Oszczędzaj nieodnawialne źródła energii - inwestuj w pierwsze paliwo - część 5, wentylacja

Tekst: Ludomir Duda, Wiesław Rudolf

W poprzednich odcinkach zajmowaliśmy się uzyskiwaniem PIERWSZEGO PALIWA (czytaj: oszczędzaniem energii niezbędnej do ogrzewania domu) przez zmniejszenie strat ciepła, dzięki zastosowaniu racjonalnych izolacyjności obudowy budynku (podłogi na gruncie, ścian zewnętrznych, dachu i okien). Teraz zajmiemy się wentylacją.

Dobre ocieplenie oraz właściwa wentylacja wpływają dodatnio na bilans energetyczny domu, czyli przynoszą wymierne korzyści
Dobre ocieplenie oraz właściwa wentylacja wpływają dodatnio na bilans energetyczny domu, czyli przynoszą wymierne korzyści
Fot. Shutterstock
W budynkach zbudowanych zgodnie z bardzo nieefektywnym energetycznie i ekonomicznie standardem (określanym pokrętnie jako racjonalny przez rozporządzenie o warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki), straty ciepła w wyniku przenikania przez zewnętrzne przegrody budynku stanowią ponad 66% całkowitych strat energii.

Po zainwestowaniu w PIERWSZEGO PALIWA, czyli w dodatkowe ocieplenie przegród zewnętrznych budynku i lepsze okna, całkowite straty zmniejszą się ponad dwukrotnie! Udział w nich strat przez przenikanie zmaleje do 49%, a pozostałe 51% traconej energii to ciepło potrzebne na ogrzania powietrza wentylacyjnego, którego wymiana jest niezbędna dla życia i komfortu mieszkańców, ale też dla trwałości budynku.

Widać więc, że wentylacja to bardzo istotny element bilansu energetycznego domu. Na jej wagę i znaczenie wskazuje też fakt, że z sześciu obszarów uregulowań dotyczących budynków, wymaganych przez Unię Europejską, aż cztery związane są z wentylacją (bezpieczeństwo pożarowe, higiena i zdrowie, ochrona przed hałasem i drganiami oraz oszczędność energii i izolacyjność cieplna).

Stała wymiana powietrza w domu

Wentylacja jest nam niezbędna, dlatego zarówno jej ograniczanie ze względu na koszty ogrzewania, jak i jej nieskuteczność spowodowana czynnikami technicznymi i atmosferycznymi, musi odbić się na tym, co dla każdego człowieka najcenniejsze, czyli na zdrowiu.

Warunki techniczne dopuszczają stosowanie w domach jednorodzinnych wentylacji naturalnej, zwanej też grawitacyjną lub wyporową. Jej mechanizm polega na wykorzystaniu różnicy gęstości powietrza ciepłego i zimnego, dzięki której powstaje ciąg w kanałach wywiewnych. Ponieważ różnice temperatur powietrza zewnętrznego i wewnętrznego dynamicznie się zmieniają, to taką samą zmiennością charakteryzuje się skuteczność wentylacji grawitacyjnej. W praktyce oznacza to brak wentylacji w miesiącach ciepłych i nadmierne wychładzanie oraz duże straty ciepła z powodu zbyt dużego ciągu w przewodach wentylacyjnych przy niskich temperaturach.





Gdy dodamy do tego inne czynniki wpływające na skuteczność takiej wentylacji, to okaże się, że prawidłowo nie działa ona w zasadzie nigdy. Nieskuteczne działanie nie jest jedyną wadą wentylacji grawitacyjnej, choć dla wielu może to być argument rozstrzygający. Ma ona jeszcze inne ułomności, wśród których najważniejsze to brak możliwości skutecznej ochrony przed hałasem zewnętrznym i pyleniem roślin, wysoki koszt murowanych kanałów i kominów wentylacyjnych (szczególnie ich części wystających ponad dach), a przede wszystkim brak efektywnych sposobów ograniczenia zużycia energii do ogrzewania domu.

Ile energii na wentylację

próbujmy zatem określić, jaka część energii niezbędnej do ogrzewania domu jest potrzebna do zapewnienia właściwej temperatury powietrza w jego wnętrzach.

Zgodnie z przepisami, jeśli w domu są: kuchnia gazowa (70 m3/h), dwie łazienki (2 × 50 m3/h), jedna oddzielna toaleta (30 m3/h) i garderoba (15 m3/h), to łącznie co godzinę powinniśmy w nim wymienić 215 m3 powietrza, czyli 0,06 m3/s.

Ilość energii potrzebnej do ogrzania takiej ilości świeżego powietrza dla przeciętnych temperatur w średnim sezonie grzewczym wyniesie: 1200 [J/(m3K)] × 90 kKh × 0,06 [m3/s] = 6450 kWh ; (we wzorze tym: 1200 [J/(m3K)] to pojemność cieplna powietrza, a 90 kKh - różnica temperatur w Kelwinach pomnożona przez liczbę godzin sezonu grzewczego).

W istocie, na skutek zwiększenia strumienia powietrza wentylacyjnego przy niskich temperaturach, zimą zużycie ciepła będzie o około 20% większe, czyli 7740 kWh . Przy cenie energii cieplnej z gazu ziemnego w wysokości 0,20 zł/kWh, koszt ogrzania wymienianego powietrza wyniesie: 7740 × 0,20 = 1548 zł .

Jak zatem widać, gdyby udało nam się skutecznie ograniczyć koszty wentylacji (oczywiście bez obniżania jakości powietrza w naszym domu), to mogłaby być ona także poważnym źródłem PIERWSZEGO PALIWA.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła

Jedynym naprawdę skutecznym sposobem wymiany powietrza w domu jest wentylacja nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła, czyli z rekuperacją. W odróżnieniu od wentylacji grawitacyjnej, której niskiej efektywności towarzyszy wiele innych wad, wentylacja mechaniczna ma dodatkowe zalety. Jedną z nich jest ochrona przed zewnętrznym zapyleniem, co oznacza chociażby radykalne zmniejszenie zapotrzebowania na odkurzanie pomieszczeń. Inną - ochrona przed hałasem zewnętrznym, co w połączeniu z prawie bezgłośną pracą nowoczesnych central wentylacyjnych daje ogromny komfort akustyczny.

Najważniejszą jednak zaletą wentylacji z rekuperacją, poza jednakową - co bardzo ważne - skutecznością przez cały rok, jest możliwość odzyskania energii włożonej w podgrzanie świeżego powietrza. Sprawność nowoczesnych rekuperatorów wynosi ponad 90%, zatem w stosunku do wentylacji naturalnej możemy zaoszczędzić:

7740 × 0,9 = 6966 kWh .

Nasza inwestycja to wydatki na instalację wentylacji mechanicznej, pomniejszone o koszty wykonania wentylacji grawitacyjnej. Ponieważ wykonanie kanałów i kominów wentylacji grawitacyjnej jest bardzo kosztowne, a do tego dochodzi koszt nawiewników okiennych i ewentualnie mikrowentylacji, różnica w wydatkach jest zaskakująco mała, i w zasadzie sprowadza się do kosztu centrali wentylacyjnej, czyli rekuperatora.

Dla wydajności 215 m3/h będzie to od 4 do 6 tysięcy zł, czyli średnio około 5 tysięcy zł. Przyjmując deklarowane przez producentów zapotrzebowanie na moc do napędu wentylatorów z nowoczesnymi silnikami prądu stałego na poziomie 50 W, energia potrzebna do wentylacji mechanicznej, przy uwzględnieniu 30% redukcji zapotrzebowania na powietrze, w wyniku działania automatyki, to: 365 dni × 24 h × 0,05 W × 0,7 = 307 kWh .

Przy cenie brutto prądu 0,50 zł/kWh, roczne koszty eksploatacji wentylacji mechanicznej wyniosą 154 zł .

Zatem nasze oszczędności wyniosą: 1548 - 154 = 1394 zł .

Ilość zaoszczędzonej rocznie energii - zakładając, że jest ona uzyskiwana z gazu ziemnego - wyniesie więc:

1394 zł : 0,20 zł/kWh = 6970 kWh .

Zatem koszt 1 kWh PIERWSZEGO PALIWA, przy założeniu 20-letniego czasu życia centrali wentylacyjnej wyniesie:

5000 zł : 20 : 6970 kWh = 0,037 zł/kWh .

Jest to zatem jedna z najtańszych cen PIERWSZEGO PALIWA, bardzo konkurencyjna w stosunku do cen paliw kopalnych. Należy przy tym podkreślić, że w cenie tej w żaden sposób nie jest uwzględniona ogromna, acz trudno do określenia korzyść, jaką zapewnia nam i naszej rodzinie stała przez cały rok wymiana powietrza w domu dzięki wentylacji mechanicznej.

Cena 1kwh pierwszego paliwa

Dzięki inwestycji w wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła (rekuperacją), jesteśmy w stanie zaoszczędzić rocznie około 6970 kWh energii cieplnej, i to za bardzo atrakcyjną cenę.

W domu nastawionym na wykorzystanie do ogrzewania najpierw PIERWSZEGO PALIWA, czyli na oszczędzanie energii, zastąpienie wentylacji naturalnej mechaniczną oznacza zmniejszenie strat ciepła prawie o połowę. Uwzględniając zyski ciepła przez okna, taki dom zużywa tylko około 1/3 energii potrzebnej do ogrzania domu "normowego".



Porównanie ceny zaoszczędzonej w ten sposób energii, czyli PIERWSZEGO PALIWA, z kosztami wytworzenia 1 kWh energii z różnych paliw kopalnych, wypada bardzo korzystnie. W dodatku jest ona stała, a tamte stale rosną.



PIERWSZE PALIWO w połowie domów

Na zakończenie zobaczmy, jakie byłyby roczne oszczędności poszczególnych paliw (węgla, gazu lub ropy naftowej) i średnie zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, gdyby połowa nowych inwestorów indywidualnych (jest ich w roku średnio około 35 000), zamontowała w swoich domach wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła i w ten sposób postawiła najpierw na PIERWSZE PALIWO.



Rola wentylacji

Jak już wspomnieliśmy, rola wentylacji dla komfortu i zdrowia użytkowników budynków jest nie do przecenienia. Wynika to przede wszystkim z naszej fizjologii, a dokładniej ze sposobu, w jaki ewolucja ukształtowała nasz układ oddechowy. Zachodzący w nim proces wymiany gazowej, czyli wydalania z organizmu dwutlenku węgla (CO2) i pobierania z powietrza tlenu (O2), wymaga bezpośredniego kontaktu powietrza z krwią. Oznacza to, że - niejako przy okazji - wszystko to, co znajduje się w powietrzu, przedostaje się bezpośrednio do naszej krwi.

Taki mechanizm wymiany gazowej mógł powstać tylko dzięki temu, że skład ziemskiej atmosfery jest bardzo stabilny, a jej składniki nie mają negatywnego wpływu na organizmy (poza bakteriami beztlenowymi). Niestety, cywilizacja techniczna zmieniła nasz sposób życia i atmosferę, w której oddychamy. Współczesny człowiek ponad 80% czasu spędza w pomieszczeniach zamkniętych. Dodatkowo, od połowy dwudziestego wieku przemożny wpływ na skład powietrza, które wdychamy, ma przemysł chemiczny. Wytwarza on surowce do produkcji większości przedmiotów, które nas otaczają, w tym także samych budynków. Wszystkie te surowce emitują w większym lub mniejszym stopniu związki organiczne, których obecność we krwi u człowieka prowadzi do istotnego uszczerbku na zdrowiu.

Dlatego świeże powietrze jest nam potrzebne jak... powietrze, bo tylko ono może nas ochronić przed trującymi emisjami otoczenia, w którym spędzamy znakomitą większość życia.

- Dwutlenek węgla. Na jakość powietrza istotny wpływ ma także nasza własna emisja CO2. Nie jest to - jak powszechnie wiadomo - toksyczny składnik powietrza, którym oddychamy, ale wpływa na nasz intelekt. Każdy z nas ma doświadczenie przemożnej senności, jaka go ogarniała na lekcjach, wykładach i akademiach "ku czci". W znakomitej większości sytuacji nie miało to związku z nieprzespaną nocą czy niedostatkami warsztatu oratorskiego prelegenta. Jak zbadano, przyczyną takiego stanu, skutecznie blokującego dostęp informacji do naszego mózgu i czyniącego naszą obecność jako słuchacza co najmniej nieefektywną, jest zwiększone stężenie dwutlenku węgla w powietrzu.

Żeby zatem nie przekroczyć poziomu stężenia dwutlenku węgla, pozwalającego na efektywną pracę intelektualną, trzeba dostarczyć na każdą osobę aż 40 m3/h świeżego powietrza.

- Para wodna. Inną ważną rolą wentylacji jest usuwanie z pomieszczeń nadmiaru pary wodnej. Jako gatunek, jesteśmy przystosowani do życia w szerokim zakresie wilgotności powietrza, ale nie aż takiej, jaka by panowała w pomieszczeniach pozbawionych dostatecznej wentylacji. Jesteśmy bowiem niepohamowanymi producentami pary wodnej, poczynając od jej emisji z każdym oddechem, po przygotowanie posiłków i zabiegi higieniczne, kiedy to zamieniamy w parę wiele litrów wody dziennie.

- Grzyby domowe. Być może udałoby się nam przystosować do życia w wilgotnej atmosferze, gdyby nie wykraplanie się pary wodnej na chłodniejszych elementach zewnętrznych przegród budynku. To zjawisko przyczynia się do powstawania pleśni, a wraz z nimi mykotoksyn w powietrzu, które - że posłużymy się cytatem z Wikipedii - "są przyczyną ostrych i przewlekłych zatruć (także śmiertelnych), mogą powodować alergie, grzybice, choroby układu oddechowego, pokarmowego i wątroby, a także liczne choroby związane z osłabieniem układu odpornościowego". Jedynym sposobem uniknięcia tych zagrożeń, jest zapobieganie nadmiernej wilgotności powietrza. Osiągamy to, usuwając w pierwszej kolejności powietrze z pomieszczeń, w których powstają duże ilości wilgoci, czyli kuchni, łazienek i toalet.

Zapisz się na NEWSLETTER. Co tydzień najnowsze wiadomości o budowie, remoncie i wykańczaniu wnętrz w Twojej poczcie e-mail: Zobacz przykład



Skomentuj:

Oszczędzaj nieodnawialne źródła energii - inwestuj w pierwsze paliwo - część 5, wentylacja