Systemy przepływu i oczyszczania powietrza

To w jaki sposób osiągnie się równowagę między jakością powietrza a zużyciem energii, zależy w dużym stopniu od warunków klimatycznych. W klimacie gorącym i wilgotnym albo w klimacie, gdzie okresy zimna są długie i oszczędzanie energii ma wielkie znaczenie, konieczne może być zastosowanie systemów mechanicznych, które zawierają urządzenia pozwalające odzyskiwać ciepło.

W nowo budowanych domach skandynawskich czy północnoamerykańskich o niskim zużyciu energii jest obecnie normą instalowanie systemu mechanicznej wentylacji, obejmującego cały dom.

W klimacie bardziej umiarkowanym, gdzie domy nie są na ogół tak szczelne, należy w dalszym ciągu wykorzystywać bierną wentylację. System ten opiera się na zasadzie „ciągu kominowego”; w wyniku różnic temperatur i ciśnienia na zewnątrz i wewnątrz pomieszczeń oraz przy dostatecznie wysokim przewodzie kominowym, świeże powietrze przemieszcza się w środku domu. Zanieczyszczone i wilgotne powietrze podnosi się i uchodzi otworem wentylacyjnym w dachu. Można ten system wzmocnić, instalując wentylatory w kuchni i łazience lub też w konkretnych miejscach, w których zbiera się najwięcej zanieczyszczonego powietrza, na przykład w piwnicach z piecami centralnego ogrzewania, pokojach do pracy z komputerem, czy pracowniach z farbami i rozpuszczalnikami.

Systemy takie, zarówno czynne, jak i bierne, oczyszczają powietrze z zanieczyszczeń, zapachów czy nadmiaru pary, przepuszczając je przez specjalnie zaprojektowane kanały.
Zależnie od tego jak jest zaprojektowany taki system, suche powietrze, na przykład z pokoju dziennego, może być kierowane przez kuchnię i łazienkę usuwając z nich nadmiar wilgoci, co zmniejsza prawdopodobieństwo szkodliwego skraplania. Systemy obejmujące cały dom mogą być także zaopatrzone w „inteligencję”, reagując – dzięki czujnikom – na zmianę warunków w każdym pokoju.

Czynne systemy wentylacyjne obejmujące cały dom wykorzystują kanały przepływu powietrza połączone z systemem ogrzewania. Dzięki temu świeże, przefiltrowane i ogrzane powietrze dociera do każdego pomieszczenia na poziomie podłogi i uchodzi górą, usuwając po drodze wilgoć, zapachy i zanieczyszczenia. Kuchnia jest na ogół zaopatrzona w odrębną wentylację, by zapobiec gromadzeniu się dymu i tłuszczów w systemie wentylacyjnym. Niezbędne są wymienniki ciepła, aby zapewnić właściwą wentylację, przy jednoczesnej oszczędności energii.

Dobrze by było, gdyby powietrze wewnątrz domu było monitorowane przez stałe czujniki, które w razie wykrycia zanieczyszczenia w powietrzu automatycznie zwiększałyby wentylację. Chociaż istnieją takie czujniki, te naprawdę skuteczne są drogie i reagują jedynie na niektóre zanieczyszczenia, jak dwutlenek węgla, radon czy formaldehyd. Niektóre kraje produkują tańsze czujniki wykrywające radon czy formaldehyd, ale ich dokładność wymaga skrupulatnej weryfikacji.

Bierna wentylacja jest możliwa w wypadku zastosowania materiałów budowlanych o strukturze porowatej, takich jak cegła wypalana z gliny, dachówki ceramiczne czy tynk lub drewno. Ściany zbudowane z tych tradycyjnych materiałów umożliwiają stopniową wymianę powietrza i wilgoci na zasadzie powolnej dyfuzji, możliwej dzięki różnicy pomiędzy ciśnieniem i temperaturą wewnątrz i na zewnątrz budynku. Dzięki temu następuje samoistna regulacja przepływu powietrza i naturalne odprowadzanie domowych zanieczyszczeń. Nie oznacza to dużego ubytku ciepła lub nadmiernego osuszenia powietrza – proces dyfuzji przebiega bowiem bardzo wolno. Świeże powietrze, które przenika do wnętrza budynku przez ściany i dach zapewnia w sposób naturalny stałą wentylację, regulując jakość powietrza przez powolną, ale stałą wymianę, zapewniając odpowiednią wilgotność i równowagę elektrostatyczną.

Lokalizacja, usytuowanie, projekt

Te trzy czynniki mają zasadnicze znaczenie przy zachowaniu w domu równowagi pomiędzy koniecznością wprowadzenia pewnych ograniczeń w zużyciu energii i potrzebą regularnej wentylacji całego budynku. Dom zaprojektowany prawidłowo, tzn. tak, aby najlepiej można było w nim wykorzystać słońce i naturalne osłony, nie musi być w pełni szczelny i nie przepuszczający powietrza. Najlepszym przykładem takich domów są domy osłonięte ziemią -przez cały rok utrzymują dogodną temperaturę i zużywają bardzo małą ilość energii, zarówno na ogrzewanie, jak i chłodzenie latem. Jeżeli nie ma wielkiej potrzeby oszczędzania zużycia energii, to wówczas najlepiej stosować prostą, naturalną wentylację pomieszczeń, która zapewni regularny dopływ świeżego powietrza.

Oddychający dom

Jedną z form wentylacji, którą się bardzo często pomija, jest naturalna dyfuzja przez porowate ściany budynku. Jest to możliwe przy użyciu takich materiałów jak cegła, kamień, drewno i tynk. Efekt „oddychania” całej zewnętrznej (nad ziemią) struktury budynku -„trzeciej skóry” – przyczynia się do wymiany powietrza.

W Wielkiej Brytanii budynki z „oddychającymi ścianami” zaczęto budować od 1990 roku (do 1997 roku zbudowano ich 250). Chociaż pomysł ten nie został w pełni zaakceptowany i nie jest stosowany na szerszą skalę, nadal trwają prace nad rozwojem tego rodzaju projektów, na przykład w wiosce ekologicznej w Findhorn, w Szkocji. próby tam przeprowadzane mają na celu przetestowanie „oddychających” ścian pod kątem szerszego zastosowania.