PROVETRAVANJE PROSTORIJA

1. O PROVETRAVANJU

Provetravanje je jedna od malobrojnih «vrućih» tema kada je kuća u pitanju, o kojima se piše toliko pogrešnih, besmislenih stvari i širi polemika. Hoćemo li se ugušiti u svojim previše zaptivenim kućama? Ili još uvek rasipamo suviše grejne energije kroz prozore koji ne dihtuju? Zašto postoji toliko neslaganja kada je u pitanju provetravanje? Je li stručnjacima to pitanje preteško ili su uhvaćeni u svojim interesima? Ili fizički zakoni uopšte ne dozvoljavaju pravu preporuku? Pitanje za pitanjem. KBE se već godinama trudi da ta pitanja razjasni pomoću stručnih informacija. Ovaj odlomak bavi se aktuelnom tematikom iz građevinsko-fizičkog ugla posmatranja. Zbog cena koje su bile posledica energetske krize iz 1973/74. godine sa velikim zalaganjem i uspehom radilo se na sledećim ciljevima: - ušteda energije - smanjenje gubitka toplote na pojedinim delovima građevine Važnu ulogu pri tome imao je uticaj propusnosti spoljnih zidova. Zahtevi su doveli do sledećih rezultata: 1. smanjenje k-vrednosti 2. fuge između prozora i zida koje dobro zaptivaju 3. redukovanje razmene vazduha između okvira i krila, ograničenje propusne vrednosti

fuge (a-vrednost) prema visini zgrade. Ove mere ipak nisu isključile neophodno provetravanje stambenog prostora. U građevinskim propisima prozor se opisuje kao uređaj za provetravanje stambenog prostora. Egzaktno definisani propisi o provetravanju, kakvi postoje u Francuskoj ili u skandinavskim zemljama, ovde do sada nisu dati. U stručnim krugovima zastupljena su dva stanovišta:

a) Sa jedne strane predlaže se da se još povisi zahtev za očuvanje minimalne toplote, da bi se time povisile temperature površina u unutrašnjosti prostorije.

b) Drugi zastupaju mišljenje, da su propisi o gradnji dovoljni dok se egzaktno ne utvrdi kakvo je provetravanje neophodno u stambenom prostoru.

Oba stanovišta dokazuju da se problemi sa provetravanjem ne mogu jednostrano pripisati prozoru. Pre se radi o tome, da zatvoren prozor mora da doprinese uštedi energije. Provetravanje prostora treba obezbediti odgovarajućom upotrebom prozora ili posebnim uređajima za provetravanje. Slede objašnjenja o fizičkim zakonitostima.

2. KAKO NASTAJE VLAGA U STAMBENIM PROSTORIJAMA ?

Stambeni prostor neprestano je izložen vlažnosti. Vlažnost nastaje na sledeće načine: - vlažnost novogradjenih objekata kao posledica izgradnje, - vodena para iz domaćinstva, od održavanja higijene kao i telesna isparenja ljudi i

životinja, - voda koja se javlja u tzv. vlažnim prostorijama, na pr. kupatilima, kuhinjama itd. - voda za čišćenje, zalivanje i voda iz oštećenih cevi - orošavanje unutrašnjih površina na delovima građevine ili u unutrašnjosti delova

građevine kondenzacijom vodene pare.

U sledećoj tabeli date su mere mogućeg nastanka vlažnosti u prostorijama:

Tabela 1

Količina vlage u stanovima

lagana aktivnost 30-60 g/h

čovek srednje težak rad 120-200 g/h

težak rad 200-300 g/h

kupatilo kupanje u kadi ca. 700 g/h

tuširanje ca. 2600 g/h

kuhinja kuvanje i rad 600-1500 g/h

dnevni prosek 100 g/h

sobne biljke, na pr. ljubičica 5-10 g/h

biljke u saksijama, na pr. paprat 7-15 g/h

kaučukovo drvo srednje veličine 10-20 g/h

vodene biljke, na pr. lotosov cvet 6-8 g/h

otvorena vodena površina ca. 40 g/m2h

mlado drveće (2-3 m) 2-4 kg/h

odraslo drveće (25 m) 2-3 m3/h

centrifugiran veš (bubanj od 4,5 kg) 50-200 g/h

mokar/vlažan veš 100-500 g/h

Prosečno opterećenje stanova vlagom, klasifikovano po različitim grupama domaćinstava, dobijeno je na osnovu podataka Saveznog zavoda za statistiku.

Tabela 2

Grupe domaćinstava

0 bez dece

1 jedno dete

2 dvoje dece

3 više od dvoje

dece

Dnevno opterećenje vlagom

8 litara dnevno

12 litara dnevno

14 litara dnevno

15 litara dnevno

Vlage prema određenim fizičkim zakonima dovodi do orošavanja (stvaranja komdenzacije). Uzroci pojave orošavanja su:

- nedovoljno provetravanje - nedovoljna toplotna izolacija spoljnih zidova - nedostaci u konstrukciji (hladni most) - pogrešno grejanje, nepovoljan položaj grejnih tela (nije postavljeno ispod prozora)

Trajno previsoka vlažnost manifestuje se po sledećim pojavama:

- posebno po uglovima i iza ormana pojavljuju se mrlje od vlage, koje posle izvesnog vremena prekrije buđ

- prozori u kupatilu, kuhinji ili spavaćoj sobi se zamagljuju, okviri prozora su vlažni

3. FIZIČKE OSOBENOSTI Faktori na koje se može uticati kada je u pitanju klima u prostoriji i njena opterećenost vlagom su relativna vlažnost vazduha, temperatura prostorije i toplotna izolacija spoljnih zidova.

a) Relativna vlažnost vazduha

Što je vazduh topliji, utoliko više vlažnosti može da primi.

Primer: vazdušni volumen prostora od 50 kubnih metara može na 20C apsorbovati najviše 865 grama vode. Tada relativna vlažnost vazduha iznosi 100%. Vazduh je zasićen. Na tabeli 1, koja prikazuje mogućnosti nastanka vlage u stambenom prostoru, vidimo koliko se brzo može dostići ovo stanje. Obrnuto važi, što je vazduh hladniji, utoliko manje vlage može da prikupi. Sledeća slika treba to da predoči.

U jednom kubnom metru vazduha na 20C može biti sadržano do 17,3 grama vode. Ista

količina vazduha na 0C može da sadrži samo 5 grama vode. Ukoliko se kubni metar

vazduha zasićen vodenom parom (relativna vlažnost vazduha 100%) ohladi sa 20C na 0C, u vidu kapi palo bi 12,3 grama vode.

- «Hladan» vazduh je uvek «suv» vazduh. Upravo od laika u vezi sa time uvek se čuje sledeći argument:

«Kada u kasnu jesen pri temperaturi od oko 0C i veoma visokoj vlažnosti vazduha (magla, relativna vlažnost vazduha oko 90-100%) otvorimo prozore, onda puštamo vlagu da uđe u kuću!» Ova predstava je pogrešna!

Tačno je: pri spoljnoj temperaturi od 0C i 80% relativne vlažnosti vazduha, vazduh sadrži

oko 4 grama vode po kubnom metru. Ukoliko se on zagreje na sobnu temperaturu od 20C,

opada relativna vlažnost vazduha, jer vazduh na temperaturi od 20C može da primi najviše 17,3 grama vode po kubnom metru. To ima za posledicu da je sa 4 grama vode po kubnom metru vazduh zasićen samo 23%, dakle ekstremno je suv! Najjednostavnije i najdelotvornije sredstvo da se otkloni vlažnost vazduha je provetravanje.

b) Temperatura u prostoriji Generalno se može utvrditi, da orošavanje spoljnih zidova prostorija nije novi problem u građevinarstvu. U vreme niskih energetskih troškova ove pojave jednostavno su rešavane

grejanjem. Sobne temperature od 20-23C nisu bile retkost. Nažalost, razjašnjavanje mogućnosti uštede energije dovelo je do toga da su temperature prostorija snižene ispod

20C, prema raširenoj praktičnoj formuli:

Snižavanje temperature za 1C = 6% manje lož-ulja U euforiji štednje često se prilikom gradnje na neodgovoran način preterivalo uz devizu «toplo se obucite». Uz to, u staroj gradnji često dolazi i nedovoljna toplotna izolacija (visoka k-vrednost), što implicira nisku temperaturu unutrašnjih površina. Ove međuzavisnosti predstavljene su dijagramom tačke orošavanja: Ali pošto relativna vlažnost vazduha može iznositi maksimalno 100%, ovo znači da vlage iz vazduha nema. Temperatura na kojoj relativna vlažnost vazduha iznosi 100% i na kojoj počinje izdvajanje vode iz vazduha, naziva se temperatura orošavanja. Temperatura

orošavanja vazduha na 20C pri relativnoj vlažnosti vazduha od 50% iznosi 9,3C. Sadržaj vode u vazduhu [g/m3]

Slika 1 Kriva zasićenja vazduha vodenom parom ili kriva temperature orošavanja

Slika 1 pokazuje ove međuzavisnosti još jednom kroz dijagram. Da bi se izbegla situacija u kojoj dolazi do orošavanja, ne mora se rashladiti sav vazduh, već je dovoljno da temperatura površine koja se graniči sa vazduhom bude ispod temperature orošavanja.

suv hladan vazduh

vlažan topao vazduh

temperatura

vazduha (C)

tekuća voda

kriva temp. orošavanja

vodena para

povećana zasićenost

4. IZMENA VAZDUHA IZ HIGIJENSKIH RAZLOGA

Pored vlažnosti, za način provetravanja važni su i ostali faktori uticaja, kao na pr. sadržaj CO2, mirisi itd. Kao mera kvaliteta vazduha uzima se «mera ugljendioksida» (sadržaj CO2) po Petenkoferu. Gornja granica je navedena kao 0,1 Vol% CO2. Ukoliko su vrednosti više, to znači: istrošen vazduh. Ako se uzme u obzir, da vazduh koji čovek izdahne sadrži ca. 4 Vol% CO2, granica od 0,1 Vol% u malim prostorijama iz prisustvo nekoliko osoba može brzo da se dostigne. Za prostorije sa specijalnom namenom, na pr. za sastanke ili kancelarije, granica se podiže na 0,15% CO2. Za industrijske prostorije granične vrednosti mogu biti i znatno više. Pomoću ovih podataka mogu se izračunati vrednosti za neophodno provetravanje u zavisnosti od veličine prostorije, broja osoba i delatnosti. Za dodatno razjašnjenje može poslužiti sledeći primer: Slika 2 Ispravno provetravanje

Ljudima je potrebno mnogo vazduha. Dve osobe (nepušači) potroše 48m3 za oko 60

minuta. Ovde je predstavljen takav prostor.

Sa dva pušača u istoj prostoriji iste veličine vazduh bi trebalo promeniti već posle 40

minuta.

Treba dodatno voditi računa o tome, da i spoljni vazduh već može sadržati znatne količine CO2:

- seoske oblasti: ca. 0,03 Vol% - gradske oblasti: ca. 0,05 Vol% - gusto naseljeni centri: ca. 0,08 Vol%

Zajedno sa sadržajem CO2 u vazduhu koji izdahnemo, pod određenim okolnostima se ova gornja granica (prema Petenkoferu 0,1 Vol% CO2) može dostići veoma brzo. U stručnoj literaturi navode se brojevi od 0,5-0,8 izmene vazduha za sat vremena da bi se obezbedila neophodna izmena vazduha.

5. KOJE VRSTE PROVETRAVANJA POSTOJE ? Ovde treba prvo navesti samoprovetravanje, koje se često, ali ne i sa pravom hvali. Sve fuge i otvori sa unutrašnje prema spoljašnjoj strani izmenjuju vazduh potpuno pasivno i samostalno. To je tako u svakoj kući, jer zaptivena kuća ne postoji. Prozori i vrata doprinose tome, kao i zidovi, tavanice i podovi. Trajno provetravanje je aktivnije. Pritom su prozori opremljeni okovom za kipovanje, koji su uvek otvoreni. Delotvornost – dakle razmena unutrašnjeg vazduha i svežeg spoljnog vazduha – veoma se razlikuje u zavisnosti od veličine, vrste otvora, vremenskih prilika i temperaturnih razlika. Stalni gubitak toplote u grejnoj sezoni pritom je, naravno, neizbežan.

Brzo provetravanje, dakle ono koje traje par minuta, trebalo bi uvek da se praktikuje pomoću promaje. Ukoliko se prozori pritom nalaze jedan preko puta drugog ili dijagonalno, ova vrsta provetravanja je posebno brza i deluje osvežavajuće. Radi potpunosti podataka ovde treba navesti i mehaničko provetravanje. U prostorijama sa egzaktno propisanom razmenom vazduha ugrađuju se električni uređaji za provetravanje. Mehaničko provetravanje se zbog svojih troškova gotovo i ne primenjuje u privatnim stanovima.

5.a KOJA VRSTA PROVETRAVANJA JE NAJBOLJA ?

Grafik pokazuje: samoprovetravanje je svakako nedovoljno. Čak i posle dva sata vazduh je higijenski još uvek nezadovoljavajući. Da bi samoprovetravanje bilo dovoljno, zaista bi vetar stalno morao da nam zviždi kroz kuću. A prijatno se u njoj ne bismo osećali.

Slika 3 Poređenje delovanja različitih vrsta provetravanja posle 10 minuta

istrošeni vazduh

istrošeni vazduh

zaprljani vazduh

Osnova: istrošeni vazduh u prostoriji (sadrži 0,2 Vol.% CO2)

Samoprovetravanje: pri zatvorenim prozorima i vratima, kroz mesta koja ne dihtuju (svež vazduh 0,05 Vol.% CO2)

Trajno provetravanje: 38 % svežeg vazduha / neprekidno malo odškrinut prozor ili kipovan

Brzo provetravanje: kroz otvorene prozore postavljene preko puta

100 % svežeg vazduha

38 % svežeg vazduha

Uz trajno provetravanje potrebno je više od sat vremena, da bi čovek ponovo mogao da diše punim plućima. To je pravo letnje provetravanje, kada je napolju isto tako toplo kao i unutra. U zimskom periodu provetravanje dovodi do znatnog gubitka toplote, jer se sve – zidovi, svod, nameštaj – rashlade i moraju se ponovo zagrejati. Kratko provetravanje pomoću promaje ( poprečno provetravanje kroz dva otvorena prozora koji se nalaze jedan preko puta drugog ) svakako se pokazalo najboljim – već posle pet minuta vazduh je ponovo podnošljiv – posle deset minuta praktično je sasvim izmenjen. Zbog toga je zimi promaja jedino pravilno provetravanje, jer se za deset minuta ne rashlade zidovi, svod i nameštaj, već u velikoj meri zadržavaju svoju temperaturu. Tako ne moraju ponovo da se zagrevaju. Kada se prozori zatvore, prostorija se brzo ponovo zagreva. Brzo provetravanje štedi grejnu energiju, pri čemu je količina izmenjenog vazduha ista kao i kod trajnog provetravanja. Sledeća tabela prikazuje moguće vrednosti razmene vazduha u zavisnosti od različitih

položaja prozora odnosno roletni. Relativno velika odstupanja u praksi mogu se objasniti

prethodno opisanim faktorima uticaja.

Položaj prozora Razmena vazduha u h-1

Zatvoreni prozori, zatvorena vrata Kipovani prozori, spuštene roletne Kipovani prozori, bez roletni Poluotvoreni prozori Potpuno otvoreni prozori Prozori i vrata potpuno otvoreni (postavljeni preko puta)

0 do 0,5 0,3 do 1,5 0,8 do 4,0 5 do 10 9 do 15 oko 40

6. PROPISI I NORME

a) Pokrajinski građevinski propis:

Ovaj propis je zakonska osnova za uređenje zgrada. U pogledu provetravanja stanova zahtevi su sasvim uopšteni. Prozori su propisani kao obavezni «uređaji za provetravanje» u stambenim prostorijama. Oni bi trebalo da budu tako postavljeni, da omogućuju poprečno provetravanje, odn. provetravanje od ugla do ugla svakog stana. Po sebi se razume pretpostavka, da će stanari individualno i prema potrebama u korišćenju stana brinuti o provetravanju. Dodatne odredbe nisu predviđene zakonom.

b) Propis o toplotnoj izolaciji

Cilj propisa o toplotnoj izolaciji, koji je uveden 1977. a revidiran 1995. godine, bilo je povećanje uštede energije na osnovu zaštite najmanje količine toplote. Posebno za prozor kao građevinski deo utvrđene su gornje granične vrednosti u vezi sa transmisionim gubitkom toplote (k-vrednost) i gubitkom toplote provetravanjem (a-vrednost). Donje granične vrednosti nisu definisane. U propisu se polazi od toga, da je pomoću prozora data mogućnost dovoljnog provetravanja prostorija za boravak. U slučaju potrebe za približnijim derfinisanjem propis predviđa dodatne odredbe.

c) DIN 4108

Ovo je centralna norma u vezi sa zaštitom toplote u visokogradnji. U njoj se opisuje dovoljna razmena vaduha u stambenom prostoru iz higijenskih razloga i radi ograničavanja vlažnosti vazduha. Minimalna izmena vazduha od 0,5 h-1 (što znači: u roku od jednog sata izmeni se polovina vazduha u prostoriji) pomoću normalnog provetravanja data je u normi DIN 4108 kao računska vrednost. Za dalje diferenciranje teme provetravanje obrazovan je odbor sa glavnim ciljem da izradi predloge za one koji planiraju i grade.

7. PROSTORIJE SA OGNJIŠTEM

a) Mere dovođenja svežeg vazduha:

Poznato je da je ognjištima potreban vazduh za sagorevanje. Zakonski predviđena zaptivenost građevine, koja je neophodna zbog zaštite najmanje količine toplote, ne dozvoljava da vazduh za sagorevanje stalno dolazi u dovoljnim količinama spolja kroz prozore ili ugrađene fuge. Pošto mora biti omogućena bezopasna upotreba ognjišta, pri njihovoj gradnji moraju se poštovati zakonske regulative nadležnog pokrajinskog nadzornog građevinskog organa.

b) Propisi, odredbe i preporuke:

1. Opšta odredba o vatri iz januara 1980 (M-FeuVO) 2. Pokrajinska odredba o vatri Pokrajinske odredbe o vatri uglavnom odgovaraju opštoj odredbi, ali nisu uvedene u svim pokrajinama. Tako su na pr. u stavu 4 M-FeuVO između kupatila i hodnika propisani gornji i donji otvori za sagorevanje od najmanje 150 cm2. 3. DVGW-Radni list G 600 (DVGW-TRGI 1972.) Nacrt aprila 1980.

Na kraju treba ukazati na to, da bi u rešavanje problema sa dovođenjem vazduha u prostorije sa ognjištem trebalo uvek uključiti i odžačara. Podaci koji su ovde izneti mogu služiti samo da ukažu na neke međuzavisnosti.

8. ZAKLJUČCI VEZANI ZA PROZOR Na osnovu nastalih građevinskih oštećenja zbog nedovoljnog provetravanja prostorija, posebno za staru gradnju propisano je sa različitih nadležnih mesta «prinudno provetravanje». Ono bi trebalo da funkcioniše bez održavanja i da ne umanjuje osvetljenost stana. Osim toga bi trebalo da se razmena vazduha kreće u okviru DIN 18055, t.j. a-vrednost

= max. 2.0 (zgrada do 8m visine), odnosno 1,0 (zgrada preko 8m visine). Ovakvo prinudno provetravanje pogodno je da na mestu ugradnje prozora obezbedi povećanu izmenu vazduha, da bi se posebno u staroj gradnji, kod loše izolovanih zidova, sprečila oštećenja izazvana orošavanjem, u slučaju kada ne urode plodom apeli korisnicima da provetravaju. Za provetravanje prostora je izmena vazduha koju omogućava «prinudno provetravanje» ipak nedovoljna. Na taj način se ne mogu sprečiti oštećenja od vlage na drugim delovima zidova (na pr. u uglovima i iza ormana) niti popraviti higijenski kvalitet vazduha. Stručni krugovi osim toga ukazuju i na činjenicu, da ovakve konstrukcije mogu dovesti do pojave promaje, što opet vodi do reklamacija korisnika prostorija ili do toga da oni zatvaraju otvore za provetravanje. Ovakve argumente možemo samo još jednom da podvučemo. Najvažnija i najefektivnija vrsta provetravanja je ciljno provetravanje kroz prozor Izuzetak, pored prostorija sa ognjištem, su stanovi u oblastima sa velikom bukom. Ovde su iznad određenih vrednosti neophodni posebni uređaji za provetravanje sa zvučnom izolacijom. Na osnovu zahteva za prozorima sa a-vrednošću u gornjim graničnim vrednostima (max. 2,0) KBE je testirao različite varijante. Prema konstrukcijskom izvođenju proverene a-vrednosti su između 0,5 i 1,6. Istovremeno je provereno i prigušivanje zvuka. Rezultati pokazuju: ovakva posebna rešenja mogla bi se izvesti do kategorije 4 u zaštiti od buke.

Temperatura orošavanja u zavisnosti od temperature i relativne vlažnosti

1) Približno se sme pravolinijski utvrditi međuvrednost

Primer očitavanja: pri temperaturi od 20 C i relativnoj vlažnosti vazduha od 50%

temperatura orošavanja iznosi 9,3 C.

Temperatura orošavanja Ʋ1) u C pri relativnoj vlažnosti od Temperatura

vazduha Ʋ

C

Temperatura orošavanja je ona temperatura od koje dolazi do stvaranja kondenzacije na

površini. Ona se lako može odrediti iz dijagrama temperature orošavanja.

Primer I: k = 3,0 W/m2K, sobna temperatura +20C, rel. vlažnost 50% Iz gornjeg dvostrukog dijagrama može se očitati spoljna temperatura na kojoj se pri određenoj k-vrednosti i datom stanju vazduha u prostoriji na unutrašnjoj površini dostiže temperaturu orošavanja. Tačka orošavanja na površini unutrašnjeg stakla, na kojoj vlaga iz vazduha počinje da se kondenzuje, t. j. staklo se zamagli u veoma tankom sloju. Ako se u gornjem dijagramu na vodoravnoj liniji za 50% relativne vlažnosti vazduha ide levo do preseka sa

krivom k = 3,0 W/m2K i odavde uspravno u donji dijagram do preseka sa vodoravnom linijom

za 20C sobne temperature, naći ćemo paralelno sa sistemom krivih spoljnu temperaturu od -

9C.

Primer II: k = 3,0 W/m2K, sobna temperatura +20C, rel. vlaž. Vazduha 60%

Rezultat: -2C Pri ovim spoljnim temperaturama unutrašnja površina može se malo zamagliti. U praksi se kondenzacija zbog dodatnog kretanja vazduha ipak javlja malo kasnije, t.j. staklo se zamagli tek na niskim spoljnim temperaturama.

Spoljna temperatura C C

Sobna temeratura C

Relativna vlažnost vazduha %

Slobodno provetravanje – poprečno postavljeni prozori

Slobodno provetravanje – ventilacija

Mehaničko provetravanje

= izmena vazduha na sat vremena

Mehanička izmena vazduha