Jak dobrać zawory wentylacyjne?

Historia, którą chciałbym się z Tobą podzielić wydarzyła się 2 lata temu. Wszystko za sprawą mojego kolegi, który jakiś czas temu kupił dom. Znajdowała się w nim instalacja wentylacji mechanicznej, która niestety nie działała tak, jak oczekiwał mój znajomy. Jak się okazało nieco później, jeden z największych problemów stanowiły zawory wentylacyjne…

Jednak nie uprzedzajmy faktów. Po krótkiej rozmowie, zaproponowałem koledze spotkanie na miejscu, abyśmy mogli sprawdzić w czym dokładnie tkwi problem. Oczywiście chętnie się zgodził. Ja również się ucieszyłem, ponieważ co by nie mówić, to właśnie takie sytuacje sprawiają, że możemy dowiedzieć się czegoś nowego. Możemy poznać rozwiązania, które nie działają i co najważniejsze, wiemy czego w przyszłości powinniśmy unikać.

Kilka dni później spotkaliśmy się na miejscu. Pierwszą rzeczą, która od razu po przekroczeniu drzwi wejściowych przykuwała uwagę to hałas. Niestety, instalacja była głośna. Szum wentylatorów, które znajdowały się w centrali wentylacyjnej był wyraźny. Jeżeli interesują Cię tematy związane z hałasem w instalacjach wentylacji mechanicznych nieco bardziej, to więcej na ten temat możesz przeczytać tutaj. Ale od razu muszę zaznaczyć, że to nie hałas był najbardziej irytujący dla mojego znajomego…

Jakie problemy mogą powodować zawory wentylacyjne?

Szybko przeszliśmy do dużego salonu. Zaraz po tym kolega zapytał – czujesz? Niestety, czułem… Strumień powietrza wypływający przez zawory wentylacyjne był wyraźny. W sypialni jest to samo, dodał po chwili mój znajomy. Z całą pewnością nie była to sytuacja, o której ktokolwiek marzy. Zwłaszcza w domu, który niedawno kupił…

No nic, trzeba było znaleźć jakieś rozwiązanie, które wyeliminowałoby problem i które sprawiłoby, że instalacja działałaby tak, jak działać powinna. Oczywiście tym samy, kolega byłby w końcu zadowolony. Naturalnie rzeczą od której zacząłem było pytanie, czy mamy jakiekolwiek projekty instalacji wentylacji mechanicznej. Domyślasz się jaka była odpowiedź? To cię zaskoczę, dokumentacja była dostępna! Sam się również zdziwiłem. 🙂

Oczywiście natychmiast chciałem do tego projektu spojrzeć. Ponieważ był to projekt budowlany, nie można było się w nim spodziewać zbyt wielu szczegółów. Przewody wentylacyjne zostały przedstawione w formie zwykłych kresek. Dodatkowo znajdowały się w nim zawory wentylacyjne z opisem ich wielkości oraz wydatków. Zatem klasyka, ale prawdę powiedziawszy nic tutaj nie rzuciło mi się w oczy. Niczego co moim zdaniem mogłoby powodować problemy tutaj nie znalazłem.

Zatem szukamy dalej. 🙂 Skoro w dokumentacji projektowej nic nie zwróciło moją uwagę, trzeba było dokładnie przeanalizować wybudowaną instalację. Spojrzałem w górę na zawór nawiewny zamontowany w suficie. Następnie ponownie wróciłem do projektu. I chyba znalazłem winowajcę…

Czy rozmiar ma znaczenie?

Zawory wentylacyjne, które znajdowały się w suficie wydawały mi się nieco mniejsze, od wielkości podanych w projekcie. Poprosiłem kolegę o metr lub linijkę. Zaraz po tym, zmierzyliśmy zawór, który znajdował się w suficie. Chociaż mówiąc nieco bardziej precyzyjnie, zmierzyliśmy jego zewnętrzną średnicę – 13 cm.

Zgodnie z projektem, powinny znajdować się tutaj zawory wentylacyjne w rozmiarze 125. Wydawało mi się, że zewnętrzna średnica tych urządzeń jest nieco większa, ale dla pewności trzeba było to sprawdzić. I za to właśnie kocham XXI wiek! Wystarczy tylko sięgnąć do kieszeni po telefon, aby momentalnie się przekonać czy mamy rację, czy też jesteśmy w błędzie. 🙂

Dzięki temu w jednej chwili sprawdziłem wymiary zaworów wentylacyjnych, dostarczanych przez popularne w Polsce firmy. Na początek odszukałem zawory typu KN, które dostarcza Alnor. Średnica zewnętrzna zaworów KN 125 wynosiła 164 mm. Natomiast ten sam wymiar w przypadku zaworów KN 100 wynosił już 137 mm. Zapewne w tym momencie już dostrzegasz problem, prawda? 🙂

Niemniej jednak, dla pewności chciałem jeszcze sprawdzić jak wygląda sytuacja u konkurencji. Odwiedziłem stronę firmy Lindab, która produkuje zawory nawiewne KI. Jednak i w tym przypadku wymiary produktów były bardzo zbliżone do poprzednich… Zawory nawiewne KI 100 miały średnicę zewnętrzną na poziomie 130 mm, a zawory KI 125 na poziomie 160 mm. Zatem wnioski wysuwały się same… zawory wentylacyjne, które znajdowały się w salonie były mniejsze od tych, które dobrał projektant!

Jak dobrać zawory wentylacyjne?

Zgodnie z projektem, w salonie powinny znajdować się 3 zawory nawiewne, z których każdy posiadał wydatek na poziomie 40 m³/h. Nie inaczej było w rzeczywistości, przynajmniej jeżeli chodziło o ilość urządzeń. A co z wydatkiem? Niestety, ponieważ nie posiadałem anenometru, nie byłem wstanie tego jednoznacznie stwierdzić.

No dobra, ale zastanówmy się teraz wspólnie, czy zawory wentylacyjne, które były nieco mniejsze od założeń projektowych mogły być źródłem problemów? Na potrzeby naszej analizy posłużymy się zaworami typu KI od firmy Lindab. Spójrzmy na charakterystykę zaworu KI 125.

Rys. 01. Nomogram doboru zaworu wentylacyjnego Lindab KI 125^[1]Lindab, http://lindab.pl..

Oś pozioma przedstawia wydatek powietrza, a oś pionowa spadek ciśnienia. Co więcej, jeżeli dokładniej przyjrzymy się tej charakterystyce to możemy zauważyć, że znajdują się na niej jeszcze 3 dodatkowe i jakże tajemnicze parametry…

Stopień otwarcia zaworu wentylacyjnego

Zacznijmy od parametru, który został tutaj oznaczony symbolem a. Dotyczy on stopnia otwarcia danego zaworu wentylacyjnego. Innymi słowy, jest to wolna przestrzeń, pomiędzy tą częścią urządzenia, którą się montuje do przegrody budowlanej, a ruchomym talerzem, przez którą wydobywa się strumień powietrza wentylacyjnego. Co więcej, im przestrzeń ta będzie większa tym, mniejszy będzie spadek ciśnienia na zaworze. Ale jakby to wyglądało w praktyce?

Rys. 02. Nomogram doboru zaworu wentylacyjnego Lindab KI 125^[2]Lindab, http://lindab.pl..

Powyżej przedstawiłem Ci dokładnie tą samą charakterystykę, ale uzupełnioną o pewne wartości. Chciałbym, abyś zwrócił tutaj uwagę jak bardzo różni się spadek ciśnienia dla tego samego wydatku powietrza, czyli dla 40 m³/h, w zależności od stopnia otwarcia zaworu wentylacyjnego.

Kolorem czerwonym został oznaczony zawór, którego stopień otwarcia wynosi dokładnie 7 mm. Spadek ciśnienia w takim przypadku będzie wynosił około 12 Pa. Natomiast w sytuacji, kiedy stopień otwarcia tego samego zaworu wynosiłby zaledwie 3 mm to spadek ciśnienia wzrósłby do około 53 Pa! Tak jak widzisz różnica wynosi tutaj około 40 Pa!

Prędkość w strefie przebywania ludzi

To oczywiście nie koniec zabawy z naszą charakterystyką. Przejdźmy teraz do sytuacji, kiedy wydatek powietrza wynosiłby np. 70 m³/h, a stopień otwarcia zaworu wentylacyjnego byłby równy 5 mm. Sytuacja taka została przedstawiona na poniższym rysunku.

Rys. 03. Nomogram doboru zaworu wentylacyjnego Lindab KI 125^[3]Lindab, http://lindab.pl..

Tak jak widzisz, powyższy nomogram oprócz linii w kolorze czerwonym, został uzupełniony o dwie, dodatkowe linie. Jedna z nich ma kolor niebieski i odpowiada odległości od zaworu, gdzie prędkość strugi powietrza nie przekracza 0,2 m/s. Druga linia została namalowana kolorem zielonym i odpowiada poziomowi mocy akustycznej. Ale uwaga, pamiętaj, aby przypadkiem nie mylić poziomu ciśnienia akustycznego z poziomem mocy akustycznej. Są to dwie, zupełnie inne wartości!

Do poziomu mocy akustycznej zaraz sobie przejdziemy, ale zanim to zrobimy to zajmijmy się prędkością powietrza w strefie przebywania ludzi. Zgodnie z normą PN-B-03421:1978 Wentylacja i klimatyzacja – Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi, strefę tą tworzy przestrzeń do wysokości 2 m nad podłogą. Natomiast na podstawie późniejszych wytycznych, zaleca się zmniejszenie tej strefy do wysokości 1,8 m licząc od poziomu posadzki. Dlaczego? Ponieważ jest to uśredniona wysokość przeciętnego człowieka, przynajmniej w Polsce. 🙂

Dobrze zaprojektowana oraz wykonana instalacja wentylacji mechanicznej powinna działać tak, aby ludzie, którzy przebywają w poszczególnych pomieszczeniach nie odczuwali powiewu powietrza. Zakłada się, że jeżeli prędkość tego powietrza nie będzie większa niż 0,2 m/s^[4]Polski Komitet Normalizacyjny, PN-B-03421:1978 (wersja polska), Wentylacja i klimatyzacja – Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego … Continue reading to warunek ten będzie spełniony.

Wróćmy teraz do naszego przypadku. Przyjrzyjmy się dokładnie, jaką wartość osiąga u nas parametr oznaczony symbolem I_0,2. Osiąga on wartość na poziomie około 2,7 m. Oznacza to, że prędkość powietrza wentylacyjnego, która wypływa z zaworu wentylacyjnego, obniży się do 0,2 m/s w odległości 2,7 m od zaworu.

Zastanówmy się teraz wspólnie, co by się stało, gdyby pomieszczenie, w którym znajduje się nasz zawór wentylacyjny posiadało wysokość na poziomie 3,0 m? Oczywiście w takim przypadku prędkość strugi powietrza wypływająca z zaworu osiągnęłaby wartość 0,2 m/s zaledwie 30 cm nad poziomem posadzki! Nie muszę chyba dodawać, że osoby przebywające w takim pomieszczeniu odczuwałyby mocny dyskomfort? Dokładnie, tak jak mój znajomy!

Poziom mocy akustycznej

Ostatni parametr, który znajduje się na naszym nomogramie odpowiada za poziom mocy akustycznej. Tak jak Ci powiedziałem przed momentem, chciałbym, abyś przypadkiem nie mylił tej wartości z ciśnieniem akustycznym.

Poziom ciśnienia akustycznego jest wartością, którą można zmierzyć przy pomocy specjalistycznych urządzeń, np. sonometrów. Co więcej, parametr ten jest związany z czułością naszego ucha i to właśnie na tej podstawie została określona dla niego odpowiednia skala. Rozwijając ten temat nieco bardziej, wartość ciśnienia akustycznego na poziomie 0 dB odpowiada dolnemu zakresowi, który słyszymy, a wartość na poziomie 140 dB stanowi granicę bólu dla naszego ucha. To tak w skrócie.

Natomiast poziom mocy akustycznej już tak po prostu zmierzony być nie może. Ten parametr związany jest z powierzchnią dookoła źródła, które emituje dźwięk. Aby było mi to nieco łatwiej wyjaśnić, załóżmy dwa, różne zawory wentylacyjne, które posiadają takie samo ciśnienie akustyczne. Który z nich będzie miał większą moc akustyczną? Ten, którego gabaryty będą większe!

Zatem tak jak widzisz, poziom mocy akustycznej różni się od poziomu ciśnienia akustycznego. Oczywiście nie jest to główny temat obecnego artykułu, ale skoro parametr ten znajduje się na nomogramie zaworu wentylacyjnego to chciałbym, abyś o tym wiedział.

Zawory wentylacyjne w budynku

Skoro temat zaworów wentylacyjnych jest już dla Ciebie jasny, wróćmy teraz do naszego problemu. Tak jak już zauważyliśmy, zawory wentylacyjne znajdujące się w domu mojego kolegi były nieco mniejsze niż w projekcie. Zatem, spójrzmy jak wygląda charakterystyka zaworów Lindab KI 100 przy wydatku 40 m³/h.

Rys. 04. Nomogram doboru zaworu wentylacyjnego Lindab KI 100^[5]Lindab, http://lindab.pl..

Zwróć uwagę jak w tym przypadku wygląda parametr oznaczony symbolem I_0,2. Tak jak pamiętasz, odpowiada on odległości od zaworu wentylacyjnego, w której prędkość strugi powietrza obniża się do poziomu 0,2 m/s. W przypadku stopnia otwarcia na poziomie 9 mm, parametr ten osiąga bardzo małą wartość, pewnie około 0,8 m. Natomiast w przypadku nieco mniejszego stopnia otwarcia, np. 4 mm, ta sama wartość będzie równa około 1,6 m.

Salon miał wysokość na poziomie 2,5 m. Zatem zauważ, że nawet w przypadku zaworów wentylacyjnych, które zastosował wykonawca i ich większego stopnia otwarcia, urządzenia te i tak nie powinny powodować zbyt dużego dyskomfortu dla osób, które przebywają wewnątrz pomieszczenia. Ale większość zaworów wentylacyjnych w budynku była mocno przykręcona…

Zawory wentylacyjne czy przepustnice?

Instalacja wentylacji mechanicznej, nie została wyposażona, ani w jedną przepustnicę! Została ona w całości zrównoważona przy pomocy zaworów wentylacyjnych. Czy jest to możliwe? Teoretycznie tak, im mniejszy będzie stopień otwarcia danego zaworu, tym większy będzie on generował spadek ciśnienia. Zatem zrównoważenie instalacji nie jest tutaj problemem. Problemem jest fakt, że w takim przypadku część urządzeń może działać dokładnie tak, jak miało to miejsce w budynku mojego znajomego.

Niemniej jednak, tak jak widzisz, zastosowane przez wykonawcę zawory wentylacyjne nie były błędem. Błędem, a w zasadzie problemem było zrównoważenie instalacji tylko i wyłącznie przy pomocy tych zaworów, a nie przepustnic. Dlatego też zaproponowałem koledze wprowadzenie paru zmian do istniejącej instalacji. Tak jak słusznie się domyślasz, chodziło o dodanie kilku przepustnic, przez co można było zwiększyć stopień otwarcia poszczególnych zaworów.

Na szczęście w tym przypadku było to możliwe, ponieważ wszystkie przewody były prowadzone pod stropem pomieszczeń. Inaczej sytuacja by wyglądała w przypadku prowadzenia kanałów wentylacyjnych w posadzce, o czym więcej możesz przeczytać tutaj. Jeżeli przewody zostałyby tam ukryte, to dostęp do nich byłby praktycznie niemożliwy, przynajmniej nie bez kucia posadzek.

Oczywiście po wprowadzeniu powyższych modyfikacji, instalacja zaczęła pracować tak jak powinna od samego początku. Co więcej, po dokładnej regulacji oraz po wyczyszczeniu filtrów, wentylatory zaczęły pracować na nieco mniejszych obrotach. Dzięki temu obniżył się również hałas w instalacji, ale niestety nie został on w pełni wyeliminowany.

Podsumowanie

Tak jak widzisz, powyższa historia pokazała, że zawory wentylacyjne, pomimo wcale nie tak bardzo skomplikowanego doboru, potrafią przysporzyć nieco problemów. 🙂 Dlatego też chciałbym, abyś przy każdym doborze podobnych urządzeń nie patrzył tylko i wyłącznie na wydatek powietrza i spadek ciśnienia, ale również, abyś spojrzał na parametr określany symbolem I_0,2. W tym przypadku miał on kolosalne znaczenie.

Ale… tak jak w większości przypadków tak i tutaj, sprawa jest nieco bardziej ciekawa. 🙂 Część producentów, w zależności od konkretnych urządzeń podaje odległość, w której prędkość strugi powietrza wentylacyjnego obniża się do wartości 0,2 m/s w kierunku pionowym lub w poziomym. W szczególności takich urządzeń jak zawory wentylacyjne powinno być to określone w kartach katalogowych. Niestety często tak jednak się nie dzieje. Dlatego też, jeżeli informacja ta nie została tam jednoznacznie zdefiniowana przyjmuje się, że odległość ta dotyczy kierunku pionowego.

A jak było w przypadku, którym się zajmowaliśmy? Niestety tutaj nie dysponowaliśmy dokładnymi informacjami. Niemniej jednak, na podstawie projektu, własnych obserwacji oraz odczuć zaobserwowaliśmy, że prędkości te pokrywają się z wartościami podanymi przy urządzeniach od firmy Lindab.

Również nie bez znaczenia jest odpowiednia regulacja całego systemu. W tym przypadku, zastosowane zawory wentylacyjne i ich odpowiednie ustawienie zapewniały poprawne zrównoważenie całej instalacji. Niestety, odbyło się to pewnym kosztem, który spędzał sen z powiek mojemu koledze.

Na koniec chciałbym Ci jeszcze powiedzieć, że nie były to wszystkie problemy, z którymi zmagał się mój znajomy. Było tutaj coś jeszcze, na co tak naprawdę nie miał on większego wpływu. Co więcej, myślę, że taki sam problem wcale nie jest rzadko spotykany. Ale o co dokładnie chodziło to obiecuję przesłać Ci mailem w najbliższym czasie. Oczywiście jeżeli jesteś zapisany do mojej listy mailowej. 🙂

PODOBAŁ CI SIĘ ARTYKUŁ?

Już teraz odbierz zestaw darmowych materiałów premium, które pomogą Ci zwiększyć wiedzę oraz poprawić finanse

Chcę zapisać się do newslettera, a co za tym idzie wyrażam zgodę na otrzymanie na mój adres e-mail informacji o nowościach, promocjach, produktach i usługach oferowanych przez serwis swiadomyprojektant.pl oraz informuję, że zapoznałem się z treścią regulaminu i akceptuję jego treść. Wiem, że w każdej chwili mogę wycofać zgodę.