Prirodnom ventilacijom do zdravih prostora

U današnje vrijeme, kada gradimo sve hermetičnije, povećavajući udobnost a smanjujući troškove energije, neophodno je voditi računa da ta hermetičnosti ne ugrozi kvalitet vazduha koji udišemo u zatvorenom prostoru. Ako prostor pravilno projektujemo, zgrade mogu da dišu prirodno, bez upotrebe mehaničkih sistema. Ako vam je ova tema zanimljiva, nastavite da čitate jer ćemo u blogu detaljnije obraditi koncept prirodne ventilacije uključujući najvažnije principe i karakteristične ventilacione elemente.

Zašto je ventilacija važna?

Ventilacija povećava nivo kiseonika, razblažuje i izmjenjuje ugljen-dioksid i zagađivače u vazduhu. Ukoliko dobra zaptivenost objekta nije praćena adekvatnom ventilacijom, može doći do pojave kondenzacije i buđi, kao i do nakupljanja gasova, toksina i zagađivača.

Toksične supstance uključuju isparenja od zagrevanja i kuvanja, iz namještaja, tepiha i završnih obrada građevinskih materijala. Takođe, ovoj grupi pripadaju toksini iz sredstava za čišćenje (koji dospijevaju u vazduh), polen, prašina i grinje.

Povećan nivo CO2 u objektima može imati negativne posljedice po zdravlje u vidu pospanosti, glavobolja, gubitka koncentracije i pažnje, ubrzanog rada srca, blagih mučnina, nedostatka kiseonika, pa čak i trovanja.

Šta je zadatak ventilacije?

Zadatak ventilacije je da konstantno zamijenjuje iscrpljeni, ustajali unutrašnji vazduh svježim spoljnim vazduhom kako bi se održali sanitarni uslovi neophodni za zdravlje i udobnost korisnika. Pored toga, njena uloga je i da po potrebi zagrijava vazduh, uklanja višak vlage i štetnih gasova iz unutrašnjeg prostora, a ljeti i da hladi vazduh.

Prirodna vs. mehanička ventilacija

Prirodna i mehanička ventilacija, kao i kombinacija prirodnih i mehaničkih metoda, su različite strategije za postizanje dobre ventilacije, čija primjena zavisi od prirode problema. Prirodna ventilacija je poželjnija jer iziskuje manju potrošnju električne energije i ima 40% manju emisiju CO2 od mehaničke ventilacije (o kojoj će biti riječi u jednom od narednih blogova).

Prirodna ventilacija

Koncept prirodne ventilacije pokrićemo kroz tri aspekta: 1) Prirodna sila za pokretanje ventilacije 2) Principi prirodne ventilacije i 3) Karakteristični ventilacioni elementi za realizaciju prirodne ventilacije.

I. Prirodna sila za pokretanje ventilacije

Kada govorimo o ovom aspektu, moramo znati da postoje dva osnovna tipa prirodnih sila za pokretanje ventilacije a to su sile toplotnog potiska i sile vjetra. Razlikuje se njihov pojedinačni i kombinovani efekat.

1. Ventilacija vođena toplotnim potiskom (Thermal buoyancy driven ventilation): Javlja se uslijed razlike između spoljašnje i unutrašnje temperature. Razlika u gustini vazduha stvara razlike pritiska koje dovode i odvode vazduh kroz objekat putem odgovarajuće postavljenih otvora u omotaču zgrade.
2. Ventilacija vođena silom vjetra (Wind driven ventilation): Nastaje kao rezultat različitih pritisaka vjetra na omotač zgrade. Razlike u pritisku dovode vazduh u objekat kroz otvore na omotaču zgrade sa vjetrovite strane fasade i odvode ga na stranu zavjetrine.

Ove dvije prirodne pokretačke sile se mogu javljati pojedinačno, ali češće dolazi do njihovog kombinovanog efekta. Adekvatnim postavljanjem dovodnih i odvodnih otvora za vazduh, za potrebe ventilisanja objekta može se optimizovati simultano korišćenje pokretačkih snaga sile toplotnog potiska i sile vjetra.

II. Principi prirodne ventilacije

Način rada prirodne ventilacije zavisi od oblika zgrade i pozicije ventilacionih otvora. Postoji tri principa ventilacije koji pokazuju povezanost između unutrašnjeg i spoljašnjeg protoka vazduha. Ovi principi ukazuju na načine korišćenja prirodnih pokretačkih sila za ventilaciju objekta i daju nagoveštavaj kako se vazduh dovodi i odvodi kroz zgradu.

Prvi je princip jednostrane ventilacije (Single-sided ventilation), kod kojeg svjež vazduh ulazi u prostoriju na istoj strani na kojoj se ispušta iskorišćeni vazduh. Tipičan primjer su sobe jednoćelijske zgrade (cellular building) sa prozorima koji se otvaraju sa jedne strane i zatvorenim unutrašnjim vratima sa druge.

Drugi princip je princip unakrsne ventilacije (Cross-ventilation). U ovom slučaju vazduh struji između dvije strane omotača zgrade pomoću razlika pritiska izazvanih vetrom između te dve strane. Vazduh za ventilaciju (Ventilation air) ulazi i izlazi obično kroz prozore, otovre ili rešetke integrisane u fasade. Vazduh za ventilaciju (Ventilation air)  kreće se sa strane koja je na udaru vjetra na stranu u zavetrini. Tipičan primjer bio bi kancelarisjki prostor slobodnog plana koji se proteže po celoj dubini zgrade.

Treći je princip dimljačne ventilacije (Stack ventilation), koji se postiže tamo gdje pokretačke sile podstiču odvod vazduha iz zgrade na višim spratovima i dovod na nižim. Svjež vazduh obično ulazi kroz ventilacione otvore pozicionirane na nižim spratovima, dok se iskorišćeni i kontaminirani vazduh izbacuje kroz ventilacione otvore viših spratova. Tipičan primjer je zgrada sa izdignutim centralnim dijelom, u kojoj se topao i kontaminiran vazduh iz okolnih prostora uzdiže da bi se izduvao kroz kule za vjetar (wind towers) smještene na krovu.

III. Karakteristični ventilacioni elementi prirodne ventilacije

Koncept prirodne ventilacije od ostalih strategija ventilacije razlikuju karakteristični ventilacioni elementi koji se koriste za realizaciju i/ili poboljšanje prirodne ventilacije. Pojedinačni ventilacioni elementi mogu se koristiti za dovod ili odvod vazduha, a neki služe i u obje svrhe.

Međutim, iako se kod većine zgrada za iskorištavanje prirodnih pokretačkih sila i podršku protoku vazdaha kroz objekat koriste namjenski ventilacioni elementi, prirodna ventilacija se može ostvariti i bez njih. Tada sama zgrada služi kao ventilacioni element koji bi se mogao nazvati “integrisani element zgrade” (building integrated element). U tom slučaju, dizajnom objekta izbjegnuta je potreba za namjenskim ventilacionim elementima i ventilacionim sistemom, budući da se vazduh usmjerava kroz prostore korisnika.

Evo pregleda karakterističnih ventilacionih elemenata:

Korišćenje prirodne ventilacije u praksi

Primjena prirodne ventilacije u arhitektonskim rješenjima je od ključnog značaja za postizanje zdravijih i prijatnijih životnih prostora. U svjetu gde energetska efikasnost postaje sve značajnija, prirodna ventilacija se pojavljuje kao održivo rješenje zbog svoje sposobnosti da smanji potrošnju električne energije i emisiju CO2.

Da bi se postigla efikasna prirodna ventilacija, važno je uzeti u obzir sledeće:

• Dizajn zgrade: Oblik zgrade i pozicioniranje ventilacionih otvora su ključni faktori. Na primjer, zgrade s izduženim oblikom omogućavaju bolju unakrsnu ventilaciju.
• Lokalna klima: Razumjevanje lokalnih klimatskih uslova, kao što su veoma vjetroviti ili topli i hladni periodi, može pomoći u optimizaciji prirodne ventilacije.
• Kombinovanje principa ventilacije: Efikasna kombinacija različitih principa ventilacije može poboljšati kvalitet unutrašnjeg vazduha. Na primjer, korišćenje unakrsne ventilacije u kombinaciji s dimnjačnom ventilacijom može biti veoma korisno u višespratnim zgradama.

Prednosti prirodne ventilacije

Prirodna ventilacija donosi brojne prednosti koje je čine poželjnim izborom:

• Ekonomska efikasnost: Smanjuje potrebe za mehaničkim sistemima i potrošnju električne energije, što rezultira manjim operativnim troškovima.
• Ekološka odgovornost: Niži nivo emisije CO2 doprinosi očuvanju životne sredine.
• Poboljšano zdravlje: Kvaliteniji vazduh u zatvorenom prostoru smanjuje zdravstvene probleme kao što su alergije, astma i učestale glavobolje.
• Komfor: Osigurava ugodniju unutrašnju klimu bez naglih promjena temperature koje se često javljaju kod mehaničkih sistema.
• Estetika: Ventilacioni elementi poput atrijuma i dvostrukih fasada mogu doprinijeti estetskoj vrijednosti zgrade.

Najčešće postavljana pitanja

Šta je prirodna ventilacija i zašto je važna? Prirodna ventilacija koristi prirodne sile, poput vetra i toplotnog potiska, da bi omogućila protok svježeg vazduha kroz zgradu. Ona je važna jer poboljšava kvalitet vazduha, smanjuje potrebu za mehaničkim sistemima i doprinosi smanjenju emisije CO2.

Koje su glavne prednosti prirodne ventilacije? Glavne prednosti uključuju ekonomsku efikasnost, ekološku odgovornost, poboljšano zdravlje, povećan komfor i estetski kvalitet zgrada.

Da li je prirodna ventilacija pogodna za sve tipove zgrada? Da, prirodna ventilacija može se prilagoditi različitim tipovima zgrada, ali je važno uzeti u obzir lokalne klimatske uslove i specifičnosti dizajna zgrade za optimalne rezultate.

Kako se može poboljšati prirodna ventilacija u postojećim zgradama? Postojeći objekti mogu se poboljšati dodavanjem ventilacionih elemenata kao što su lopatice za vjetar, kule za vjetar ili ventilacioni otvori na fasadama. Takođe, prilagođavanje oblika zgrade i pozicioniranje prozora može značajno poboljšati ventilaciju.

Da li prirodna ventilacija može u potpunosti zamijeniti mehaničke sisteme? Iako prirodna ventilacija može značajno smanjiti potrebu za mehaničkim sistemima, u nekim slučajevima može biti potrebno kombinovati je s mehaničkim sistemima za optimalne rezultate, posebno u ekstremnim klimatskim uslovima.

Zaključak

Prirodna ventilacija predstavlja održivo i efikasno rešenje za poboljšanje kvaliteta unutrašnjeg vazduha i smanjenje potrošnje energije. Korišćenjem prirodnih pokretačkih sila, poput vjetra i toplotnog potiska, i primjenom adekvatnih principa i ventilacionih elemenata, moguće je stvoriti zdravije, prijatnije i zelenije kuće.

Uzimajući u obzir sve prednosti prirodne ventilacije, važno je da arhitekte, inženjeri i dizajneri pridaju veći značaj ovom konceptu prilikom planiranja novih objekata ili renoviranja postojećih. Na taj način, možemo ostvariti dugoročne koristi za zdravlje, komfor i životnu sredinu.