To pytanie nurtuje wielu inwestorów, którzy stoją przed wyborem systemu wentylacji, próbując znaleźć optymalną proporcję między kosztami inwestycyjnymi i eksploatacji, koniecznością dostosowania budynku do wymogów wentylacji, a funkcjonalnością i ergonomią oraz między największą skutecznością i najniższymi kosztami użytkowania.

Grawitacyjna? Mechaniczna? Mechaniczna z odzyskiem ciepła, a może hybrydowa?
Znalezienie obiektywnej odpowiedzi na to pytanie utrudniają narosłe przez lata stereotypy, ugruntowane licznymi publikacjami, w których treści reklamowe przedkładano przed rzetelną, obiektywną wiedzę, nie zauważając przy tym dokonującego się w tej dziedzinie postępu technicznego.
Postaramy się wskazać i ocenić najistotniejsze kwestie pomagające wyrobić sobie obiektywną opinię na ten temat.

Kluczową kwestią dla rzetelnego porównania poszczególnych koncepcji wentylacji budynków jest, jak w każdym porządnym teście, ustalenie identycznych warunków i wymogów dla wszystkich porównywanych wentylacji ze szczególnym uwzględnieniem wysokiej skuteczności podyktowanej potrzebami fizjologicznymi, zdrowotnymi oraz komfortu. Dla przykładu, nie można zaniżać wymogów skuteczności, żeby dopasować test do ograniczonych możliwości jednego z rozwiązań, nie można porównywać energooszczędności wyłącznie na podstawie zużycia energii dla wymiany powietrza, pomijając znacznie bardziej energochłonne jego podgrzanie lub chłodzenie i nie można też porównywać kosztów wentylacji obejmujących różne kubatury, różną wydajność, różny zakres funkcji, czy też pomijając niektóre ukryte koszty (np. ilość zajmowanej powierzchni użytkowej).

Zacznijmy od rzeczy najbardziej oczywistej nie budzącej od niedawna większych kontrowersji, mianowicie stwierdzenia, że najbardziej przestarzałą, niestabilną, nieprzewidywalną oraz najmniej skuteczną i energooszczędną jest naturalna wentylacja grawitacyjna.
W przypadku nowoczesnych budynków energooszczędnych, ze szczelnymi przegrodami zewnętrznymi i stolarką, ta wentylacja w ogóle nie działa, a przy rozszczelnieniu przez niedomknięte okna lub nawiewniki działa niestabilnie i nieekonomicznie, nie chroniąc należycie przed hałasem i zanieczyszczeniami z zewnątrz.
Wentylacja grawitacyjna
Jednak oprócz tej niekwestionowanej na ogół oceny pozostał jeden mit sugerujący jakoby mimo swych wszystkich wad wentylacja grawitacyjna była najtańsza.
Jeśli odniesiemy się do równych warunków porównania, czyli założymy, że obsługujemy wszystkie pomieszczenia i podliczymy koszty materiałowe i robocizny „kominów” grawitacyjnych (w adekwatnej do porównania ilości oraz przekroju zapewniającego porównywalną wydajność) w każdym pomieszczeniu, koszt zajmowanej przez nie powierzchni użytkowej (wartej kilka tysięcy złotych za m2), doliczymy do tego koszty przejść przez stropy i dach oraz koszty rozszczelnień (np. nawiewników okiennych), zsumujemy to i porównamy do uproszczonej (ale z odzyskiem) wentylacji mechanicznej z uproszczonym sterowaniem, bez nagrzewnic, automatycznych by-pasów, itd., okaże się, że mit prysł jak bańka mydlana. W takim porównaniu najczęściej wentylacja grawitacyjna, nie dość, że nie wypada taniej, to wręcz wyraźnie drożej niż uproszczona mechaniczna z rekuperacją.
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła
Gdy porównamy koszty eksploatacji zauważymy, że pomimo braku kosztów wymiany powietrza (o ile w ogóle występuje jakaś wymiana) to w sezonie grzewczym z powodu braku odzysku ciepła łączne koszty użytkowania wentylacji grawitacyjnej wielokrotnie przewyższają analogiczne koszty wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.
Wentylacja grawitacyjna jest tańsza w eksploatacji głównie wtedy, gdy nie działa lub działa nieskutecznie, to tak jakbyśmy cieszyli się, że nasz samochód mniej pali, gdy stoi w garażu lub jedzie z prędkością rowerzysty.
Biorąc pod uwagę fakt, że istnieją na rynku centrale wentylacyjne zbudowane z najnowocześniejszych komponentów (wentylatory EC, wysokosprawne rekuperatory HEATEX), a przy tym dzięki ograniczeniu do niezbędnego minimum liczby funkcji stosunkowo tanie, nie ma dylematu, czy marnować pieniądze na nieskuteczną i drogą wentylacje grawitacyjną, czy zainwestować w uproszczoną lub rozbudowaną wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła.

Centrale MINI-MAX produkcji Ekoklimax-Projekt nie tylko zastąpią wentylację grawitacyjną eliminując jej wady lecz umożliwią wysokosprawny odzysk ciepła z powietrza wywiewanego oraz utrzymanie proporcji nawiewu do wywiewu, co oznacza, że wentylacja zrealizowana w oparciu o nie będzie zarówno tańsza inwestycyjnie, jak i nieporównywalnie tańsza w eksploatacji i bardziej funkcjonalna.

Przejdźmy teraz do wentylacji hybrydowej. Jeśli przyjmiemy, że wentylacja hybrydowa to wentylacja naturalna okresowo lub ciągle wspomagana, bądź okresowo zastępowana mechaniczną to mamy albo „podrasowaną” wentylację naturalną lub naprzemiennie działającą wentylację naturalną i mechaniczną.
W pierwszym przypadku mowa o wentylacji grawitacyjnej uzbrojonej w urządzenia stabilizujące wydajność podczas zmiennej, sprzyjającej pogody oraz umożliwiające (poprzez pracę wentylatorów wspomagających) pracę przy niesprzyjającej pogodzie, bądź też system otwierania otworów w przegrodach zewnętrznych, np. okien, w zależności od pogody i potrzeb; ręczny lub automatyczny.
Wentylacja hybrydowa
W drugim przypadku mowa o czasowym zastępowaniu w/w instalacji w wentylację mechaniczną.
Porównując wentylację hybrydową do grawitacyjnej widać, przede wszystkim, jedną ogromną różnicę, a mianowicie to, że wentylacja hybrydowa po prostu działa, a grawitacyjna często nie.
Jednak jeśli przystąpimy do analizy kosztów typowej na naszym rynku wentylacji hybrydowej, w której na końcach kominów grawitacyjnych założono specjalne nasady z wentylatorami wspomagającymi, a nawiew realizowany jest specjalnymi nawiewnikami z grzałkami elektrycznymi, to okaże się, że do kosztów wentylacji grawitacyjnej doliczyć trzeba koszty wentylatorów w nasadach, grzałek w nawiewnikach, sterowników oraz instalacji elektrycznej zasilającej i sterującej. Widać z tego wyraźnie, że taka wentylacja hybrydowa jest zdecydowanie droższa od nie taniej przecież grawitacyjnej.
W kwestii kosztów eksploatacji, do opisanych już wcześniej kosztów identycznych jak w wentylacji grawitacyjnej, dochodzą koszty energii elektrycznej po kilka watów na każdy wentylator w nasadzie, kilka watów na każdy sterownik oraz różnica między kosztami energii elektrycznej, a innymi nośnikami ciepła do ogrzania powietrza nawiewanego.
To oznacza, że koszty eksploatacji wentylacji hybrydowej również są wyższe od grawitacyjnej. Biorąc pod uwagę fakt, że największym czynnikiem kosztotwórczym każdej wentylacji jest energia, można pokusić się o inne spojrzenie na definicję wentylacji hybrydowej, mianowicie przyjąć, że jest nią taka wentylacja w której dla jej działania wykorzystuje się energię naturalną („siły natury”, wiatr, słońce…) oraz energię wytworzoną sztucznie (np. elektryczną).

W tym miejscu należy zauważyć, że w wentylacji nie tylko chodzi o to, aby wymienić w jednostce czasu określoną porcję powietrza wewnętrznego na zewnętrzne dostarczone z otoczenia, ale też odpowiednio je dostosować do potrzeb użytkownika, czyli co najmniej oczyścić i doprowadzić do pożądanej temperatury.
Przy takim podejściu do zagadnienia nietrudno zauważyć, iż w większości przypadków to doprowadzenie powietrza wentylacyjnego do pożądanej temperatury jest zdecydowanie bardziej energochłonne niż sam proces wymiany powietrza.
W zaawansowanych wentylacjach hybrydowych wspomaga się go specjalną architekturą umożliwiającą podgrzanie powietrza energią słoneczną. Jednak są kraje, w których promieniowania słonecznego jest za dużo i takie jak Polska, gdzie jest go za mało (szczególnie zimą).
Architektura słoneczna, optymalnie wykorzystująca energię słoneczną do wentylacji nie jest wcale prosta, ani tania. Ponadto, często narzuca rygory użytkowania obiektu sprzeczne z potrzebami inwestora, co nie wyklucza opłacalności wykorzystywania fragmentów tej technologii.
W naszych warunkach klimatycznych najbardziej sprawdza się pozyskanie energii z gruntu, poprzez GWC (gruntowy wymiennik ciepła), będąc najbardziej stabilnym, prostym i tanim źródłem energii do obróbki powietrza wentylacyjnego.
W przypadku GWC żwirowego mamy do czynienia nie tylko ze stabilizacją termiczną, czyli podgrzewaniem lub chłodzeniem powietrza z czerpni, ale również wstępne filtrowanie oraz stabilizację wilgotności powietrza z naturalną samoregulacją polegająca na samoistnym przechodzeniu pomiędzy nawilżaniem zimą i osuszaniem latem.
W tym kontekście, opierając się o definicję energetyczną, możemy śmiało powiedzieć, że każda wentylacja mechaniczna współpracująca z GWC to wentylacja hybrydowa.
Podążając dalej w tym kierunku możemy wzbogacić wentylację mechaniczną o kolejne elementy zaczerpnięte z „techniki hybrydowej”, pozwalające wykorzystać „siły natury” dla zmniejszenia kosztów eksploatacji.
Na pewno czerpnię powietrza można zlokalizować na ścianie najczęściej nawietrznej lub w przypadku wolnostojącej czerpni gruntowej zaopatrzyć w głowicę samoistnie ustawiającą wlot do czerpni pod wiatr.
Do wyrzutu powietrza z centrali wentylacyjnej można wykorzystać pionowy komin wywiewny (z naturalnym ciągiem kominowym), zaopatrzony w specjalną nasadę wykorzystującą wiatr wiejący z dowolnego kierunku dla zwiększenia ciągu.
Czerpnię ścienną można zaopatrzyć w ścienny powietrzny kolektor słoneczny wstępnie podgrzewający zasysane powietrze lub czerpać powietrze poprzez odpowiednio dostosowany ogród zimowy.
Wentylacja mechaniczna hybrydowa z odzyskiem ciepła
Zużycie energii konwencjonalnej można również zdecydowanie zmniejszyć poprzez wysoki odzysk ciepła, zastosowanie superenergooszczędnych wentylatorów EC, zmniejszenie oporów instalacji poprzez zwiększenie przekrojów oraz zmniejszenie długości kanałów wentylacyjnych, zastosowanie regulatorów stałego ciśnienia współpracujących z przepustnicami regulującymi intensywność wymiany powietrza w poszczególnych pomieszczeniach oraz regulatorów stałego wydatku pozwalających ekonomicznie wykorzystać naturalny ciąg.

Ważne jest, aby sterowanie centrali posiadało funkcje umożliwiające racjonalne skorzystanie z tych wszystkich udoskonaleń. Takie sterowanie posiadają centrale wentylacyjne EKOZEFIR produkcji Ekoklimax-Projekt. Sterowanie EKOZEFIR DIGITAL umożliwia między innymi automatyczne przełączanie czerpni, przydatne w przypadku instalacji GWC lub kolektora powietrznego na czerpni. Wraz z regulatorami stałego ciśnienia i wydatku oraz wentylatorami EC daje gwarancję optymalnego wykorzystania energii naturalnej i elektrycznej do wymiany powietrza.

I tak dochodzimy do końcowej konkluzji będącej odpowiedzią na zadane na początku pytanie. Odpowiedź niestety nie jest jednoznaczna i zależy od wielu uwarunkowań.
W szczególnych warunkach, np. gdy ma to być wentylacja magazynu czynnego sezonowo (z pominięciem zimy) lub bez wymogów termicznych, to znakomicie spełni swą rolę wentylacja hybrydowa rozumiana standardowo.
Niezłym pomysłem jest też modernizacja istniejącej wentylacji grawitacyjnej do hybrydowej, w przypadku braku środków finansowych i/lub istnienia przeszkód technicznych, czy logistycznych dla modernizacji do wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.
Koszty budowy przewodów grawitacyjnych już i tak poniesiono, a instalacja elementów hybrydowych spowoduje, że wentylacja zacznie wreszcie stabilnie działać.
Jeśli jednak myślimy o wentylacji obiektu nowoprojektowanego, użytkowanego całorocznie, ogrzewanego, o wysokich wymaganiach komfortu, to najlepiej i najtaniej spełni swą rolę wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła, z energooszczędnymi wentylatorami EC, w miarę możliwości technicznych i finansowych wyposażona w GWC, wyrzutnię kominową z nasadą wspomagającą ciąg oraz ewentualnie inne akcesoria umożliwiające wykorzystanie energii naturalnej. I tu niespodzianka, jeśli posłużymy się definicją energetyczną to taką wentylację również nazwiemy hybrydową.
Tak więc ostatecznie przyszłość należy do wentylacji hybrydowej, w której skład wchodzą elementy energooszczędnej wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła oraz elementy pozyskujące energię odnawialną.


Źródło: Ekoklimax-Projekt Sp. z o.o.