Wentylacja grawitacyjna to najprostszy i najstarszy sposób wymiany powietrza w budynkach, który polega na wybudowaniu pionowych kanałów wentylacyjnych odprowadzających ciepłe powietrze z górnych partii pomieszczeń na zewnątrz.
Dzięki różnicy ciśnień, która przy spełnieniu określonych warunków atmosferycznych powstaje w kominie wentylacyjnym, wytwarza się ciąg powietrza, dzięki któremu powietrze wyciągane jest wentylacyjnym kanałem grawitacyjnym przez komin do góry. Sytuacja taka zachodzi jednak tylko w ściśle określonych okolicznościach.
Wentylacja grawitacyjna działa, gdy:
- Stolarka okienna nie jest szczelna i umożliwia napływ powietrza z zewnątrz: uchylone okno, otwarte nawiewniki okienne, naturalne nieszczelności budynku.
- Wewnątrz jest znacznie cieplej niż na zewnątrz, a różnica temperatur w ogrzewanych pomieszczeniach w porównaniu do tempertury powietrza zewnętrznego, jest na tyle duża, że wytworzy się różnica ciśnień i powietrze zacznie się samodzielnie przemieszczać przez komin na zewnątrz budynku (różnica temperatur musi wynosić co najmniej 12 stopni C).
Przy spełnionych powyższych warunkach w kominie wentylacji grawitacyjnej wytwarza się tzw. cug i powietrze wewnętrzne jest wyciągane przez komin, a na jego miejsce przez okna nawiewane jest powietrze świeże. Jeżeli któryś z powyższych warunków nie zadziała, wentylacja grawitacyjna nie zadziała także. Właśnie dlatego skuteczność wentylacji grawitacyjnej jest znacznie ograniczona. Dzieje się tak z powodu powszechnego stosowania szczelnej stolarki okiennej (np. energooszczędne okna z pakietem trzyszybowym) i drzwiowej, która w dużej mierze utrudnia, a nawet uniemożliwia dopływ świeżego powietrza do budynku.
Prawidłowy kierunek powietrza przy wentylacji grawitacyjnej. Konieczne jest rozszczelnienie okien w kuchni, pokojach oraz drożne kratki i kominy wentylacyjne w kuchni, łazience i WC – również na poddaszu.
Zalety wentylacji grawitacyjnej:
- do jej działania teoretycznie nie jest do niej potrzebne żadne urządzenie mechaniczne
- nie trzeba rozprowadzać instalacji wentylacyjnej …. i chyba tyle…
Spływająca woda po wewnętrznej szybie w oknie to najczęściej oznaka źle działającej wentylacji w pomieszczeniu.
Wady wentylacji grawitacyjnej:
- konieczne rozszczelnienie okien: otwarte nawiewniki okienne lub uchylone okna
- brak jakiejkolwiek możliwości kontrolowania ilości powietrza wyciąganego i nawiewanego oraz sterowania intensywnością wentylacji
- całkowite uzależenienie działania od warunków atmosferycznych (temperatury i ciśnienia)
- brak możliwości filtracji powietrza nawiewanego
- duże straty energetyczne budynku: nawiewane jest powietrze o temperaturze zewnętrznej, a ciepłe ogrzane powietrze wywiewane przez komin = energia nie jest odzyskiwana w żaden sposób
- inwersja, tj. zmiana kierunku przepływu powietrza w kanałach wyciągowych (powietrze z powodu braku możliwości dopłynięcia odwraca kierunek przepływu i nawiewa kanałami wywiewnymi)
- wentylacja grawitacyjna, by działała, oprócz koniecznych warunków 1-3, musi być prawidłowo wykonana, tzn.: kanały do wentylacji grawitacyjnej muszą: – być pionowe (nie można stosować odcinków poziomych); – mieć określoną długość i właściwy przekrój; – być poprawnie wyprowadzone ponad dach; – być również na poddaszu i w garderobie
Funkcjonowanie wentylacji grawitacyjnej w pełni zależy od czynników atmosferycznych: głównie od temperatury i kierunków wiatru. Jeżeli temperatura na zewnątrz wzrasta powyżej +12°C wentylacja grawitacyjna funkcjonuje dużo gorzej, w skrajnych przypadkach nie funkcjonuje nawet wcale, gdyż nie ma czynnika, który spowodowałby wypchnięcie powietrza przez kanał wentylacyjny (w przypadku różnic temperatur, tworzy się różnica ciśnień i powietrze wędruje ku górze).
Wentylacja grawitacyjna najsilniej działa zimą. Wtedy też jej intensywność wzrasta, przepływ powietrza zwiększa się znacznie wychładzając dom.
Wentylacja grawitacyjna najlepiej działa zimą, najgorzej zaś latem, wiosną i jesienią. Nie działa również wtedy, gdy mamy szczelne okna, gdyż powietrze nie ma skąd napływać. Jej funkcjonowanie i siła, z jaka działa, jest więc odwrotnie proporcjonalne do zapotrzebowania, jakie na wymianę powietrza wewnątrz pomieszczeń ma człowiek.
By wentylacja grawitacyjna zadziałała, konieczny jest montaż nawiewników do energooszczędnych szczelnych okien,
Przy efektywnie działającej wentylacji grawitacyjnej, użytkownik ma podobny dostęp do świeżego powietrza, jak przy wentylacji mechanicznej, jednak straty energetyczne są kolosalne: w zimie dochodzą nawet do 50% (połowa więc wydatków na ogrzewanie jest marnotrawiona).
Straty ciepła na wentylacji grawitacyjnej w budynku, w którym zamontowano ciepłe energooszczędne okna oraz zadbano o poprawną izolacje przegród budowlanych.
Wentylacja grawitacyjna nie działa prawidłowo
W znakomitej większości budynków wentylacja grawitacyjna nie działa. Dzieje się tak z powodu błędów popełnionych na etapie wykonawczym lub z powodu określonych działań, często nieświadomych, mieszkańców. Jest nim np.:
- montaż szczelnych okien bez nawiewników w domu z wentylacją grawitacyjną
- zaklejanie kratek wentylacyjnych, bo nawiewa przez nie zimne powietrze (patrz wyżej pkt. 6 wady wentylacji grawitacyjnej)
- zanieczyszczone kratki wentylacyjne
Zaklejona kratka wentylacji grawitacyjnej: bo nawiewa nią zimne powietrze.
Co dzieje się, gdy wentylacja w pomieszczeniach nie działa
Zimą i podczas chłodnych jesiennych lub wiosennych dni kiedy nie otwiera się okien, w domu, w którym przebywają ludzie, jest bardzo zanieczyszczone powietrze. Jego wartość higieniczna jest bardzo niska, a zawartość dwutlenku węgla kilkukrotnie przewyższa dopuszczalne normy.
Oddychanie takim powietrzem objawiać się może nadmierną sennością, bólem głowy, mdłościami, kłopotami ze snem, koncentracją oraz poważniejszymi dolegliwościami ze strony układu nerwowego czy oddechowego.
Poniższy wykres obrazuje, jak wzrasta poziom dwutlenku węgla w sypialni podczas nocy. Badanie przeprowadzono w sypialni 12m2, w której były zamknięte okna i przebywały w niej dwie osoby. Poziom dwutlenku węgla stopniowo wzrasta, by około godziny 5 rano osiągnąć poziom około 2700 ppmów! Dla porównania dopuszczalne normy wg WHO mówią o górnym progu 1000 ppmów, a zawartość CO2 w powietrzu zewnętrznym zwykle nie przekracza 400 ppmów.
Wykres wzrostu zawartości dwutlenku węgla w ciągu nocy w pomieszczeniu z wentylacją grawitacyjną przy zamkniętych oknach.
