Prirodzené vetranie: Zlepši pohodlie v tvojom interiéri pomocou okien

Prirodzené vetranie je starodávna prax, ktorá sa po stáročiach zdokonalila, aby vyhovovala potrebám moderného života.

Využívaním tlaku vetra a termického vztlaku zabezpečuje neustálu výmenu vzduchu a podporuje lepšiu kvalitu života v každej miestnosti tvojho domova.

Prirodzené vetranie sa opiera o dve hlavné hnacie sily: tlak vetra a termický tlak. Tieto prírodné javy podporujú prívod čerstvého vzduchu a odvod zastaraného vzduchu, aby zabezpečili neustálu a prospešnú obnovu vzduchu.

• Tlak vetra: keď vietor udrie do fasády budovy, vytvára rozdiely v tlaku, ktoré podporujú prúdenie vzduchu do miestností. Práve tento rozdiel v tlaku spôsobuje prirodzené vetranie.
• Termický tlak: teplo nahromadené vo vnútri, najmä na vyšších úrovniach, má tendenciu stúpať a unikať cez horné otvory. Spôsobuje pohyb vzduchu, ktorý uľahčuje obnovu.

Tu je 5 dôvodov, prečo udržiavať dobrú prirodzenú ventiláciu v tvojom obytnom priestore:

1. Zlepšenie kvality vnútorného vzduchu : väčšina znečisťujúcich látok v tvojom dome pochádza z vnútra¹. Adekvátna ventilácia pomáha znížiť úroveň znečisťujúcich látok, ako sú prchavé organické zlúčeniny (VOC), alergény, oxid uhličitý a iné kontaminanty, ktoré sa môžu hromadiť v slabo vetraných priestoroch.
2. Prevencia nadmernej vlhkosti: vlhká budova môže vyvolať rast plesní a zvýšiť riziko alergií². Prirodzená ventilácia pomáha kontrolovať vlhkosť v tvojom dome a predchádzať rastu plesní, čím chráni štruktúru tvojho domu a dýchacie zdravie jeho obyvateľov.
3. Zníženie zápachov: prirodzená ventilácia odstraňuje zastaraný vzduch a nahradzuje ho čerstvým vzduchom zvonka, aby tvoj dom zostal svieži a znížili sa pretrvávajúce zápachy.
4. Zlepšenie tepelného komfortu: ventilácia môže pomôcť regulovať vnútornú teplotu privádzaním chladnejšieho vzduchu zvonka, keď je to potrebné, najmä počas teplejších mesiacov. Tým zlepšuje komfort bez nadmerného využívania klimatizácie.
5. Úspory energie: dobrá ventilácia môže znížiť potrebu klimatizácie a vykurovania prostredníctvom pasívnych stratégií na udržanie tepelného komfortu. Umožňuje ti dosiahnuť významné úspory energie .

A nakoniec, dobre vetrané prostredie môže mať pozitívny vplyv na tvoju duševnú pohodu, znížiť pocity uzavretosti a zlepšiť tvoju celkovú náladu³.

Tu je 5 stratégií prirodzeného vetrania na optimalizáciu prúdenia vzduchu v miestnostiach tvojho domova.

Cieľom je vytvoriť obytné priestory, ktoré sú ľahko vetrateľné, bez toho, aby si obetoval/-a energetickú účinnosť alebo akustický a tepelný komfort tvojho domu.

Ako uvidíš, tieto rôzne metódy je možné kombinovať a prispôsobiť v závislosti od klimatických charakteristík, geografickej polohy a špecifických požiadaviek na budovu (orientácia štruktúry, typológia a rozloženie miestností).

Priečne vetranie zahŕňa otvorenie na protiľahlých stranách budovy, aby vzduch mohol priamo prechádzať obytnými priestormi.

Tento jednoduchý princíp využíva tlak vzduchu vytvorený vetrom a teplotnými rozdielmi.

Aby bolo efektívne, dizajn budovy musí poskytovať jasnú cestu pre prúdenie vzduchu a vyhýbať sa vnútorným prekážkam, ktoré by mohli brániť jeho prechodu.

Táto stratégia je obzvlášť relevantná v klímach, kde je vánok konštantný.

Tento ventilačný systém je možné tiež vylepšiť použitím architektonických prvkov ako sú slnečné clony, vnútorné dvory alebo strategicky umiestnené otvory, ktoré uľahčujú pohyb vzduchu miestnosťami.

Úspech priečneho vetrania veľmi závisí na orientácii budovy voči prevládajúcim vetrom a schopnosti otvorov efektívne zachytiť a smerovať tieto prúdy vzduchu.

Tvoje okná, strešné okná a dvere môžu byť vybavené manuálnymi alebo automatickými ovládacími systémami na prispôsobenie otvárania podľa poveternostných podmienok a špecifických potrieb vetrania.

Jednostranné vetranie zahŕňa vetranie cez jednu fasádu. Je to stratégia používaná, keď nie je možné zabezpečiť priečne vetranie, často kvôli konfigurácii budovy alebo obmedzeniam daným jej polohou.

Tento ventilačný systém zahŕňa vstup a výstup vzduchu cez otvory umiestnené na jednej fasáde. Nie je tak efektívny pri generovaní pohybu vzduchu cez priestor ako priečne vetranie.

Avšak jednostranné vetranie môžeš zlepšiť dvoma spôsobmi:

• Využi vertikálne tlakové rozdiely (efekt komína): využitie prirodzenej tepelnej konvekcie podporuje stúpanie teplého vzduchu a jeho únik, čím sa nasáva čerstvý vzduch zvonka. Táto stratégia môže byť obzvlášť užitočná vo vysokých budovách alebo mestských apartmánoch, kde sú možnosti priečneho vetrania obmedzené.
• Použi strategicky umiestnené otvory na podporu pohybu vzduchu vnútri. Začlenenie architektonických prvkov môže zvýšiť turbulenciu vzduchu. Praktická technika napríklad vo veľmi otvorených, rozľahlých miestnostiach.

Ventilácia pomocou komínového efektu využíva rozdiel teplôt medzi vnútrom a vonkajškom budovy.

Ľahší, teplý vzduch stúpa smerom k horným otvorom (strešné okná, svetlíky), čím vytvára vertikálny pohyb vzduchu, ktorý podporuje prirodzenú ventiláciu.

Dolné otvory, ako sú okná alebo mriežky na úrovni zeme, umožňujú vstup čerstvého vzduchu do budovy.

Horné otvory, ako sú strešné okná, zohrávajú kľúčovú úlohu pri komínovom efekte, pretože uľahčujú únik teplého vzduchu nahromadeného v hornej časti. Týmto spôsobom zvyšujú prúdenie vzduchu nahor a zlepšujú efektivitu ventilácie.

Táto stratégia je obzvlášť účinná v oblastiach, kde je výrazný teplotný kontrast medzi dňom a nocou.

V takom prípade môže otvorenie dolných otvorov počas chladnejších hodín (často v noci) vniesť dovnútra čerstvý vzduch, predchladí budovy cez noc a znižuje potrebu klimatizácie počas dňa.

Dobré vedieť: komínový efekt môžeš vytvoriť aj pri zatvorených strešných oknách. Strešné okná VELUX majú totiž ventilačnú klapku, ktorá ti umožňuje nepretržite a plynule vetrať miestnosť, zároveň chráni tvoj interiér pred poveternostnými vplyvmi.

Vetraná ventilácia využíva silu vetra na vytvorenie pohybu vzduchu budovou.

Je veľmi účinná, keď sa kombinuje s pomocou ventilačných veží alebo vetrolamov, ktoré zvyšujú tlak vzduchu na jednej strane budovy a podporujú prúdenie vzduchu vnútornými miestnosťami.

Táto metóda závisí od smeru a rýchlosti vetra, ako aj od dizajnu a orientácie budovy.

Použitá po krátku dobu s vysokou mierou ventilácie, vetraná technika efektívne odstraňuje zápachy a vlhkosť.

Pre átriá alebo centrálne dvory sú vhodné svetlovody a ventilačné šachty. Pôsobia ako ochranné zóny medzi vonkajším prostredím a vnútrom budovy alebo obydlia.

Keď čerstvý vzduch vstúpi do átria, je vystavený slnečnému svetlu, ktoré prechádza priestorom. Vzduch sa ohreje a stúpa nahor.

Tento vzostupný pohyb teplého vzduchu vytvára prievan, ktorý pomáha odvádzať zastaraný vzduch z okolitých obytných priestorov.

Toto usporiadanie umožňuje prirodzené vetranie a do budovy prináša hojnosť denného svetla.

Hoci je duálna ventilácia primárne spojená s mechanickým ventilačným systémom, možno ju pasívne koncipovať aj pri návrhu ekologických budov.

Cieľom je získať teplo z odvádzaného vzduchu na predohrev prichádzajúceho čerstvého vzduchu bez použitia mechanických systémov, a to využitím pasívnych výmenníkov tepla a inteligentného architektonického dizajnu, ktorý tento proces uľahčuje.

Nástroj na vizualizáciu energie a vnútornej klímy vyvinutý spoločnosťou VELUX umožňuje merať ventilačnú rýchlosť dosiahnutú vetraním.

Experiment uskutočnený v Berlíne v Nemecku ukazuje ventilačnú rýchlosť dosiahnutú rôznymi konfiguráciami pre sadu štyroch okien.

Ventilačná rýchlosť dosiahnutá vetraním sa pohybuje od 1,5 ACH do 5,0 ACH*, čo je rýchlosť až desaťkrát vyššia ako obvyklá rýchlosť pozadí vetrania 0,5 ACH.

Najvyššia ventilačná rýchlosť bola dosiahnutá kombináciou komínového efektu a krížovej ventilácie (5,0 až 6,5 ACH), nasledovaná samotným komínovým efektom (4,5 až 6,0 ACH), samotnou krížovou ventiláciou (2,5 až 5,5 ACH) a jednostrannou ventiláciou (1,5 až 2,5 ACH).

Tieto ventilačné rýchlosti sú založené na špecifických otváracích plochách. Vyššie hodnoty ACH možno dosiahnuť s väčšími otváracími plochami.

V dome Air and Light House postavenom spoločnosťou VELUX v Essonne (91), boli počas leta 2012 namerané hodnoty až 20 ACH⁴.

Poznámka: jednotka merania pre mieru výmeny vzduchu za hodinu je ACH (Air Changes per Hour). Je to prostriedok na meranie účinnosti systému filtrácie vzduchu v interiéri.

Termoregulácia, kvalita vnútorného vzduchu, príjem svetla: strešné okná ponúkajú množstvo výhod pre podporu prirodzeného vetrania v dome. Tu je top 5:

Strešné okná využívajú komínový efekt, ktorý nastáva, keď teplý vzduch vo vnútri budovy stúpa kvôli svojej ľahkosti v porovnaní s chladným vonkajším vzduchom.

Otvorenie strešného okna umožňuje tomuto teplému vzduchu uniknúť a vytvára vákuum, ktoré ťahá dovnútra čerstvý vzduch cez nižšie položené otvory, ako sú fasádne okná .

Tento prirodzený ťahový efekt podporuje konštantný prúd vzduchu, ktorý zlepšuje vetranie vnútorného priestoru.

Keď sa strešné okná používajú v kombinácii s bočnými otvormi, zvyšujú efektivitu krížovej ventilácie.

Čerstvý vzduch môže vstúpiť cez bočné otvory, prejsť cez obytný priestor a uniknúť cez strešné okná, čím vytvorí prúdenie vzduchu, ktoré ochladí a osvieži vzduch v interiéri.

Strešné okná pomáhajú odvádzať prebytočnú vlhkosť a vnútorné znečisťujúce látky, ako je oxid uhličitý, prchavé organické zlúčeniny (VOC) a alergény.

Pravidelným otváraním strešných okien, najmä po činnostiach, ktoré produkujú vlhkosť (varenie, sprchovanie...), prispievaš k udržaniu zdravšieho vnútorného prostredia.

Strešné okná ti ponúkajú väčšiu flexibilitu a priamu kontrolu nad vetraním tvojho obytného priestoru.

Môžeš ich otvárať a zatvárať podľa potreby, aby si upravil/-a prietok vzduchu v reakcii na zmeny počasia a tvoje osobné preferencie.

Navyše, niektoré strešné okná sú vybavené dažďovými senzormi a v prípade zlého počasia sa môžu automaticky zatvoriť.

Môžeš ich tiež ovládať zo svojho smartfónu, aj keď nie si doma.

Podkrovné priestory sa môžu rýchlo prehriať, obzvlášť keď je pekné počasie.

Jedno alebo viacero strategicky umiestnených strešných okien umožní horúcemu vzduchu uniknúť a pomôže znížiť prehrievanie pod strechou. Dobré riešenie na zlepšenie tepelného komfortu  tvojho domova bez potreby klimatizácie a na úsporu energetických nákladov.

Okrem podpory cirkulácie vzduchu strešné okná poskytujú aj dodatočný príliv prirodzeného denného svetla, ktorý vizuálne premení tvoj interiér a znižuje potrebu umelého osvetlenia.

Odborný tip: Začlenením strešných okien do návrhu budovy môžu architekti a stavitelia výrazne zlepšiť kvalitu vnútornej klímy, pohodlie obyvateľov a energetickú účinnosť domu, pričom podporujú princípy udržateľnej výstavby.

Úspech systému prirodzeného vetrania spočíva v premyslenom návrhu, ktorý je prispôsobený klimatickým a architektonickým špecifikám každého projektu.

Tu sú 3 prvky, ktoré by si mal/-a zvážiť pri návrhu svojho stavebného projektu:

Orientácia budovy zohráva kľúčovú úlohu v efektívnosti prirodzenej ventilácie.

Premysleným zarovnaním budovy s prevládajúcimi smermi vetra maximalizuješ možnosti pre prirodzenú obnovu vzduchu.

Výber a umiestnenie okien sú kľúčové. Okná umiestnené v správnej výške a orientované vhodným smerom môžu zvýšiť účinok priečneho vetrania a podporiť optimálnu cirkuláciu vzduchu.

Zahrnutie materiálov s vysokou tepelnou izoláciou do návrhu budovy pomáha zmierňovať výkyvy vnútornej teploty.

Tento prístup prispieva k stabilnejšiemu a pohodlnejšiemu vnútornému prostrediu a zvyšuje účinnosť prirodzeného vetrania.

Všestrannosť prirodzeného vetrania spočíva v jeho schopnosti prispôsobiť sa mnohým klimatickým podmienkam a ponúknuť riešenia šité na mieru pre každé prostredie.

V miernom podnebí prirodzené vetranie využíva denné a sezónne zmeny na udržanie vnútorného komfortu.

Stratégia krížového vetrania, doplnená o nočné vetracie cykly, sa ukazuje ako veľmi účinná, pretože využíva chladnejšie nočné teploty na ochladenie obytných priestorov a zníženie závislosti od klimatizačných systémov.

Výzvy, ktoré predstavujú tropické klímy, charakteristické vysokým teplom a vlhkosťou, vyžadujú inovatívne prístupy k prirodzenému vetraniu.

Efektívnou stratégiou je ventilácia s komínovým efektom, ktorá využíva rozdiely teplôt medzi vnútrom a vonkajškom na vytvorenie vertikálneho prúdenia vzduchu.

Architektonické návrhy, ktoré zahŕňajú tieň a ochranu pred počasím, tiež prispievajú k udržaniu pohodlných životných podmienok.

V chladných oblastiach spočíva hlavná výzva v udržiavaní primeranej ventilácie bez zvyšovania straty tepla.

Prirodzené ventilačné riešenia v tomto kontexte zahŕňajú použitie kanadských studní alebo systémov riadenej ventilácie, ktoré predhrievajú prichádzajúci vzduch prostredníctvom rekuperácie tepla.

Tieto techniky umožňujú dosiahnuť rovnováhu medzi výmenou vzduchu a zachovaním tepelného komfortu.

Teória za prirodzeným vetraním ožíva prostredníctvom konkrétnych príkladov, ktoré ukazujú jeho výhody v rôznych typoch budov.

Existuje niekoľko riešení pre optimálne smerovanie prúdu vzduchu. Tu sú 3 hlavné:

1. Materiály s vysokou tepelnou stálosťou

Majú schopnosť absorbovať, ukladať a uvoľňovať teplo po dlhé obdobie.

Táto vlastnosť pomáha minimalizovať teplotné výkyvy počas dňa a medzi dňom a nocou.

• Betón je typickým príkladom materiálu s vysokou tepelnou stálosťou. Používa sa na podlahy, steny alebo stropy, môže absorbovať teplo počas najteplejších hodín dňa a uvoľňovať ho, keď teploty klesnú.
• Prírodný kameň možno použiť vo vnútorných štruktúrach alebo stenách na pomoc pri stabilizácii vnútornej teploty.
• Tehlové steny majú tiež dobrú kapacitu tepelného skladovania, čo pomáha udržiavať príjemné vnútorné prostredie.
• Zemné konštrukcie, ako sú hlinené alebo zhutnené zemné steny, ponúkajú vynikajúcu tepelnú stálosť a sú obzvlášť vhodné pre klímy s veľkými teplotnými výkyvmi medzi dňom a nocou.

2. Zváž vonkajšie usporiadanie

Vonkajšie usporiadanie môže ovplyvniť prirodzené vetranie a tepelný komfort úpravou mikroklímy okolo budov alebo smerovaním prúdu vzduchu.

• Stromy, živé ploty a popínavé rastliny poskytujú tieň a znižujú teplotu vzduchu okolo budov. Vegetácia môže tiež pôsobiť ako vetrolam, čo znižuje prienik studených vetrov v zime, zatiaľ čo v lete umožňuje cirkuláciu osviežujúcich vánkov.
• Pergoly a plachty možno použiť na vytvorenie tienených oblastí, ktoré znižujú priame slnečné žiarenie na fasády a strechy, zatiaľ čo umožňujú čerstvému vzduchu cirkulovať okolo nich a cez ne.
• Zelené steny a strechy: okrem izolačných a biodiverzitných výhod môžu zelené strechy a steny pomôcť ochladiť okolitý vzduch a zlepšiť tepelný komfort vnútri.
• Vodné nádrže a fontány pomáhajú znížiť teplotu okolitého vzduchu prostredníctvom vyparovania vody.

3. Zahrnúť prirodzené vetranie už v štádiu návrhu

Zahrnutie vetrania už v štádiu návrhu má za cieľ zlepšiť pohodlie obyvateľov domu pri súčasnom znížení spotreby energie.

Pomáha predchádzať určitým problémom, ktoré sa bežne vyskytujú v domoch bez vetrania: vlhkosť, plesne, nepríjemné zápachy…

Ludivine a Alexandre mali problémy s vlhkosťou vo svojej kúpeľni kvôli nedostatku otvorov. Táto vlhkosť sa šírila do priľahlej hlavnej spálne a Ludivine ochorela.

Zisti, ako strategicky umiestnené otvory vyriešili problémy s vlhkosťou Ludivine a Alexandremu a pomohli im zotaviť sa.

Komerčné budovy so svojimi rozsiahlymi plochami a vysokou obsadenosťou predstavujú jedinečné výzvy z hľadiska vetrania.

Ako môžeme zabezpečiť optimálnu kvalitu vnútorného vzduchu pri súčasnom znížení energetických nákladov spojených s vykurovaním, klimatizáciou a mechanickým vetraním?

Vzdelávacie zariadenia často majú obmedzený priestor na študenta v triedach, čo zvyšuje riziko vysokej koncentrácie CO₂.

Skutočne, zdravá vnútorná klíma, mimo epidémie infekčného ochorenia, by nemala presiahnuť koncentráciu 800 ppm podľa údajov z WHO⁵.

Dobrá kvalita vnútorného vzduchu je nevyhnutná pre koncentráciu a pohodu študentov a personálu, ako ukazuje štúdia Univerzity v Salforde⁶, ktorá spája dobre navrhnuté prostredie, kvalitu vzduchu a výkon v čítaní, písaní a matematike.

Stručne povedané, dobre vetraná a svetlá miestnosť podporuje lepšie akademické výsledky.

Pre efektívnu prirodzenú ventiláciu je rozhodujúci pomer otváracej plochy okna vo vzťahu k počtu študentov a podlahovej plochy⁷.

Maximalizácia využitia otvorov okien počas prestávok na zníženie CO₂, a inštalácia ventilačných žalúzií a mriežok počas vyučovania môže zlepšiť vzduch pri minimalizácii prievanu v chladných obdobiach.

Taktiež, vizuálne indikátory CO₂ a automaticky riadená prirodzená ventilácia, prispôsobená školskému kalendáru, optimalizujú kvalitu vzduchu^8,9.

Pre chladné klímy sa odporúča hybridná ventilácia, kombinujúca prirodzenú a mechanickú ventiláciu, na úsporu energie a zníženie prievanu¹⁰.

Čítajte tiež: Dizajn školy: 6 základných prvkov.

Bez ohľadu na mnohé výhody môže implementácia prirodzeného vetrania naraziť na prekážky, ktoré je potrebné prekonať vhodnými riešeniami.

Na tieto 3 body by si mal/-a zamerať svoju pozornosť:

Kvalita vnútorného vzduchu môže byť ovplyvnená externými znečisťujúcimi látkami, obzvlášť v husto osídlených mestských oblastiach.

Preto je dôležité už v štádiu návrhu domu starostlivo premyslieť ideálne umiestnenie otvorov.

Po výstavbe môžeš použiť vzduchové filtre a izbové rastliny schopné čistiť vzduch, aby si udržal/-a optimálnu kvalitu vnútorného vzduchu a zostal/-a zdravý/-á.

Je tiež dôležité vedieť udržať rovnováhu medzi prirodzeným vetraním a energetickou účinnosťou, obzvlášť v extrémnych klímach.

Pre optimalizáciu regulácie vnútorných teplôt v tvojom dome môžeš do stavby zapracovať materiály meniace fázu (PCM). PCM sú látky, ktoré absorbujú alebo uvoľňujú teplo pri zmene fyzikálneho stavu (napríklad z pevného do kvapalného).

PCM môžu byť zapracované do stien, podláh a stropov, a tiež ich môžeš nájsť vo ventilačných systémoch a v povrchových náteroch a farbách.

Inteligentné využitie tepelnej stálosti budovy môže znížiť vrcholy teplôt a pomôcť minimalizovať potrebu vykurovania a chladenia, zároveň zabezpečiť adekvátnu obnovu vzduchu.

Konečne, obavy súvisiace s hlukom a bezpečnosťou môžu zavážiť pri prijímaní prirodzeného vetrania.

Špecifické akustické úpravy a bezpečnostné riešenia pre otvory môžu zabezpečiť komfort a pokoj pre obyvateľov:

• Okná s viacbodovým uzamykaním: tieto okná možno uzamknúť na viacerých miestach okolo rámu, čo zvyšuje odolnosť proti vlámaniu.
• Bezpečnostné mreže: inštalované vonku na oknách alebo vetračných otvoroch. Tieto mreže bránia neoprávnenému vstupu, zároveň umožňujú vetranie a prienik denného svetla.
• Rolety: tieto rolety možno spustiť a uzamknúť v noci alebo keď je dom prázdny. Ponúkajú dodatočnú bezpečnosť a zároveň umožňujú vetranie cez štrbiny alebo špecifické otvory.
• Ventilačný systém s integrovanou bezpečnosťou: niektoré moderné ventilačné systémy sú vybavené bezpečnostnými prvkami, ktoré bránia otvoreniu zvonka alebo zahŕňajú alarm v prípade pokusu o vlámanie.