Oro kiekio apskaičiavimas patalpų vėdinimui: normos, reikalavimai ir praktiniai aspektai

Vėdinimas yra būtinas norint užtikrinti gerą oro kokybę patalpose, o tinkamas oro kiekio apskaičiavimas yra esminis siekiant efektyvaus vėdinimo. Yra dešimtys įvairių variantų, kaip galima vėdinti patalpą, kokius būtent teršalus labiausiai reikia pašalinti ir kiekviename jų oro apykaita skaičiuojasi skirtingai.

Šiame straipsnyje aptarsime, kaip apskaičiuoti reikiamą oro kiekį patalpų vėdinimui, atsižvelgiant į įvairius faktorius, tokius kaip higienos normos, Lietuvos STR reikalavimai ir individualūs poreikiai. Taip pat aptarsime A++ energinio naudingumo reikalavimus naujiems pastatams ir praktinius jų įgyvendinimo aspektus.

Oro apykaitos normos ir reikalavimai

Kai atliekamas sistemos montavimas, skirtos tik namo ventiliacijai, oro apykaita apskaičiuojama sumuojant kiekvienos patalpos oro poreikį, nustatytą pagal hienos normas arba - atsižvelgiant į individualius reikalavimus oro kokybei. Dažniausiai taikomos šios oro apykaitos "normos":

Optimalūs higienos reikalavimai

Skaitoma, kad optimali oro kokybė pasiekiama, kai į patalpą, kur žmonės būna nuolat (ilgiau nei 2 val. be pertraukos), paduodama po 36m³/h šviežio oro kiekvienam žmogui. Ši higienos norma yra taikoma beveik visoms patalpų kategorijoms, išskyrus tas, kur reikalingos ypatingos sąlygos. Tokia oro apykaita užtikrina tokias deguonies ir CO2 koncentracijas ore, kurie nekenkia nei žmogaus sveikatai, nei savijautai.

Tai pat užtikrinama pakankama oro apykaita pagal kitus faktorius: mikrobų ir virusų koncentracija bei pavojingų ir kenkiančių sveikatai medžiagų koncentracija (kurie nedideliais kiekiais išsiskiria iš namo konstrukcijų, apdailos medžiagų, baldų, drabužių... bei intensyviai garuoja kai naudojate buitines chemijos ir kai kurias kosmetikos priemones). Tik su kvapais tokia apykaitą ne labai efektyviai susitvarko ir oro gaivumui reikėtų rinktis kur kas didesnė apykaitą.

Lietuvos STR reikalavimai gyvenamojo namo vėdinimui

Paskutinėje Statybų reglamento redakcijoje, kas liečia gyvenamųjų namų vėdinimo sistemų, įprasta higienos norma yra sumažinta iki ~18m³/h šviežio oro vienam žmogui, tad formaliai leistina sutaupyti ir butuose įrenginėti dvigubai mažesnę ventiliaciją, nei viešosiose įstaigose. Faktiškai, ~18m³/h yra vidurkis tarp optimalios oro kokybės normos higienos požiūriu ir minimalios fiziologinės normos (kai pradeda trukti deguonies o nuo per didelės CO2 koncenracijos po kurio laiko pradeda skaudėti galva). Šią, minimaliai leistiną, normą naudojama taupumo sumetimais.

Pilnas komfortas

Pilnas komfortas - kai įrengta vėdinimo sistema užtikrina tokią oro kokybę, kad įėjus iš lauko praktiškai nejaučiate skirtumo. Vėdinimo sistema spėja pašalinti visus išsiskiriančius kvapus, kurios gali užuosti žmogaus uoslė. Tai pasiekiama, kai oro kaitą patalpose yra ~3-4 kart/val.

Ypatingi reikalavimai atskiroms zonoms

Ypatingi reikalavimai atskiroms zonoms: pvz. - kad į saloną nepatektų joks kvapelis iš virtuvės, ar drėgnas oras iš saunos, dūmai iš biliardinės, ar prakaito kvapas iš mankštos patalpos. Tokių atveju pirma parenkama speciali oro judėjimo schema, o antra - ištraukiamas iš užterštos zonos oro kiekis apskaičiuojama taip, kad durų angoje (tiksliau - visame galimų oro judėjimo kelių skerspjūvyje) užtikrinti didesnį oro judėjimo greitį, nei judėjimas, kuri gali sukelti natūralus faktoriai. Ekonomijos sumetimais galima numatyti galimybė, kad toks režimas įsijungtu tik reikiamu momentu.

Minimalūs fiziologiniai reikalavimai

Žinoma, kad reikiamą deguonies kiekį valandai žmogus gautu iš ~2 m³ oro. Kai iškvepiamą į tą pačią patalpą iš kur įkvepiama, tiekiamas į patalpą šviežias oras tik šiek tiek atskiedžia bendrą užterštą mišinį, susikaupusi patalpoje. Tam, kad visoje patalpos ertmėje palaikyti tinkamas deguonies ir CO2 koncentracijas, reikia kur kas didesnės oro apykaitos - 10m³/h šviežio oro vienam žmogui. Šį norma naudojama tolimųjų reisų transporte.

Normalaus drėgnumo palaikymas

Oro drėgnumas yra svarbus oro kokybės parametras. Kai drėgnumas pradeda viršyti 60%, žmonės labiau prakaituoja, skundžiasi dėl prastos savijautos ir "blogo" oro. Drabužiai ne džiūsta, o atvirkščiai - net sausi daiktai prigeria drėgmės. Padidėja pelėsio atsiradimo pavojus. O jei drėgnumas nukrenta žemiau 40% - irgi negerai. Džiūsta gerklė bei oda, dėl kuo stipriai padaugėja susirgimų, susijusių su kvėpavimo takais. Daiktai pradeda kibirkščiuoti, o tie kurie bijo perdžiovinimo - trūkinėti.

Jei turite vėdinimo sistemą su rotacinių rekuperatoriumi, žiemą jis sugeba drėkinti tiekiamą orą ir galima ištisą sezoną palaikyti vienodą oro apykaitą, kuri užtikrina ne tik optimalų režimą natūralių drėgmės perteklių šalinimui, bet ir norimą oro kaitą oro švarumui palaikyti. O jei namo ventiliaciją atlieka plokštelinis rekuperatorius, kondicionierius ar kokios orlaides, tai, norint palaikyti optimalų oro drėgnumą, žiema oro kaitą teks stipriai pamažinti, dėl kuo nukentės oro švarumas.

Pvz. Žmogus vidutiniškai išskiria ~100g drėgmės per valandą. Prie +22ºC patalpoje, oro drėgnumas bus 60%, jei oras turės 10g/m³ drėgmės. Žiemą lauko ore yra 2g/m³. Kai skirtumas yra 8g/m³, užtektu oro apykaitos 12.5 m³/h, tam kad pašalinti, vieno žmogaus išskiriamą perteklinę drėgmę. O pavasarį ar rudenį, tarkim, prie +14ºC, tiekiamame ore bus net 8g/m³ drėgmės. Jei, dėl išjungto šildymo, temperatūra name nukris iki 18ºC, net padidinus oro kaitą iki 36m³/h/žmogui, drėgnumas patalpose pašoks iki 80%. Norint sumažinti drėgnumą iki 60%, reikia iš anksto rekuperatoriuje įjungti oro pašildymą, kad neleistų patalpoms atvėsti žemiau nei 23ºC.

Minimalus (budintis) ventiliacijos režimas

Visi daiktai išskiria tam tikrą lakiųjų medžiagų kiekį. Kad tuo išvengti, absoliučiai visose patalpose, įskaitant sandėlius ir rūsius, net tuomet kai jose nėra žmonių turi būti užtikrinta oro kaita ne mažesnė kaip 1.3m³/h į 1m2 grindų ploto (arba 0.3-0.5 karto/val., priklausomai nuo patalpos aukščio).

Pagal ištraukiamą iš WC ir kitų patalpų oro kiekį

Siekiant užkirsti kelia mikroorganizmų plitimui iš WC, dušo, vonios, virtuvės bei kitų "nešvarių" patalpų, išvardintuose patalpose įrengiamas oro ištraukimas, kuris be sustojimo veikia 24 val. per parą. Oro kiekiai nustatomi ne mažesni nei minimaliai leidžia higienos normos ir STR. Tiekiamo oro kiekis turi būti lygus oro kiekiui, ištraukiamam iš minėtu patalpų. Toks metodas taikomas pastatuose, kur yra didesnis nei įprasta ištraukimo taškų skaičius ir bendro vėdinimo sistemos galingumo neužtektų, jei parinkti jį pagal į kambarius tiekiamo oro normas.

Namo šildymas arba vėsinimas

Kai kalbama apie kanalinės vėdinimo-kondicionavimo (ir orinio šildymo) sistemos įrengimą, tiekiamas į kiekvieną patalpą oro kiekis skaičiuojamas pagal jos vėsinimo (arba šildymo) poreikį, proporcingai paskirstant kondicionieriaus šaldymo/šildymo galią po visas patalpas. Bendras sistemos tiekiamas oro kiekis parenkamas pagal kondicionieriaus (ar kitokio šildytuvo) šildymo galią, taip, kad tiekiamo ir patalpos oro temperatūrų skirtumas ne viršytų komfortinės ribos.

Kaip taisyklę, reikalinga šildymui ar šaldymui oro apykaita yra ~3 kartus didesnė už šviežio oro poreikį patalpų ventiliacijai, tad projektuojama sistema, dirbanti recirkuliacijos principu, kai didesnė dalis oro paimama iš patalpų, nufiltruojama, pašildoma (arba atšaldoma) ir vėl grąžinama į patalpas. Prie šio recirkuliuojamo oro pamaišoma dalis paimamo iš lauko šviežio oro. Lauko oro kiekis šio atvejų skaičiuojamas taip, kad paskirstant orą po patalpas pagal pasirinktas šaldymui ar šildymui proporcijas, šviežio oro dalis kiekvienoje patalpoje būtų ne mažesnė nei reikia, kad užtikrinti norimą patalpos ventiliaciją.

Pasyvaus vėsinimo funkcija

Kai vėdinimo sistemos projektas numato gamtinę atsinaujinantį energiją panaudoti patalpų vėsinimui, tai vadina - pasyvaus vėsinimo funkcija. Patalpos atšaldomos be kompresorių ar kitų elektrą naudojančių prietaisų. Pvz., pasinaudojant tuo kad, naktį oro temperatūra yra ~10ºC žemesnė nei diena, vėdinimo sistema naktį įsijungia pilnu pajėgumu (kelis kart padidina oro apykaitą) ir, tiekiant didelius kiekius šalto oro, per naktį atvėsina vidines senas, baldus ir viską kas yra patalpoje. Dieną ventiliacija persijungia į minimalias apsukas, kad kuo mažiau karšto oro patektų į patalpas, o sienos atiduoda sukauptą "vėsuma", neleisdamos orui patalpose per daug įšilti.

Šaldymo efektas priklauso nuo tuo, kiek gerai sistema sugebėjo per naktį atvėsinti senas. Tad, norint pasiekti juntamo efekto, oro apykaita turi būti didinama 3-4 kartus. Orientacijai: kai oro kaita yra 1200 m³/h, pasyvaus vėsinimo efektas bus lygus, 12 val. veikiančiam kondicionieriui, kurio šaldymo galingumas yra 2kW.

Geoterminis šildymas ir namo kondicionavimas

Gali būti suprojektuotas namo kondicionavimas, panaudojant kanalinį šildytuvą ir šaltą vandenį, cirkuliuojantį požeminiame geoterminio šildymo sistemos kontūre, arba orui vėsinti panaudojant žemės šilumokaitį (ŽŠ). Rengiant tokį vėdinimo projektą, bendra oro apykaitą taip pat skaičiuojama, vertinant patalpų šaldymo poreikį. Tik už pagrindą priimamas ne kondicionieriaus galingumas kaip orinio šildymo atveju (žr. p.1) , ir ne dienos/nakties vidutinis temperatūrų skirtumas, kaip pasyvaus vėsinimo sistemoje (žr. p.2) , o žiūrima į tai, kokia yra šaldymo nešėjo temperatūrą pasirinktame variante ir iki kiek pasirinktas šilumokaitis sugeba atšaldyti lauko orą.

Oro paskirstymo principai

Reikia atkreipti dėmesį, kad pagal visas išvardintas metodikas namo vėdinimo sistemos našumas apskaičiuojamas kaip visų patalpų apykaitų sumą (atskirai - padavimo ir ištraukimo). Gaunasi taip, kad jei name gyvena 2 žmonės, tačiau name yra 5 kambariai, kuriose jie dažnai ir ilgą laiką būna kartu - oro kaitą turi būti ne 2x36=72, o 5x2x36=360 m³/h.

Galima pasirinkti kompromisą, kai tam tikrose pasirinktose patalpose bus taikomos mažesnės apykaitos normos (ir atitinkamai- mažesni reikalavimai oro kokybei). Šis variantas gaunasi kiek geresnis to atveju, jei name veikia recirkuliacinė sistema (žr. p.1), arba kitokiu būdu užtikrinamas pakankamai intensyvus oro maišymas tarp patalpų. Tuomet „šviežio“ oro dalis kiek padidėja nes iš kitų patalpų priteka, pavadinkim - ne iki galo sugadintas oras, kuris kiek atskiedžia per prastą orą šioje patalpoje.

Kai kurie taiko supaprastintą metodiką, kai bendrą oro apykaitą skaičiuojama pagal tai, kiek žmonių yra visame name, nekreipiant dėmesio į faktą kad šviežias oras kartais paduodamas visai ne į tas patalpas, kuriose tuo metu randasi žmonės, tačiau priimant maksimalią rekomenduojamą normą: vienam žmogui - 36m³/h. Suprantamą, kad tam tikrais momentais, kai žmonės susirinks tam tikroje patalpoje - realiai gausis, kad oro kokybė vos atitinka mažiausių medicininių reikalavimų - 10m³/h.

Apykaita galima mažinti įvertinus natūralią oro infiltraciją per langų nesandarumus, tačiau naudojant šiuolaikinius langus, infiltracija nėra didelė. Be to, jos reikšmę sunku patikimai įvertinti, nes ji priklauso nuo vėjo greičio, lauko temperatūros, langų orientacijos ir t.t. Priimama, kad infiltracija nėra reikšminga ir ji gali tik truputi pagerinti pasitrenktą oro kokybę.

Rekomenduočiau į visus paminėtus metodus, kurie kaip ir leidžia pasirinkti mažesnę oro apykaitą atsižvelgti tik tuomet kai dėl ekonomijos sumetimų norima žiema iki minimumo sumažinti vėdinimo našumą. O sistemą reikėtu rinktis tokia, kuri leistų efektyviai vėsinti patalpas vasaros naktį (žr. p.2).

A++ energinio naudingumo reikalavimai naujiems pastatams

Nuo 2021 m. sausio 1 d. įsigaliojo nauji energiniai reikalavimai naujai statomiems pastatams - A++. A++ energinės klasės pastatuose ne mažiau kaip 50 proc. energijos turi būti pagaminta naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius (biokuras, vėjo, saulės, geoterminė energija, šilumos siurbliai). Jeigu A+ name dar galima naudoti dujas, tai A++ dujas jau galima pamiršti. Netgi įsirengus šilumos siurblį oras-vanduo - nėra garantijos, kad namas atitiks A++ klasę. Greičiausiai papildomai dar reikės ir saulės baterijų. Langai su dar didesne varža, sienos, stogas taip pat.

Kiekvienas namas individualus. Skiriasi plotai, langų dydžiai, naudojamos medžiagos ir t.t. Norint pasakyti ar konkrečiam namui galimi vieni ar kiti sprendimai dėl A++ - reikia atlikti skaičiavimus.

Išimtys

Yra keletas išimčių, kai energiniai reikalavimai nėra nustatomi:

• Pastatai, kurių bendras plotas neviršija 50m2.
• Sodų paskirties pastatai, naudojami tik šiltuoju laikotarpiu (ne ilgiau nei 4 mėnesius per metus).

Kada privaloma sertifikuoti pastatą?

Pastato energinio naudingumo sertifikavimas atliekamas:

• Užbaigus naujų pastatų (jų dalių) statybą.
• Užbaigus pastatų (jų dalių) rekonstravimą, atnaujinimą (modernizavimą) ar kapitalinį remontą, kai jų rekonstravimo kaina sudaro daugiau kaip 25 procentus pastato vertės.
• Parduodant ar išnuomojant pastatus ir (ar) jų dalis.
• Didesniems kaip 500 kvadratinių metrų (nuo 2015 m. liepos 9 d. - didesniems kaip 250 kvadratinių metrų) naudingojo vidaus patalpų ploto viešbučių, administracinės, prekybos, paslaugų, maitinimo, transporto, kultūros, mokslo, sporto, gydymo ir poilsio paskirties pastatams.

Praktiniai pavyzdžiai

Šiai dienai dar nėra iki galo aišku kas ką kontroliuoja ir kas turi patikrinti ar pastatytas statinys tikrai atitinka A++? Naujai pastatytas 150m2 namas, kuriam leidimas derintas 2021 metais. Suprojektuota A++ klasė. Tokio namo pridavimas vykdomas derinant dokumentus su statybų inspekcija. Ji tikrai patikrins energinį sertifikatą. Jeigu pastatytas namas yra žemesnės klasės - įteisinti jo nepavyks.

Naujai suprojektuoti gyvenamieji namai iki 80m2. Tokių tikrai yra labai daug ne tik Vilniuje ir Kaune. Blokuoti vienbučiai gyvenamieji namai iki 80m2, jei jų bendras aukštis neviršija 8.5metrų - priskiriami 2 grupės nesudėtingiems statiniams. Projekte nurodoma, kad bus statomi A++ atitinkantys namai. Norint užbaigti tokių namų statybą ir įregistruoti 100proc baigtumą - užtenka atlikti statinio matavimus, parengti kadastrinę matavimų bylą, atnaujinti žemės sklypo kadastrinius matavimus, surašyti deklaraciją ir pateikti Registrų centrui registruoti. Registrų centras šiai dienai nereikalauja jokio A++ sertifikato, kadangi to reikalauti įstatymas nenumato.

Notaras paprašys pateikti sertifikatą, kaip numatyta įstatyme. Bet kur pasakyta, kad notaras turi tikrinti kokia konkreti klasė tam namui turi būti? Praktika rodo, kad notarai tuo neužsiima ir netikrina ar pagal STR čia turėjo būti, B, A, o gal jau A++? Vadinasi nors ir namas statytas 2021 metais - praktikoje net parduodant šiai dienai niekas netikrins to A++. Nebent notaras bus super protingas ir tokį klausimą iškels.

Klasikinis atvejis - 79m2 sodo pastatas, kuriam nereikia net statybos leidimo. Labai panašus kaip ir kiti du pavyzdžiai aukščiau. Tokiam naujai statomam sodo pastatui reikalavimas A++ yra. Niekas nesiginčija. Parduodant sodą irgi sertifikatas būtų reikalingas . Tačiau, kas sodų atveju tą tikrina? Šiai dienai gaunasi, kad niekas.

A++ energinio naudingumo klasės pastato pavyzdys

Pateiksime pavyzdį, kokie sprendimai yra taikomi, norint pasiekti A++ energinio naudingumo klasę:

• Išorinių sienų šilumos perdavimo koeficiento U(A++) vertė 0,102 (W/(m2K)).
• Šlaitinio stogo šilumos perdavimo koeficiento U(A++) vertė 0,100 (W/(m2K)).
• Langai numatyti plastikiniai 3 stiklų, 2 selektyvinių stiklų, šilumos perdavimo koeficiento vertė turi būti ne didesnė negu 0,80 (W/(m2K)).
• Grindų ant grunto šilumos perdavimo koeficiento U(A++) vertė 0,133 (W/(m2K)).
• Oro apykaitos pastate rodiklio n50 vertė ne didesnė negu 0,60 (1/h).
• Šviestuvai su šviesos diodų (LED) lempomis.
• Šilumos šaltinis šildymo sistemai yra šilumos siurblys, kai energija yra paimama iš oro, kurio naudingumo koeficientas turi būti ne mažesnis negu 4,60 arba SPF rodiklis turi būti ne mažesnis negu 4,14.
• Priverstinė vėdinimo sistema su oro pašildymu, rekuperatorių skaičiuojamasis šilumos sugrąžinimo naudingumo koeficientas turi būti ne mažesnis už 0,80, o ventiliatoriaus elektros energijos kiekis turi būti ne didesnis už 0,45 Wh/m3.
• Įvertinti 4 vnt. po 1,54 m2 (kolektoriaus plotas, neįskaitant rėmo) monokristalinio silicio saulės elementai.

Reikiamos patalpų oro apykaitos nustatymas

Ventiliuojamo oro kiekis nustatomas kiekvienai patalpai atskirai atsižvelgiant i esamas kenksmingas priemaišas (medžiagas) arba užduodamos pagal atliktų tyrimų rezultatus. Jeigu kenksmingų priemaišų (medžiagų) pobūdžio ir kiekio apskaičiuoti negalima, oro apykaita nustatoma pagal kartotinumą:

L=Vpat x Kp (m3/h),čia:

• Vpat - patalpų tūris, m3;
• Kp - minimalus oro apykaitos kartotinumas, 1/val.

Reikia apskaičiuoti bendrą patalpų tūrį kubiniais metrais. Pavyzdžiui, patalpos ilgis - 7 m, plotis - 4 m, aukštis- 2,8 m. Norint nustatyti oro tūrį, kurio reikia šiai patalpai ventiliuoti, apskaičiuojame patalpos tūrį: 7×4×2,8=78,4 m3.

3 m3/val. L = L1 × NL (m3/h),čia:

• L1 - oro norma vienam žmogui, m3/hמm.;
• NL - žmonių skaičius patalpoje;
• 20-25 m3/val. vienam žmogui esant minimaliam fiziniam aktyvumui;
• 45 m3/val. vienam žmogui atliekant lengvą fizinį darbą;
• 60 m3/val.

Oro tekėjimo vėdinimo sistema pasipriešinimas dažniausiai nustatomas pagal oro judėjimo greitį šioje sistemoje. Didėjant greičiui, didėja ir pasipriešinimas. Šis reiškinys vadinamas slėgio nuostoliais. Statinis slėgis, kurį sukuria ventiliatorius, lemia oro judėjimą vėdinimo sistema, kurioje yra tam tikras pasipriešinimas. Kuo didesnis šios sistemos pasipriešinimas, tuo mažesnė ventiliatoriaus perstumiamo oro išeiga.

V=L / 3600xF (m/s),čia:

• L - oro išeiga.

Ortakių sistemos slėgio nuostolius galima sumažinti padidinus ortakių, užtikrinančių santykinai vienodą oro greitį visoje sistemoje, skerspjūvį. Sistemose, kurių ortakių ilgis didelis ir daug ventiliacijos grotelių, ventiliatorių tikslinga montuoti ventiliacijos sistemos viduryje. Siekiant sumažinti nuostolius, susijusius su oro srauto turbulentiškumu, ventiliatoriaus iėjime ir išėjime turi būti ortakio tiesioji dalis. Šių tiesių sekcijų minimalūs rekomenduojami ilgiai sudaro: ortakio iš įėjimo pusės 1 skersmenį ir ortakio iš išėjimo pusės 3 skersmenis.

tags: #garazo #oro #kiekis