Dabiskā ventilācija: ielaid svaigu gaisu savās mājās

Dabiskā ventilācija ir laika gaitā pārbaudīta prakse, kas ir attīstījusies, lai atbilstu mūsdienu dzīves prasībām. Izmantojot vēja spiedienu un siltuma augšupeju, tā nepārtraukti atjauno iekštelpu gaisu, uzlabojot dzīves kvalitāti katrā mājās telpā.

Dabiskās ventilācijas pamatā ir vēja spiediens un siltuma augšupeja. Šie dabiskie procesi ļauj svaigam gaisam ieplūst telpā un vecajam gaisam no tās izplūst, nodrošinot pastāvīgu gaisa atjaunošanos iekštelpu vidē.

• Vēja spiediens: vējam saskaroties ar ēkas fasādi, rodas gaisa spiediena atšķirības, kas ļauj gaisam iekļūt zemāka spiediena zonās un rada vienmērīgu svaiga gaisa plūsmu.
• Siltuma augšupeja: siltajam gaisam ir mazāks blīvums nekā aukstam gaisam, tāpēc tas ceļas uz augšu, izplūstot pa augstāk izvietotām atverēm, piemēram, jumta logiem. Šī augšupvērstā kustība ienes mājā vēsāku, svaigāku gaisu pa zemāk izvietotām atverēm, veicinot pastāvīgu gaisa atjaunošanos.

Ir ļoti svarīgi uzturēt labu ventilāciju savā dzīves telpā. Tālāk minēti pieci tā iemesli.

1. Uzlabota gaisa kvalitāte iekštelpās: lielākā daļa gaisa piesārņotāju rodas iekštelpās (1). Atbilstoša ventilācija palīdz samazināt tādu piesārņotāju līmeni kā gaistoši organiskie savienojumi (GOS), alergēni, oglekļa dioksīds un citi piesārņotāji, kas var uzkrāties slikti vēdinātās telpās.
2. Pārmērīga mitruma novēršana: mitras ēkas var izraisīt pelējuma sēnīšu augšanu un palielināt alerģiju risku (2). Dabiskā ventilācija palīdz kontrolēt mitruma līmeni, novēršot pelējuma veidošanos un aizsargājot mājas strukturālo integritāti, kā arī tās iemītnieku elpceļu veselību.
3. Nepatīkamu smaku samazināšana: dabiskā ventilācija izvada sastāvējušos gaisu un aizstāj to ar svaigu āra gaisu. Šis process uztur mājā svaigumu un ievērojami samazina nepatīkamu smaku veidošanos.
4. Termālā komforta uzlabošana: ventilācija ir svarīga iekštelpu temperatūras regulēšanā, pievadot vēsāku gaisu no ārpuses, it īpaši siltākos mēnešos. Tas uzlabo komforta līmeni, vienlaikus samazinot nepieciešamību pārmērīgi izmantot gaisa kondicionēšanu.
5. Enerģijas ietaupījums: laba ventilācija samazina atkarību no gaisa kondicionēšanas un apkures, izmantojot pasīvas metodes termālā komforta uzturēšanai. Tas var radīt ievērojamu enerģijas ietaupījumu.
6. Visbeidzot — labi vēdināta vide pozitīvi ietekmē garīgo labsajūtu, ļauj uzelpot un uzlabo garastāvokli.(3)

Piedāvājam piecas dabiskās ventilācijas stratēģijas, kas palīdzēs optimizēt gaisa plūsmu tavās mājās.

To mērķis ir izveidot labi vēdināta dzīvojamās telpas, vienlaikus saglabājot gan energoefektivitāti, gan arī skaņas izolāciju un termālo komfortu.

Šos paņēmienus var pielāgot un kombinēt atbilstoši konkrētās mājas vajadzībām, ņemot vērā tādus faktorus kā klimats, ģeogrāfiskā atrašanās vieta, ēkas virziens un telpu izkārtojums.

Šķērsventilācija nozīmē to, ka ventilācijas atveres tiek izveidotas ēkas pretējās pusēs, lai ļautu gaisam plūst tieši caur dzīvojamām telpām. Šajā stratēģijā izmantotas gaisa spiediena atšķirības, ko rada vējš un gaisa temperatūras svārstības.

Lai tā darbotos efektīvi, ir jāņem vērā tālāk minētais.

• Būvprojektā ir jāietver brīvs ceļš gaisa plūsmai, izvairoties no šķēršļiem, kas varētu to kavēt.
• Arhitektūras elementi, piemēram, saulessargi, iekšējie pagalmi vai stratēģiski izvietotas atveres var uzlabot gaisa plūsmu cauri telpām.

Sekmīga šķērsventilācija lielā mērā ir atkarīga no ēkas izvietojuma attiecībā pret valdošajiem vējiem un ventilācijas atveru efektivitātes gaisa plūsmas uztveršanā un virzīšanā.

Logus, jumta logus un durvis var aprīkot ar manuālo vai automātisko vadību, lai regulētu ventilāciju atbilstoši laikapstākļiem un specifiskām vajadzībām.

Vienvirziena ventilācija notiek, ja gaisa apmaiņa notiek tikai caur vienu fasādi. Šo metodi bieži izmanto, ja nav iespējams izmantot šķērsventilāciju, piemēram, noteiktās pilsētvidēs vai ēku konfigurācijas dēļ.

Šīs stratēģijas pamatā ir gaisa ieplūde un izplūde pa atverēm tikai vienā ēkas pusē. Lai arī gaisa plūsma ir mazāk efektīva, to var uzlabot tālāk norādītajos veidos.

• Izmantojot vertikālās gaisa spiediena atšķirības (skursteņa efekts): siltais gaiss paceļas uz augšu un izplūst no telpas, ļaujot tajā no apakšas ieplūst vēsākam gaisam. Tas īpaši labi darbojas augstās ēkās vai pilsētas dzīvokļos, kur šķērsventilācijas iespējas ir ierobežotas.
• Pārdomāta atveru izvietošana, lai palielinātu gaisa plūsmu telpā. Piemēram, arhitektūras elementu izmantošana, lai radītu gaisa apmaiņu, ir efektīva lielās, atvērtās telpās.

Šī metode izmanto atšķirības starp gaisa temperatūru ēkā un tās ārpusē, lai radītu vertikālu gaisa plūsmu.

Siltais gaiss, kas ir vieglāks, paceļas līdz augstāk izvietotām atverēm, piemēram, jumta logiem, savukārt svaigais gaiss iekļūst pa zemāk izvietotām atverēm, piemēram, zemes līmeņa logiem vai režģiem. Jumta logiem ir būtiska nozīme šajā procesā, ļaujot uzkrātajam siltajam gaisam izkļūt no ēkas un veicinot tā augšupeju.

Šī metode ir īpaši efektīva apgabalos, kur gaisa temperatūra dienas un nakts laikā krasi atšķiras. Atverot zemāka līmeņa atveres vēsākās stundās, var ēku atdzesēt, samazinot nepieciešamību pēc gaisa kondicionēšanas dienas laikā.

Noderīga informācija! VELUX jumta logiem ir ventilācijas klape, kas nodrošina nepārtrauktu gaisa plūsmu arī tad, ja logs nav pilnībā atvērts, tādējādi pasargājot no sliktiem laikapstākļiem.

Šī metode izmanto vēja enerģiju, lai radītu gaisa plūsmu cauri ēkai. Tā ir īpaši efektīva, izmantojot kopā ar ventilācijas torņiem vai vējlaužiem, kas palielina gaisa spiedienu vienā ēkas pusē un veicina gaisa plūsmu cauri iekštelpām.

Vēja ventilācijas efektivitāte ir atkarīga no vēja virziena un ātruma, kā arī no ēkas konstrukcijas un virziena. Lietojot šo metodi īslaicīgi un ar augstu intensitāti, var efektīvi atbrīvoties no mitruma un nepatīkamām smakām.

Ātriji jeb centrālie pagalmi darbojas kā gaismas un ventilācijas šahtas — buferzonas starp iekštelpām un ārējo vidi.

Ātrijā ieplūstošais svaigais gaiss tiek pakļauts saules gaismas iedarbībai, kas to sasilda un rada gaisa konvekciju, un tas paceļas uz augšu. Šī augšupejošā kustība rada vilkmi, kas izvada sastāvējušos gaisu no apkārtējām dzīvojamām telpām.

Ātriji ne tikai veicina dabisko ventilāciju, bet arī piepilda iekštelpas ar dienasgaismu, uzlabojot vispārējo atmosfēru mājā.

Lai arī divvirzienu ventilācija bieži ir saistīta ar mehāniskām ventilācijas sistēmām, to var pasīvi integrēt videi draudzīgos ēku projektos.

Šīs metodes mērķis ir atgūt siltumu no izvadītā gaisa, lai sasildītu ieplūstošo svaigo gaisu, nepaļaujoties uz mehāniskām sistēmām. Tā vietā pasīvie siltummaiņi un viedie arhitektūras risinājumi atvieglo šo procesu, atbalstot ilgtspējīgas būvniecības mērķus.

VELUX Group izstrādātais enerģijas un iekštelpu klimata vizualizators ļauj izmērīt dabiskās ventilācijas nodrošinātās ventilācijas intensitāti.

Berlīnē, Vācijā, veiktā eksperimentā tika novērtēta ventilācijas intensitāte, kas tika sasniegta, izmantojot dažādu tālāk norādīto konfigurāciju logus.

• Dūmeņa efekta ventilācija apvienojumā ar šķērsventilāciju: 5,0–6,5 ACH
• Tikai dūmeņa efekta ventilācija: 4,5–6,0 ACH
• Tikai šķērsventilācija: 2,5–5,5 ACH
• Vienvirziena ventilācija: 1,5–2,5 ACH

Šie rezultāti liecina, ka, apvienojot dūmeņa efekta ventilāciju ar šķērsventilāciju, tiek sasniegts augstākais gaisa apmaiņas ātrums (ACH), kas ievērojami pārsniedz standarta fona ventilācijas rādītājus (0,5 ACH). Lielākas atveres vēl vairāk palielina ACH vērtības.

VELUX būvētajā gaisa un gaismas mājā Esonā, Francijā, 2012. gada vasarā rādījumi sasniedza līdz pat 20 ACH (4), demonstrējot novatorisku ēku projektu potenciālu dabiskās ventilācijas optimizēšanā.

Piezīme. ACH jeb gaisa nomaiņa stundā (Air Changes per Hour) nosaka gaisa filtrācijas sistēmas efektivitāti, uzrādot, cik bieži telpā esošais gaiss tiek nomainīts stundas laikā.

Jumta logiem ir daudz priekšrocību dabiskās ventilācijas uzlabošanai mājās. Tie veicina veselīgāku un ērtāku dzīves vidi, sākot ar temperatūras pārvaldību un beidzot ar gaisa kvalitāti un gaismas pieplūdumu telpās.

Jumta logi izmanto skursteņa efektu, kura gadījumā iekštelpu gaiss, kas ir vieglāks nekā vēsais gaiss ēkas ārpusē, paceļas uz augšu. Atverot jumta logu, siltais gaiss izplūst no telpas, radot vakuumu, kas ienes telpā svaigu gaisu pa zemāk izvietotām atverēm, piemēram, fasādes logiem. Šī pastāvīgā dabiskā gaisa plūsma uzlabo ventilāciju visā mājā.

Šķērsventilācija ir efektīvāka, ja jumta logus papildina sānu atveres. Svaigais gaiss ieplūst pa sānu atverēm, plūst cauri dzīvojamai telpai un izplūst caur jumta logiem, radot atsvaidzinošu un dzesējošu gaisa plūsmu.

Jumta logi efektīvi izvada lieko mitrumu un piesārņotājus, piemēram, oglekļa dioksīdu, GOS un alergēnus. Regulāri atverot jumta logus, jo īpaši pēc aktivitātēm, kas rada mitrumu telpās, piemēram, pēc ēdiena gatavošanas vai dušas, tiek uzturēta veselīgāka iekštelpu vide.

Jumta logi sniedz tiešu kontroli pār mājas ventilāciju. Tu vari tos atvērt un aizvērt, lai regulētu gaisa plūsmu atkarībā no laikapstākļiem vai personiskajām vēlmēm. Daudzi mūsdienīgi jumta logi ir aprīkoti ar lietus sensoriem, kas sliktu laikapstākļu gadījumā nodrošina logu automātisku aizvēršanos, kā arī piedāvā attālo vadību, izmantojot viedtālruni, papildu ērtībām.

Telpas zem jumta var ātri pārkarst, it īpaši siltos laikapstākļos. Stratēģiski izvietoti jumta logi ļauj siltajam gaisam izplūst no telpas, samazinot pārkaršanu un uzlabojot termālo komfortu. Tas samazina atkarību no gaisa kondicionēšanas, samazinot enerģijas izmaksas un veicinot ilgtspēju.

Jumta logi ne tikai veicina gaisa apmaiņu, bet arī ielaiž telpās vairāk dienasgaismas, vizuāli pārveidojot interjeru un samazinot vajadzību pēc mākslīgā apgaismojuma.

Eksperta padoms. Jumta logu iekļaušana būvprojektā uzlabo iekštelpu gaisa kvalitāti, iemītnieku komforta līmeni un ēkas energoefektivitāti, padarot to atbilstošu ilgtspējīgas būvniecības principiem.

Dabiskās ventilācijas sistēmas panākumu pamatā ir rūpīgi pārdomāts dizains, kas pielāgots katra projekta specifiskajām klimata un arhitektūras īpatnībām. Tālāk norādīti trīs svarīgi elementi, kas jāņem vērā, izstrādājot būvprojektu.

Ēkas orientācijai ir izšķiroša nozīme dabiskās ventilācijas efektivitātes noteikšanā.

Izvietojot ēku atbilstoši valdošajiem vēja virzieniem, var maksimāli palielināt dabiskās gaisa atjaunošanas iespējas. Tas nodrošina efektīvu svaiga gaisa cirkulāciju telpās, veicinot patīkamu iekštelpu vidi.

Pareiza logu izvēle un izvietojums ir būtisks dabiskās ventilācijas efektivitātei. Pareizā augstumā un virzienā izvietoti logi var ievērojami uzlabot šķērsventilāciju un veicināt optimālu gaisa cirkulāciju ēkā.

Pareizā veida logu izvēle apvienojumā ar stratēģisku to izvietojumu nodrošina to, ka gaisa apmaiņa netiek traucēta un gaiss var brīvi plūst cauri telpām.

Paredzot būvprojektā augstas siltumietilpības materiālus, var mazināt temperatūras svārstības iekštelpās. Tādi materiāli kā betons, ķieģeļi vai akmens absorbē un glabā siltumu dienas laikā un atbrīvo to naktī, radot stabilāku un patīkamāku iekštelpu klimatu. Tas ne tikai palīdz uzturēt patīkamu gaisa temperatūru telpās, bet arī uzlabo dabisko ventilācijas sistēmu efektivitāti, samazinot paļaušanos uz mehāniskām temperatūras kontroles metodēm.

Dabiskās ventilācijas pielāgojamība padara to par efektīvu risinājumu dažādos klimata apstākļos, nodrošinot pielāgotu pieeju dažādām vidēm.

Mērenā klimatā dabiskā ventilācija gūst labumu no ikdienas un sezonālām temperatūras svārstībām, lai uzturētu patīkamu iekštelpu vidi.

Šajās teritorijās īpaši efektīva ir šķērsventilācija apvienojumā ar metodi, ko dēvē par nakts dzesēšanu. Izmantojot vēso nakts gaisu, lai atsvaidzinātu dzīvojamās telpas, nakts dzesēšana palīdz samazināt nepieciešamību pēc gaisa kondicionēšanas sistēmām, radot ilgtspējīgu un energoefektīvu risinājumu komforta uzturēšanai iekštelpās.

Tropiskajam klimatam raksturīgais karstums un mitrums rada unikālus izaicinājumus dabiskajai ventilācijai. Efektīva metode šajos reģionos ir dūmeņa efekta ventilācija, kas izmanto temperatūras atšķirības starp ēkas iekšpusi un ārpusi, lai radītu vertikālu gaisa plūsmu. Šī metode palīdz efektīvi atdzesēt telpas.

Turklāt arhitektūras projekti, kas ietver ēnojuma elementus un elementus aizsardzībai pret nelabvēlīgiem laikapstākļiem, vēl vairāk uzlabo dzīves apstākļus, samazinot siltuma ieguvumu, vienlaikus uzturot atbilstošu gaisa cirkulāciju.

Aukstā klimatā galvenais uzdevums ir panākt pietiekamu ventilāciju, neradot pārmērīgus siltuma zudumus.

Dabiskie ventilācijas risinājumi šajās teritorijās bieži ietver tādu sistēmu izmantošanu kā Kanādas ventilācijas šahtas vai kontrolētas ventilācijas sistēmas. Šīs metodes iepriekš sasilda ieplūstošo svaigo gaisu, izmantojot siltuma atgūšanas metodes, nodrošinot to, ka iekštelpās saglabājas siltums, bet vienlaikus tiek nodrošināta arī gaisa cirkulācija.

Līdzsvarojot gaisa apmaiņu ar siltumenerģijas taupīšanu, šīs stratēģijas rada ērtu un energoefektīvu iekštelpu vidi pat visaukstākajā klimatā.

Dabiskās ventilācijas teorija ir viegli izprotama, iepazīstoties ar reāliem piemēriem, kas parāda tās priekšrocības dažādu veidu ēkās. Tālāk sniegtie piemēri dabiskās ventilācijas lietojumam dzīvojamās ēkās apliecina tās efektivitāti.

Dzīvojamās ēkās var iekļaut vairākus dabiskās ventilācijas risinājumus, lai optimizētu gaisa plūsmu un uzlabotu termālo komfortu. Piedāvājam iepazīties ar trim galvenajām stratēģijām.

Materiāli ar augstu siltuma inerci spēj absorbēt, glabāt un izdalīt siltumu ilgākā laika posmā, palīdzot samazināt gaisa temperatūras svārstības augu diennakti.

• Betons: šo materiālu plaši izmanto grīdās, sienās un griestos. Tas absorbē siltumu diennakts karstākajās stundās un atbrīvo to, kad gaisa temperatūra pazeminās, stabilizējot temperatūru iekštelpās.
• Dabīgais akmens: dabīgais akmens, ko izmanto iekštelpu konstrukcijās un sienās, palīdz uzturēt stabilus iekštelpu apstākļus, samazinot gaisa temperatūras izmaiņas.
• Ķieģeļu sienas: zināmas ar savu spēju glabāt siltumu, ķieģeļu sienas palīdz uzturēt patīkamu iekštelpu klimatu.
• Zemes konstrukcijas: tādi materiāli kā nededzināti ķieģeļi vai blietēta zeme sienām nodrošina lielisku siltuma inerci, padarot tos īpaši piemērotus klimatam ar ievērojamām gaisa temperatūras atšķirībām dienas un nakts laikā.

Ārtelpas dizaina elementi var ievērojami ietekmēt dabisko ventilāciju un termālo komfortu iekštelpās, mainot mikroklimatu ēkas ārpusē un virzot gaisa plūsmu.

• Veģetācija: koki, dzīvžogi un vīteņaugi sniedz ēnu un samazina gaisa temperatūru ēkas ārpusē. Tie var arī aizsargāt no aukstā vēja brāzmām ziemas laikā, vienlaikus sniedzot patīkamu vēsumu vasarā.
• Lapenes un ēnojuma buras: šie elementi rada ēnojumu, kas samazina tiešo saules staru ietekmi uz fasādēm un jumtiem, vienlaikus laižot cauri svaigu gaisu.
• Zaļās sienas un jumti: zaļās sienas un jumti sniedz siltumizolāciju un atbalsta bioloģisko daudzveidību, vienlaikus atdzesējot apkārtējo gaisu un uzlabojot siltumvidi telpās.
• Baseini un strūklakas: tādi elementi kā baseini un strūklakas pazemina gaisa temperatūru tuvākajā apkārtnē, veicinot patīkamu mikroklimatu.

Ventilācijas stratēģiju integrācija jau projektēšanas posmā nodrošina uzlabotu komfortu iemītniekiem, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu. Šī proaktīvā pieeja arī palīdz novērst bieži sastopamas problēmas, kas rodas mājās, kurās nav pienācīgas ventilācijas, piemēram, mitrumu, pelējumu un nepatīkamas smakas.

Komerciālās ēkas ar lielām telpām un augstu noslogotības līmeni saskaras ar unikālām ventilācijas problēmām. Rodas svarīgs jautājums: kā nodrošināt optimālu iekštelpu gaisa kvalitāti, vienlaikus samazinot enerģijas izmaksas, kas saistītas ar apkures, gaisa kondicionēšanas un mehāniskās ventilācijas sistēmām?

Izglītības iestādēs bieži vien ir ierobežota telpa uz skolēnu skaitu klasē, līdz ar to paaugstinās CO₂ koncentrācijas risks.

Laba iekštelpu gaisa kvalitāte ir būtiska skolēnu un personāla koncentrēšanās spējām un labsajūtai. Salfordas Universitātes veiktajā pētījumā (5) tika pierādīta saikne starp labi projektētu vidi, gaisa kvalitāti un akadēmisko sniegumu lasīšanā, rakstīšanā un matemātikā. Vienkārši sakot, labi vēdināta, gaiša telpa veicina labākus akadēmiskos rezultātus.

Lai nodrošinātu efektīvu dabisko ventilāciju skolās, būtiska nozīme ir logu atvēruma laukuma proporcijai attiecībā pret skolēnu skaitu un grīdas platību. (6)

Bieža vēdināšana, atverot logus starpbrīžos, palīdz samazināt CO₂ līmeni, savukārt ventilācijas slēģu un režģu uzstādīšana nodrošina labāku gaisa kvalitāti nodarbību laikā un samazina caurvēju aukstajos gadalaikos.

Turklāt vizuālie CO₂ indikatori un automatizētas dabiskās ventilācijas sistēmas, kas pielāgotas skolas kalendāram, var optimizēt gaisa kvalitāti un nodrošināt vienmērīgu gaisa plūsmu. (7,8)

Aukstā klimatā ieteicams izmantot hibrīdās ventilācijas sistēmas, kurās apvienota dabiskā un mehāniskā ventilācija, lai taupītu enerģiju, vienlaikus samazinot caurvēju un saglabājot komfortu. (9)

Lai gan dabiskajai ventilācijai ir daudz priekšrocību, tā rada arī izaicinājumus. Piedāvājam trīs galvenos apsvērumus un to risinājumus.

Iekštelpu gaisa kvalitāti var ietekmēt ārēji piesārņotāji, it sevišķi blīvi apdzīvotā pilsētvidē. Lai to novērstu, ir nepieciešama rūpīga plānošana.

Projektēšanas posms: atveres ir jāizvieto tā, lai līdz minimumam samazinātu piesārņotāju iedarbību.

Pēc būvniecības pabeigšanas: gaisa filtri un telpaugi, kas attīra gaisu, var uzturēt optimālu gaisa kvalitāti un uzlabot iemītnieku veselību.

Ir būtiski līdzsvarot dabisko ventilāciju ar energoefektivitāti, it sevišķi ekstremālos klimata apstākļos. Tālāk norādītas vairākas stratēģijas.

Fāzes maiņas materiāli (Phase Change Material — PCM): PCM absorbē vai atbrīvo siltumu, mainot stāvokli (piemēram, no cietas vielas uz šķidru). Tos var integrēt sienās, grīdās, griestos vai pat virsmas pārklājumos un krāsās, lai regulētu temperatūru iekštelpās.

Siltuma inerce: ēkas siltumietilpības pārdomāta izmantošana palīdz samazināt temperatūras virsotnes, samazinot nepieciešamību pēc apkures un dzesēšanas, kā arī nodrošina pastāvīgu gaisa atjaunošanu.

Bažas par trokšņa līmeni un drošību var kavēt dabiskās ventilācijas ieviešanu. Tālāk piedāvājam praktiskus risinājumus.

Logi ar daudzpunktu bloķēšanas sistēmu: šī sistēma sniedz papildu aizsardzību pret ielaušanos, droši noslēdzot logus vairākās vietās.

Drošības režģi: šie režģi, kas uzstādīti uz logiem vai ventilācijas atverēm, ļauj mājā iekļūt gaisam un gaismai, vienlaikus nepieļaujot nesankcionētu piekļuvi.

Slēģi:slēdzami slēģi nodrošina papildu drošību, it sevišķi tad, ja māja ir neapdzīvota.. Dažas konstrukcijas nodrošina arī ventilāciju pa spraugām vai īpašām atverēm.

Integrētās drošības sistēmas: mūsdienīgas ventilācijas sistēmas var būt aprīkotas arī iebūvētiem drošības elementiem, piemēram, trauksmes signāliem vai mehānismiem, kas neļauj logu atvērt no ārpuses.