowe zapewniają dodatkowy dopływ naturalnego światła dziennego, który wizualnie przekształca wnętrze i zmniejsza potrzebę stosowania sztucznego oświetlenia.

Porada eksperta: Włączając okna dachowe do projektu budynku, architekci i budowniczowie mogą znacząco poprawić jakość powietrza w pomieszczeniach, komfort użytkowników oraz efektywność energetyczną domu, jednocześnie wspierając zasady zrównoważonego budownictwa.

O sukcesie systemu wentylacji naturalnej decyduje przemyślany projekt dostosowany do klimatycznych i architektonicznych specyfik każdego przedsięwzięcia.

Oto 3 elementy, które warto wziąć pod uwagę podczas projektowania Twojego budynku:

Układ budynku odgrywa kluczową rolę w efektywności naturalnej wentylacji.

Mądrze dostosowując położenie budynku do panujących kierunków wiatru, maksymalizujesz możliwości naturalnej wymiany powietrza.

Wybór i rozmieszczenie okien są kluczowe. Okna umieszczone na odpowiedniej wysokości i orientacji mogą poprawić efekt przewiewności i sprzyjać optymalnej cyrkulacji powietrza.

Włączenie materiałów o dużej masie cieplnej do projektowania budynków pomaga w moderowaniu wahań temperatury wewnętrznej.

To podejście przyczynia się do bardziej stabilnego i komfortowego klimatu wewnętrznego oraz zwiększa efektywność naturalnej wentylacji.

Wszechstronność naturalnej wentylacji polega na jej zdolności do dostosowania się do wielu kontekstów klimatycznych i oferowania rozwiązań szytych na miarę dla każdego środowiska.

W klimatach umiarkowanych, naturalna wentylacja wykorzystuje dobowe i sezonowe zmiany, aby utrzymać komfort w pomieszczeniach.

Strategia wentylacji krzyżowej, wspomagana przez nocne przewietrzanie, okazuje się bardzo skuteczna, ponieważ wykorzystuje chłodniejsze temperatury nocne do chłodzenia przestrzeni mieszkalnych i zmniejszenia zależności od systemów klimatyzacji.

Wyzwania stawiane przez klimaty tropikalne, charakteryzujące się wysokim ciepłem i wilgotnością, wymagają innowacyjnych podejść do naturalnej wentylacji.

Wentylacja kominowa, która wykorzystuje różnice temperatur wewnątrz i na zewnątrz do stworzenia pionowego przepływu powietrza, jest skuteczną strategią.

Projekty architektoniczne promujące cień i ochronę przed warunkami atmosferycznymi również przyczyniają się do utrzymania komfortowych warunków życia.

W chłodnych rejonach głównym wyzwaniem jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji bez zwiększania strat ciepła.

Naturalne rozwiązania wentylacyjne w tych kontekstach obejmują wykorzystanie studni kanadyjskich lub systemów wentylacji kontrolowanej, które podgrzewają napływające powietrze poprzez odzysk ciepła.

Te techniki pozwalają na zachowanie równowagi między wymianą powietrza a zachowaniem energii termicznej.

Teoria stojąca za naturalną wentylacją ożywa dzięki konkretnym przykładom, które demonstrują jej zalety w różnych typach budynków.

Istnieje kilka rozwiązań optymalizujących kierowanie przepływami powietrza. Oto 3 główne z nich:

1. Materiały o dużej bezwładności cieplnej

Mają one zdolność do absorbowania, magazynowania i uwalniania ciepła przez długi czas.

Ta cecha pomaga minimalizować wahania temperatury w ciągu dnia oraz między dniem a nocą.

• Beton jest typowym przykładem materiału o dużej bezwładności cieplnej. Używany w podłogach, ścianach lub sufitach, może on absorbować ciepło w najgorętszych godzinach dnia i uwalniać je, gdy temperatura spada.
• Kamień naturalny może być używany w wewnętrznych konstrukcjach lub ścianach, aby pomóc stabilizować temperaturę wewnątrz pomieszczeń.
• Ściany z cegły również mają dobrą zdolność magazynowania ciepła, pomagając utrzymać przyjemny klimat wewnątrz pomieszczeń.
• Konstrukcje z ziemi, takie jak ściany z adobe lub ubitej ziemi, oferują doskonałą bezwładność cieplną i są szczególnie odpowiednie dla klimatów z dużymi różnicami temperatur między dniem a nocą.

2. Rozważ zagospodarowanie przestrzeni zewnętrznej

Zagospodarowanie przestrzeni zewnętrznej może wpływać na naturalną wentylację i komfort termiczny, modyfikując mikroklimaty wokół budynków lub kierując przepływy powietrza.

• Drzewa, żywopłoty i pnącza zapewniają cień i obniżają temperaturę powietrza wokół budynków. Roślinność może również działać jako osłona przed wiatrem, zmniejszając penetrację zimnych wiatrów zimą, jednocześnie umożliwiając cyrkulację orzeźwiających bryz w lecie.
• Pergole i żagle przeciwsłoneczne mogą być używane do tworzenia zacienionych obszarów, które redukują bezpośrednie nasłonecznienie fasad i dachów, jednocześnie pozwalając na swobodną cyrkulację świeżego powietrza wokół nich i przez nie.
• Zielone ściany i dachy: oprócz zapewniania izolacji i korzyści dla bioróżnorodności, zielone dachy i ściany mogą pomóc ochłodzić otaczające powietrze i poprawić komfort termiczny wewnątrz.
• Baseny wodne i fontanny pomagają obniżyć temperaturę powietrza w pobliżu poprzez parowanie.

3. Włącz naturalną wentylację już na etapie projektowania

Włączenie wentylacji już na etapie projektowania ma na celu poprawę komfortu mieszkańców domu przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia energii.

Pomaga to uniknąć pewnych problemów, które często występują w domach bez wentylacji: wilgoć, pleśń, nieprzyjemne zapachy…

Ludivine i Alexandre mieli problemy z wilgocią w łazience z powodu braku otworów. Ta wilgoć rozprzestrzeniła się na przyległą główną sypialnię i Ludivine zachorowała.

Odkryj, jak strategicznie rozmieszczone otwory rozwiązały problem wilgoci Ludivine i Alexandre'a oraz pomogły im odzyskać zdrowie.

Budynki komercyjne, ze względu na swoje duże powierzchnie i wysoką liczbę użytkowników, stawiają przed nami wyjątkowe wyzwania w zakresie wentylacji.

Jak możemy zapewnić optymalną jakość powietrza w pomieszczeniach przy jednoczesnym obniżeniu kosztów energii związanych z ogrzewaniem, klimatyzacją i wentylacją mechaniczną?

Edukacyjne placówki często mają ograniczoną przestrzeń przeznaczoną na jednego ucznia w klasach, co zwiększa ryzyko wysokich stężeń CO₂.

Rzeczywiście, zdrowe powietrze w pomieszczeniach, poza okresem epidemii zakaźnej, nie powinno przekraczać stężenia 800 ppm, według danych Wysokiej Rady Zdrowia Publicznego⁵.

Dobra jakość powietrza w pomieszczeniach jest niezbędna dla koncentracji i dobrego samopoczucia uczniów oraz personelu, jak pokazuje badanie Uniwersytetu w Salford⁶, które łączy dobrze zaprojektowane środowisko, jakość powietrza i wyniki w czytaniu, pisaniu i matematyce.

Krótko mówiąc, dobrze wentylowana i jasna sala sprzyja lepszym wynikom w nauce.

Dla skutecznej naturalnej wentylacji decydujące są proporcje powierzchni otwieranych okien względem liczby uczniów i powierzchni podłogi⁷.

Maksymalne wykorzystanie otwartych okiennych podczas przerw w celu zmniejszenia CO₂, a także instalacja żaluzji i kratek wentylacyjnych otwieranych podczas zajęć może poprawić jakość powietrza, minimalizując przeciągi w zimnych okresach.

Ponadto, wizualne wskaźniki CO₂ i automatycznie sterowana naturalna wentylacja, dostosowana do kalendarza szkolnego, optymalizują jakość powietrza^8,9.

Dla klimatów zimnych zalecana jest wentylacja hybrydowa, łącząca wentylację naturalną i mechaniczną, aby oszczędzać energię i zmniejszać przeciągi¹⁰.

Mimo wielu korzyści, wdrożenie naturalnej wentylacji może napotkać przeszkody, które należy pokonać odpowiednimi rozwiązaniami.

Oto 3 punkty, na które powinieneś zwrócić uwagę:

Jakość powietrza we wnętrzach może być niska z powodu zanieczyszczeń zewnętrznych, szczególnie w gęsto zaludnionych obszarach miejskich.

Dlatego tak ważne jest, aby już na etapie projektowania domu starannie przemyśleć rozmieszczenie otworów okiennych i drzwiowych, co jest idealnym rozwiązaniem.

Po wybudowaniu można używać filtrów powietrza i roślin doniczkowych zdolnych do oczyszczania powietrza, aby utrzymać optymalną jakość powietrza wewnątrz i cieszyć się zdrowiem.

Ważne jest również, aby zachować równowagę między naturalną wentylacją a efektywnością energetyczną, szczególnie w ekstremalnych klimatach.

Aby zoptymalizować regulację temperatury wewnątrz domu, możesz zastosować materiały zmieniające fazę (PCM) w swojej budowli. PCM to substancje, które absorbują lub uwalniają ciepło, gdy zmieniają stan skupienia (na przykład z ciała stałego w ciecz).

PCM mogą być włączone do ścian, podłóg i sufitów, a także znajdziesz je w systemach wentylacyjnych oraz w powłokach i farbach.

Inteligentne wykorzystanie bezwładności termicznej budynku może zmniejszyć szczyty temperatury i pomóc zminimalizować potrzebę ogrzewania i chłodzenia, zapewniając jednocześnie odpowiednią wymianę powietrza.

Ostatecznie, obawy związane z hałasem i bezpieczeństwem mogą zostać ograniczone dzięki naturalnej wentylacji.

Specyficzne zabiegi akustyczne i rozwiązania zabezpieczające dla okien mogą zapewnić komfort i spokój ducha mieszkańcom:

• Okna z wielopunktowym zamknięciem: te okna mogą być zamykane w wielu punktach wokół ramy, co poprawia odporność na włamania.
• Kratki bezpieczeństwa: montowane na zewnątrz okien lub otworów wentylacyjnych, te kratki zapobiegają nieautoryzowanemu dostępowi, jednocześnie umożliwiając wentylację i wpuszczanie światła dziennego.
• Rolety: te rolety mogą być opuszczane i zamykane na noc lub gdy dom jest pusty. Oferują dodatkowe zabezpieczenie, jednocześnie umożliwiając wentylację przez szczeliny lub specyficzne otwory.
• System wentylacyjny z zintegrowanym zabezpieczeniem: niektóre nowoczesne systemy wentylacyjne są wyposażone w funkcje bezpieczeństwa, które zapobiegają otwieraniu od zewnątrz lub zawierają alarmy w przypadku prób włamania.