Wentylacja grawitacyjna: jak działa i jak poprawić ciąg w domu

Jak działa wentylacja grawitacyjna

Wentylacja grawitacyjna to system bez wentylatorów. Powietrze wpływa do domu przez nieszczelności i nawiewniki w pokojach, przepływa pod drzwiami do kuchni, łazienki i WC, a stamtąd uchodzi pionowymi kanałami ponad dach. Siłą napędową jest różnica gęstości powietrza ciepłego w kanale i chłodnego na zewnątrz, wspomagana przez wiatr.

To nadal najczęstszy sposób wentylacji w polskich domach i blokach. Ma jednak ograniczenia, których nie da się obejść: działa tylko wtedy, gdy na zewnątrz jest wyraźnie chłodniej niż w środku, i nie odzyskuje ciepła z usuwanego powietrza. Alternatywę z odzyskiem ciepła opisujemy szeroko w kompendium Rekuperacja, a tutaj skupiamy się na tym, jak sprawić, by istniejąca wentylacja grawitacyjna działała poprawnie.

Układ ma trzy elementy, które muszą współpracować: dopływ powietrza (nawiewniki, szczeliny), przepływ wewnątrz domu (podcięcia drzwi, kratki transferowe) i odpływ (kratki wywiewne i kanały). Zablokowanie któregokolwiek z nich zatrzymuje cały obieg.

Skąd się bierze ciąg - fizyka w liczbach

Ciąg kominowy to różnica ciśnień między dołem a górą kanału. W przybliżeniu wynosi ona: wysokość kanału x przyspieszenie ziemskie x różnica gęstości powietrza zewnętrznego i wewnętrznego. Gęstość powietrza zależy od temperatury: przy 20°C to ok. 1,20 kg/m3, przy 0°C ok. 1,29 kg/m3, przy -10°C ok. 1,34 kg/m3.

Poniżej przykład dla kanału o czynnej wysokości 7 m (od kratki na parterze do wylotu nad dachem) i temperatury w domu 20°C. Założenia są uproszczone: pomijamy wiatr i opory przepływu.

Temperatura zewnętrzna	Różnica gęstości	Teoretyczny ciąg	Co to oznacza w praktyce
-10°C	ok. 0,14 kg/m3	ok. 9,4 Pa	silny ciąg, często nadmierna wentylacja i straty ciepła
0°C	ok. 0,09 kg/m3	ok. 6,0 Pa	wentylacja zwykle działa poprawnie
12°C	ok. 0,05 kg/m3	ok. 3,7 Pa	ciąg słaby, wrażliwy na opory i wiatr
20°C i więcej	0	0 Pa	brak ciągu, możliwy ciąg wsteczny

Kilka paskali to bardzo mało. Dla porównania wentylator domowej centrali pracuje z ciśnieniem rzędu kilkudziesięciu do ponad stu paskali. Dlatego w wentylacji grawitacyjnej liczy się każdy opór: zbyt wąska kratka, zagięcie kanału, zabrudzona siatka przeciw owadom.

Z tabeli wynika też główna wada systemu. Zimą wymiana powietrza bywa większa, niż trzeba, a latem i w okresach przejściowych prawie zanika, choć ludzie i gotowanie produkują tyle samo wilgoci i dwutlenku węgla.

Ile powietrza powinna usuwać

Wymagania dla budynków mieszkalnych wynikają z normy PN-83/B-03430/Az3, do której odsyła rozporządzenie w sprawie warunków technicznych. Strumienie określa się dla pomieszczeń, z których powietrze jest usuwane, a nie na metr kwadratowy domu.

Pomieszczenie	Minimalny strumień powietrza usuwanego
Kuchnia z oknem zewnętrznym, kuchenka gazowa lub węglowa	70 m3/h
Kuchnia z oknem zewnętrznym, kuchenka elektryczna (mieszkanie do 3 osób)	30 m3/h
Kuchnia z oknem zewnętrznym, kuchenka elektryczna (mieszkanie powyżej 3 osób)	50 m3/h
Łazienka (także z WC)	50 m3/h
Oddzielne WC	30 m3/h
Pomieszczenie pomocnicze bez okna (np. garderoba, spiżarnia)	15 m3/h

Dom z kuchnią gazową, łazienką, osobnym WC i garderobą powinien więc usuwać co najmniej 165 m3/h. Tyle samo powietrza musi do domu napłynąć. W szczelnym budynku z nowymi oknami bez nawiewników jest to fizycznie niemożliwe.

Wymagania co do samych kanałów są w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych: przewody wentylacji grawitacyjnej powinny mieć przekrój co najmniej 0,016 m2 i najmniejszy wymiar co najmniej 0,1 m (np. 14 x 14 cm albo okrągły o średnicy ok. 15 cm), a każde pomieszczenie wymagające wywiewu powinno mieć osobny kanał.

Dlaczego wentylacja grawitacyjna przestaje działać

Najczęstsza przyczyna to wymiana okien. Stare okna drewniane przepuszczały powietrze, nowe są szczelne. Po termomodernizacji poprawia się szczelność budynku, ale wentylacja traci dopływ. Kanały wywiewne mają z czego ciągnąć tylko wtedy, gdy powietrze ma którędy wejść.

Pozostałe typowe przyczyny:

• Zbyt krótki kanał. Na ostatniej kondygnacji bloku lub na poddaszu kanał ma 1-3 m wysokości i daje bardzo mały ciąg.
• Okap z wentylatorem podłączony do kanału grawitacyjnego. Wentylator wtłacza powietrze do pionu i może odwrócić ciąg w sąsiednich kanałach albo u sąsiadów.
• Zablokowany przepływ wewnętrzny. Drzwi łazienki bez podcięcia lub kratki, uszczelki w drzwiach, zasłonięte kratki wywiewne.
• Wentylator wyciągowy w innym pomieszczeniu albo kominek pobierający powietrze z pokoju. Wytwarzają podciśnienie, które zasysa powietrze przez najbliższy kanał wywiewny, czyli w odwrotnym kierunku.
• Zabrudzone lub uszkodzone kanały. Gniazda ptaków, gruz po remoncie, odpadające tynki.
• Niewłaściwe położenie wylotu. Wylot w strefie zawirowań za wyższą częścią dachu lub sąsiednim budynkiem.

Objawy są podobne niezależnie od przyczyny: zaparowane szyby, zapach z kuchni rozchodzący się po domu, zawilgocone narożniki i grzyb. Mechanizm powstawania pleśni omawiamy w artykule Wilgoć i grzyb w domu.

Jak sprawdzić, czy wentylacja działa

Popularny test kartką papieru przyłożoną do kratki pokazuje tylko, że jakiś ciąg w ogóle jest. Lepiej wykonać kilka prostych kroków:

1. Sprawdź ciąg przy zamkniętych, a potem przy uchylonych oknach. Jeśli kartka trzyma się kratki dopiero po uchyleniu okna, brakuje dopływu powietrza.
2. Powtórz próbę w ciepły dzień. Brak ciągu przy temperaturze zewnętrznej zbliżonej do wewnętrznej jest normalny dla tego systemu, a nie objawem awarii.
3. Zmierz wilgotność higrometrem przez kilka dni. Utrzymująca się zimą wilgotność powyżej 60% wskazuje na zbyt małą wymianę powietrza.
4. Czujnik dwutlenku węgla w sypialni pokazuje, czy rano stężenie nie przekracza wyraźnie 1000-1500 ppm.
5. Zleć kominiarzowi kontrolę przewodów. Okresowa kontrola przewodów wentylacyjnych jest obowiązkowa raz w roku (Prawo budowlane), a kominiarz zmierzy też przepływ anemometrem.

Jak poprawić wentylację grawitacyjną

Zacznij od zapewnienia dopływu. Nawiewniki okienne lub ścienne montuje się w pokojach, nie w kuchni i łazience. Nawiewnik higrosterowany otwiera się bardziej przy wyższej wilgotności w pomieszczeniu, co ogranicza straty ciepła w mroźne dni, gdy ciąg i tak jest silny.

Przy wyborze nawiewnika zwróć uwagę na trzy parametry: przepływ przy różnicy ciśnień 10 Pa (pozwala porównać urządzenia między sobą), izolacyjność akustyczną (ważna przy ruchliwej ulicy) i sposób regulacji. Nawiewniki ręczne są tańsze, ale w praktyce rzadko kto zmienia ich ustawienie. Nawiewniki ścienne przydają się tam, gdzie okna nie pozwalają na montaż, np. w oknach z nietypowymi profilami albo przy fasadach chronionych. Liczbę nawiewników dobiera się tak, by suma przepływów odpowiadała wymaganemu wywiewowi z kuchni, łazienki i WC.

Następnie udrożnij przepływ wewnętrzny. Drzwi do łazienki i WC powinny mieć podcięcie (w praktyce szczelinę ok. 2 cm) albo kratkę w skrzydle. Kratek wywiewnych nie zastawia się meblami ani nie zakleja na zimę.

Okap z wentylatorem podłącza się do osobnego kanału, a nie do kanału wentylacyjnego kuchni. Jeśli osobnego kanału nie ma, rozwiązaniem jest okap pochłaniający z filtrem węglowym. Kuchnia nadal potrzebuje wtedy działającej kratki wywiewnej.

W kolejnym kroku można wspomóc ciąg:

• Nasady kominowe. Nasada obrotowa lub statyczna wykorzystuje wiatr i ogranicza ciąg wsteczny przy podmuchach. Nie zastąpi braku dopływu powietrza.
• Nasady hybrydowe. Mają mały wentylator, który włącza się, gdy naturalny ciąg jest za słaby, np. latem.
• Kratki z wentylatorem w łazience. Tylko w kanale, który obsługuje wyłącznie to pomieszczenie, i z zachowaniem przekroju czynnego.
• Wydłużenie kanału ponad dach. Pomaga przy krótkich kanałach na poddaszu i przy wylotach w strefie zawirowań, ale wymaga projektu i zgłoszenia prac.

Jeżeli w kuchni pracuje kocioł z otwartą komorą spalania, nie montuj żadnych wentylatorów wyciągowych bez opinii kominiarza. Podciśnienie może cofnąć spaliny do mieszkania. Bezpieczniejsze są urządzenia z zamkniętą komorą spalania, np. kocioł kondensacyjny z przewodem powietrzno-spalinowym.

Wentylacja grawitacyjna w bloku i na poddaszu

W budynkach wielorodzinnych kanały są częścią wspólną budynku. Za ich drożność i coroczne kontrole odpowiada zarządca, wspólnota lub spółdzielnia. Lokator odpowiada za to, co dzieje się w mieszkaniu: dopływ powietrza, przepływ między pomieszczeniami i niezasłanianie kratek.

Najtrudniejsza sytuacja dotyczy mieszkań na ostatniej kondygnacji. Ich kanały mają kilka metrów mniej niż kanały mieszkań na parterze, więc ciąg jest wyraźnie słabszy, a wiatr łatwiej go odwraca. W takich mieszkaniach często montuje się kratki z wentylatorem albo nasady wspomagane, ale zawsze za zgodą zarządcy i po opinii kominiarza, bo zmiana dotyczy przewodów należących do budynku.

Częsty problem w blokach to także kanały zbiorcze, do których podłączonych jest kilka mieszkań. Wentylator lub okap w jednym lokalu może wtedy wtłaczać powietrze i zapachy do mieszkań sąsiadów. Dlatego w kanałach zbiorczych nie montuje się samodzielnie żadnych urządzeń mechanicznych.

Na poddaszach domów jednorodzinnych kanał bywa krótki, bo pokój znajduje się tuż pod dachem. Rozwiązaniem jest wyprowadzenie kanału wyżej ponad kalenicę albo wspomaganie mechaniczne. Warto też pamiętać, że odcinek kanału na zimnym strychu lub ponad dachem wychładza się zimą, co obniża ciąg i sprzyja wykraplaniu wilgoci w kanale. Ocieplenie tego odcinka poprawia działanie wentylacji.

Kiedy lepiej zmienić system

Wentylacja grawitacyjna ma sens w domu nieszczelnym, ze sprawnymi kanałami i bez ambicji co do zużycia energii. Po głębokiej termomodernizacji jej wady narastają: aby dostarczyć wymagane powietrze, trzeba wpuścić do domu dużo zimnego powietrza, które ogrzewa się na koszt instalacji grzewczej.

Orientacyjnie: każde 100 m3/h powietrza ogrzewanego od 0°C do 20°C to ok. 0,67 kW mocy cieplnej (100 m3/h x 1,2 kg/m3 x 1,005 kJ/(kg K) x 20 K / 3600). Przy wentylacji grawitacyjnej całe to ciepło ucieka kanałami. Przy rekuperacji większa część wraca do domu.

Pośrednie rozwiązanie to wentylacja mechaniczna wywiewna z nawiewnikami higrosterowanymi, w której wentylator na dachu lub na strychu zapewnia stały wywiew niezależnie od pogody. Pełna zmiana to rekuperacja, którą da się zamontować także w istniejącym budynku, o czym piszemy w artykule Rekuperacja w starym domu. Przy takiej zmianie pamiętaj, że krotność wymian powietrza i jego rozdział projektuje się od nowa, a nieużywane kanały grawitacyjne trzeba zamknąć, aby nie zaburzały bilansu.

Więcej poradników dla właścicieli domów znajdziesz w strefie Dom oraz w dziale Wentylacja.

Najczęściej zadawane pytania

Czy wentylacja grawitacyjna działa latem?

Słabo albo wcale, bo przy podobnej temperaturze w domu i na zewnątrz nie ma różnicy gęstości powietrza, która napędza ciąg. Pomaga wiatr i otwieranie okien. Jeśli w łazience i kuchni latem utrzymuje się wilgoć, rozważ nasadę hybrydową lub wentylator w kanale obsługującym tylko to pomieszczenie.

Czy można zamknąć kratkę wentylacyjną na zimę?

Nie. Zamknięcie kratki odcina wywiew, co prowadzi do wzrostu wilgotności i ryzyka pleśni, a przy urządzeniach gazowych także do zagrożenia tlenkiem węgla. Gdy zimą wieje zbyt mocno, lepszym wyjściem są nawiewniki higrosterowane lub kratki z regulacją w granicach dopuszczonych przez kominiarza.

Jak sprawdzić, czy jest ciąg w kominie wentylacyjnym?

Najprościej przyłożyć kartkę lub zapaloną zapałkę (nie przy urządzeniach gazowych) do kratki przy lekko uchylonym oknie. Wiarygodny pomiar przepływu wykonuje kominiarz anemometrem podczas corocznej kontroli przewodów.

Czy w bloku można podłączyć okap do kratki wentylacyjnej?

Okapu z wentylatorem nie podłącza się do grawitacyjnego kanału wentylacyjnego kuchni, bo zaburza on wentylację w całym pionie, a przy kuchence gazowej jest to niebezpieczne. W bloku zwykle stosuje się okap pochłaniający, a kratka wywiewna pozostaje odsłonięta.

Czy nawiewniki okienne wychładzają mieszkanie?

Wpuszczają zimne powietrze, ale w takiej ilości, jaka i tak jest potrzebna do wentylacji. Nawiewnik higrosterowany ogranicza przepływ, gdy wilgotność w pokoju jest niska. Montuje się je zwykle w górnej części okna, aby powietrze mieszało się z ciepłym powietrzem pod sufitem.

Czy wentylator łazienkowy poprawi wentylację grawitacyjną?

Może pomóc w samej łazience, jeśli kanał obsługuje tylko ją i jest dopływ powietrza z innych pomieszczeń. Wentylator w kanale zbiorczym albo w mieszkaniu z kotłem z otwartą komorą spalania może natomiast zaburzyć ciąg i cofnąć spaliny.