A comparative analysis of natural and mechanical ventilation on the example of a single family house

2020

3(63)

DOI: 10.37190/arc200310

Wprowadzenie

Problem wyboru właściwego systemu wentylacji w bu-

dynkach jest niezwykle istotny głównie ze względu na to,

że skład i jakość powietrza w pomieszczeniu, w jakim

przebywa człowiek, zmienia się i pogarsza na skutek wie-

lu czynników, takich jak oddawanie ciepła, parowanie,

pocenie się, zanieczyszczenia gazowe i pyłowe [1], [2].

Zapewnienie odpowiedniej ilości świeżego powietrza jest

niezbędne do prawidłowego funkcjonowania budynku,

a co istotniejsze – organizmu człowieka. We współcze-

snym budownictwie zarówno stolarka, jak i przegrody bu-

dowlane są coraz bardziej szczelne, co może skutkować

brakiem poprawnej wymiany powietrza w przypadku nie-

odpowiednio dobranej wentylacji. Kluczowe jest dokona-

nie właściwego wyboru jeszcze na etapie projektu, co po-

zwala w sposób znaczący ograniczyć koszty jej budowy.

W pierwszej części artykułu przedstawiono i krótko

scharakteryzowano dostępne w budownictwie mieszkal-

nym systemy wentylacji. Zgodnie z Rozporządzeniem Mi

nistra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie

warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bu

dynki i ich usytuowanie (WT) [3] największą dowolność

pod względem wyboru rodzaju wentylacji mają budyn-

ki mieszkalne jednorodzinne i z tego powodu stały się

one przedmiotem szczególnej uwagi autorki publikacji.

W dalszej części pracy skupiono się na dwóch rodzajach

Aneta Biała*

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej

na przykładzie domu jednorodzinnego

A comparative analysis of natural and mechanical ventilation

on the example of a single family house

* ORCID: 0000-0002-8967-046X. Wydział Architektury Politech-

niki Poznańskiej / Faculty of Architecture, Poznan University of Techno-

logy, e-mail: aneta.biala@put.poznan.pl

Introduction

The problem of choosing the right ventilation system in

buildings is extremely important mainly due to the fact that

the composition and quality of the air in the room, where

a person stays, changes and deteriorates due to many fac-

tors, such as heat dissipation, evaporation, sweating, gas

pollution and dust [1], [2]. Providing the right amount of

fresh air is necessary for the proper functioning of a build-

ing, and more importantly – the human body. In modern

construction, both window frames and building partitions

are becoming more and more airtight, which may result in

the lack of proper air exchange in the event of inadequate-

ly selected ventilation. The key is to make the right choice

at the design stage, which signicantly reduces the cost of

its construction.

The rst part of the article presents and briey charac-

terizes ventilation systems available in residential build-

ings. According to the Ordinance of the Minister of In-

frastructure of April 12, 2002 on the technical conditions

to be met by buildings and their location (WT) [3], sin-

gle-family residential buildings have the greatest freedom

in terms of choosing the type of ventilation, and therefore

they have become the subject of special attention to the

author of the publication. Later in the article, we focus on

two types of ventilation, i.e., gravity and mechanical with

a heat recovery system, which are most frequently chosen

in single-family houses. In the available source literature,

numerous studies can be found on both gravity and me-

chanical ventilation, but they are considered separately.

One can distinguish here the research by Szymon Firląg

146 Aneta Biała

wentylacji: grawitacyjnej i mechanicznej z odzyskiem

ciepła, które są najczęściej wybierane w budynkach

jednorodzinnych. W dostępnej literaturze przedmiotu

można znaleźć liczne opracowania dotyczące zarówno

wentylacji grawitacyjnej, jak i wentylacji mechanicznej,

jednakże rozpatrywanych oddzielnie. Wyróżnić moż-

na tutaj badania Szymona Firląga skupiające się na dzia-

łaniu wentylacji grawitacyjnej w ocenie mieszkańców na

przykładzie budynku wielorodzinnego [4] czy sposobów

jej usprawniania [5]. W przypadku wentylacji mecha-

nicznej wielu autorów referatów i artykułów bada przede

wszystkim jej efektywność i wpływ na redukcję zapo-

trzebowania ciepła na cele grzewcze [6]–[9]. W artykule

skupiono się głównie na ocenie wentylacji grawitacyjnej

w porównaniu z wentylacją mechaniczną z odzyskiem cie-

pła. Badanie zostało wykonane przy uwzględnieniu trzech

kryteriów: kosztów inwestycyjno-eksploatacyjnych, jako-

ści powietrza nawiewanego oraz zapotrzebowania na cie-

pło na cele grzewcze. W ramach przeprowadzonej analizy

podjęto próbę określenia, który typ analizowanych sys-

temów wentylacji jest najkorzystniejszy dla budynków

jednorodzinnych.

Przegląd rodzajów wentylacji

w budownictwie jednorodzinnym

W Polsce dominującym systemem wentylacyjnym

w budownictwie mieszkaniowym jest wentylacja grawi-

tacyjna (il. 1) [10].

Niezbędna przy wyborze wentylacji grawitacyjnej

jest znajomość zasad jej działania. Zależy ona bowiem

od dwóch czynników zewnętrznych. Pierwszym z nich

jest różnica gęstości i temperatury między powietrzem

zewnętrznym a wewnętrznym. W okresie zimowym po-

wietrze wewnętrzne ma wyższą temperaturę i mniejszą

gęstość niż powietrze zewnętrzne. Latem różnica tempe-

ratur jest znikoma, co powoduje ograniczoną wymianę

powietrza w budynku bądź kompletny jej brak. W takim

wypadku można polegać tylko na drugim czynniku ze-

wnętrznym, jakim jest siła wiatru. Powietrze zewnętrze

jest „wdmuchiwane” poprzez otwory nawiewne do po-

mieszczenia, a przepływ powietrza jest wymuszany siłą

naturalną. W przypadku braku obydwóch wyżej wymie-

nionych czynników zewnętrznych wentylacja grawitacyj-

na nie istnieje [4].

Wraz ze wzrostem wymagań dotyczących powietrza

zaczęto stosować rozwiązania mechaniczne. Ideą wen-

tylacji mechanicznej jest dostarczenie w sposób ciągły

odpowiedniej ilości świeżego powietrza do pomieszczeń

oraz usunięcie z nich powietrza zanieczyszczonego. Ist-

nieją trzy zasadnicze rodzaje wentylacji mechanicznej.

Pierwszą z nich jest wentylacja mechaniczna wywiew-

na (il. 2a). Opiera się ona na montażu wentylatorów na

przewodach wentylacyjnych w pomieszczeniach o wzmo-

żonej emisji zanieczyszczeń lub wilgotności. W takim

wypadku nawiew do budynku w dalszym ciągu następuje

drogą naturalną, poprzez nieszczelności bądź nawiewniki

w oknach. Coraz częściej ten typ jest stosowany w bu-

downictwie wielorodzinnym, ze względu na większą sku-

teczność niż wentylacja grawitacyjna przy jednoczesnym

focusing on the eect of gravity ventilation in the assess-

ment of residents on the example of a multi-family build-

ing [4] or ways to improve it [5]. In the case of mechanical

ventilation, many authors of papers and articles primarily

study its eectiveness and impact on the reduction of heat

demand for heating purposes [6]–[9]. The article focuses

primarily on the assessment of gravity ventilation in com-

parison with mechanical ventilation with a heat recovery

system. The study was performed taking into account

three criteria i.e. investment and operating costs, supply

air quality and heat demand for heating purposes. As part

of the analysis, an attempt was made to determine which

type of the analyzed ventilation systems is the most fa-

vorable for single-family buildings.

Overview of types of ventilation

in single-family housing

In Poland, a dominant ventilation system in housing

construction is gravity ventilation (Fig. 1) [10].

Being aware of its operation is essential when choos-

ing gravity ventilation. It depends on two external factors.

The rst is the density and temperature dierence between

the outside and inside air. In winter, indoor air is warmer

and less dense than outdoor air. In summer, the temper-

ature dierence is negligible, which results in limited or

no air exchange in the building. In this case, we can only

rely on the second external factor, which is the force of the

wind. Outside air is “blown” through the inlet openings

into the room, and the air ow is forced by natural force.

In the absence of both of the above-mentioned external

factors, gravity ventilation does not exist [4].

As air requirements increased, mechanical solutions

began to be used. The idea of mechanical ventilation is

to continuously provide the right amount of fresh air to

rooms and remove polluted air from them. There are three

main types of mechanical ventilation.

The rst is mechanical exhaust ventilation (Fig. 2a). It

is based on the installation of fans on ventilation ducts in

rooms with increased emissions of pollutants or humidity.

In this case, the air supply to the building continues nat-

urally, through leaks or diusers in the windows. More

and more often, this type is used in multi-family housing,

due to its greater eciency than gravity ventilation, while

maintaining a certain user’s decision-making process re-

garding the air supply.

A less popular solution is mechanical supply ventila-

tion (Fig. 2b). In this system, fresh air is forced inside,

while polluted air is removed naturally. The air intake,

usually located on the roof, ensures that the right amount

of air is collected. The resulting over pressure in the build-

ing causes the air in it to be “pushed out” to the outside

through leaks in building partitions. Unfortunately, the

tighter the building, the less eective this type of venti-

lation is.

Both, exhaust and supply ventilations are to some ex-

tent dependent on the natural ventilation solutions used in

the building. Only the combination of these two methods

gives full independence, and thus the greatest control over

the air in the building. The supply and exhaust ventilation

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 147

zachowaniu pewnej decyzyjności użytkownika dotyczą-

cej nawiewu.

Mniej popularnym rozwiązaniem jest wentylacja me-

chaniczna nawiewna (il. 2b). W tym systemie to nawiew

świeżego powietrza jest wymuszany, natomiast usuwanie

zanieczyszczonego następuje naturalnie. Umiejscowiona,

najczęściej na dachu, czerpnia powietrza zapewnia po-

bieranie jego odpowiedniej ilości. Wytworzone dzięki

temu nadciśnienie w budynku powoduje „wypychanie”

znajdującego się w nim powietrza na zewnątrz poprzez

nieszczelności w przegrodach budowlanych. Niestety im

szczelniejszy budynek, tym mniejsza skuteczność tego

typu wentylacji.

Zarówno wentylacja wywiewna, jak i nawiewna są

w pewnym sensie zależne od zastosowanych naturalnych

rozwiązań wentylacyjnych w budynku. Dopiero połącze-

nie ze sobą tych dwóch sposobów daje pełną niezależność,

a co za tym idzie największą kontrolę nad powietrzem

znajdującym się w budynku. Wentylacja nawiewno-wy-

wiewna zapewnia nie tylko usuwanie powietrza, ale rów-

nież kontroluje napływ świeżego, oczyszczonego powietrza

do pomieszczeń. Aby system sprawnie działał, potrzebna

jest rozbudowana sieć kanałów połączona z centralą wen-

tylacyjną odpowiedzialną za przepływ zarówno powie-

trza nawiewanego, jak i wywiewanego. Napływ świeżego

powietrza jest nieprzerwany i odbywa się niezależnie od

ingerencji człowieka. Wskazane jest, aby wszystkie okna

i inne przegrody były szczelne. Nie ma jednak koniecz-

ności stosowania dodatkowych rozwiązań konstrukcyj-

nych, ponieważ każdy nowo projektowany budynek ma

odpowiedni stopień szczelności. Nie ma również potrze-

by montowania nawiewników okiennych i okresowego

otwierania okien oraz przewietrzania pomieszczeń. Dzię-

ki zamontowanym w centrali ltrom oczyszczającym po-

wietrze nawiewane ma o wiele lepsze parametry jakościo-

we, jest wolne od kurzu i zanieczyszczeń.

Alternatywnym rozwiązaniem dla wyżej wymienionych

systemów jest wentylacja hybrydowa. Zapewnia ona odpo-

wiednią wymianę powietrza dzięki połączeniu wentylacji

ensures not only the removal of air, but also controls the

inow of fresh, puried air into the rooms. For the system

to work eciently, an extensive network of ducts is need-

ed, connected to an air handling unit (AHU) responsible

for the ow of both supply and exhaust air. The inow

of fresh air is uninterrupted and takes place regardless of

human interference. It is advisable that all windows and

other partitions be tight. However, there is no need to use

additional construction solutions, because each newly de-

signed building has an appropriate degree of tightness.

There is also no need to install window ventilators and

periodically open windows and air the rooms. Thanks to

the air purifying lters installed in the AHU, the supplied

air has much better quality parameters, it is free from dust

and dirt.

An alternative solution to the above-mentioned systems

is hybrid ventilation. It ensures adequate air exchange

thanks to the combination of gravity and mechanical

ventilation, which complement each other. Under favora-

ble weather conditions, the air exchange occurs natural-

ly, but when they are insucient, mechanical support is

Il. 1. Schemat ideowy działania wentylacji grawitacyjnej

(oprac. A. Biała)

Fig. 1. Schematic diagram of the operation of gravity ventilation

(elaborated by A. Biała)

Il. 2. Uproszczone schematy wentylacji mechanicznej:

a) wywiewnej, b) nawiewnej (oprac. A. Biała)

Fig. 2. Simplified diagrams of mechanical ventilation:

a) exhaust, b) supply air (elaborated by A. Biała)

148 Aneta Biała

grawitacyjnej i mechanicznej, które wzajemnie się uzupeł-

niają. Przy korzystnych warunkach atmosferycznych wy-

miana powietrza następuje naturalnie, a gdy są one nie-

wystarczające, włącza się wspomaganie mechanicznie.

Możliwe jest ono dzięki montażowi odpowiednich wenty-

latorów niskociśnieniowych w formie nasad kominowych

na szczycie kanałów wentylacji naturalnej [11].

Niezależnie od przyjętej metody, wentylacja polega

na wymianie ogrzanego już powietrza wewnętrznego na

świeże, ale zarazem chłodne powietrze zewnętrzne. Po-

nownie musi ono zostać ogrzane do odpowiedniej tempe-

ratury, co powoduje znaczne straty ciepła. W dzisiejszych

czasach budownictwo idzie w stronę energooszczędności

i ekologii. Koniecznością stało się stawianie budynków

o jak najniższym współczynniku zapotrzebowania na ener-

gię pierwotną (EP)

. Według obowiązujących przepisów

wynosi on obecnie 95 kWh/(m

rok). Od stycznia 2021 r.

nowe budynki mieszkalne nie będą mogły natomiast zu-

żywać więcej niż 70 kWh/(m

rok) [3]. Aby sprostać no-

wym wymaganiom, zaczęto stosować rozwiązania ogra-

niczające straty ciepła z budynku. Żaden z wymienionych

powyżej rodzajów wentylacji nie pozwala jednak na ich

ograniczenie. Prawidłowo działająca wentylacja, zarówno

grawitacyjna, jak i mechaniczna generuje nawet do 25%

całkowitych strat ciepła w budynkach o dobrej izolacyj-

ności przegród budowlanych [12]. Powszechnym roz-

wiązaniem tego problemu stała się technologia odzysku

ciepła, stosowana wyłącznie w systemie wentylacji me-

chanicznej nawiewno-wywiewnej.

System ten opiera się na zastosowaniu wymiennika

ciepła zainstalowanego w centrali wentylacyjnej. Świeże

powietrze pobierane jest z zewnątrz za pomocą czerp-

ni oraz transportowane jednym zbiorczym kanałem do

Roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną

uwzględnia oprócz energii końcowej dodatkowe nakłady nieodnawialnej

energii pierwotnej na dostarczenie do budynku każdego wykorzystanego

nośnika energii lub energii. Uzyskane niskie wartości wskazują na nieznacz-

ne zapotrzebowanie na energię i tym samym wysoką efektywność energe -

tyczną budynku i zużycie energii chroniące zasoby naturalne i środowisko.

activated. It is possible thanks to the installation of appro-

priate low-pressure fans in the form of chimney pots on

the top of the natural ventilation ducts [11].

Regardless of the method adopted, ventilation consists

in replacing the already heated indoor air with fresh, but

also cool outdoor air. It must again be heated to a suit-

able temperature, which causes a signicant heat loss.

Nowadays, construction is moving towards energy e-

ciency and ecology. It has become a necessity to construct

buildings with the lowest possible coecient of demand

for primary energy (EP)

. According to the applicable

regulations, it is currently 95 kWh/(m

a). From January

2021, new residential buildings will not be able to con-

sume more than 70 kWh/(m

a) [3]. In order to meet the

new requirements, solutions began to reduce heat losses

from a building. However, none of the above-mentioned

types of ventilation can limit these losses. Properly func-

tioning ventilation, both gravitational and mechanical,

generates up to 25% of total heat loss in buildings with

good insulation of building partitions [12]. The heat re-

covery technology, used only in the mechanical supply

and exhaust ventilation system, has become a common

solution to this problem.

This system is based on the use of a heat exchanger

installed in the air handling unit. Fresh air is taken from

the outside by means of the air intake and then transport-

ed through one collective channel to the ventilation unit.

This is where the heat exchanger is located and the heat

exchange takes place between the air extracted from the

rooms (heated) and the fresh air taken from the outside

(cool). There are various variants of heat exchangers avail-

able on the market, diering mainly in design and ecien-

cy, which ranges from 67 to 90% [6], [7].

An annual demand for non-renewable primary energy takes into

account, apart from nal energy, an additional outlay of non-renewable

primary energy for delivering each energy carrier or energy to the build-

ing. The low values which are obtained suggest an insignicant energy

demand and thus high energy eciency of the building and such energy

use that protects natural resources and the environment.

Il. 3. Schemat ideowy instalacji wentylacji z odzyskiem ciepła; t

– temperatura powietrza zewnętrznego,

– temperatura powietrza za wymiennikiem ciepła, t

– temperatura powietrza wewnetrznego (oprac. A. Biała)

Fig. 3. Schematic diagram of mechanical ventilation with a heat recovery system; t

– outside air temperature,

– air temperature after the heat exchanger, t

– inside air temperature (elaborated by A. Biała)

czerpnia

air intake

exhaust

terminal

wyrzutnia

świeże powietrze

fresh supply air

usuwane powietrze

exhaust air

ltr/lter

pomieszczenie

room

wymiennik

ciepła

heat

exchanger

wentylator

nagrzewnica

heater

fan

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 149

centrali wentylacyjnej. To tam znajduje się wymiennik

ciepła, w którym następuje wymiana pomiędzy powie-

trzem wyciąganym z pomieszczeń (ogrzanym) a świe-

żym, pobranym z zewnątrz (chłodnym). Na rynku dostęp-

ne są różne warianty wymienników ciepła, różniące się

przede wszystkim konstrukcją i sprawnością, która waha

się przedziale od 67 do 90% [6], [7].

Współczesne problemy związane z wentylacją

Aby wentylacja obiektu działała sprawnie, niezbędne

są dwa ściśle ze sobą powiązane elementy – odpowiedni

nawiew i wywiew. Brak odpowiedniej świadomości i wie-

dzy nie tylko w praktyce budowlanej, ale również u sa-

mych użytkowników wpływa na nieodpowiednią wymia-

nę powietrza. Badania Firląga przeprowadzone w formie

ankiety na grupie mieszkańców budynku wielorodzinne-

go wykazały, że większość osób niepoprawnie korzysta

z wentylacji grawitacyjnej, ograniczając napływ świeżego

powietrza przez zamykanie nawiewników [4]. Zbyt mała

ilość dostarczonego do pomieszczeń świeżego powietrza

przekłada się przede wszystkim negatywnie na zdrowie

i samopoczucie użytkowników. Pojawiają się bóle głowy,

zmęczenie czy nawet podrażnienie skóry, nosa czy gardła.

Nieodpowiednia wentylacja lokali trwająca przez długi

czas wpływa niekorzystnie nie tylko na człowieka, ale

również na budynek i jego wyposażenie. Do poważniej-

szych skutków należy zaliczyć wnikanie wilgoci do ścian,

pęcznienie drewnianych podłóg czy pojawianie się grzy-

bów i pleśni w okolicach okien czy za meblami [4], [12].

Wraz z deniowaniem problemu niewystarczającego

nawiewu pojawiły się również próby jego rozwiązania.

Wietrzenie pomieszczeń poprzez otwieranie szeroko okien

na krótki czas nie jest formą nawiewu samą w sobie, ale tyl-

ko tak można zyskać pewność, że nastąpiła wymiana całej

objętości powietrza wewnętrznego i tym samym pozby-

liśmy się niechcianej wilgoci i zanieczyszczeń z powietrza.

Kluczowa jest tutaj systematyczność i intensywność. Aby

zapewnić odpowiedni komfort, należy wietrzyć wszystkie

pomieszczenia w domu, w tym głównie sypialnie po nocy

i bezwzględnie łazienki po kąpieli. Dobrym nawykiem

jest też wietrzenie całego domu po dłuższej nieobecności.

Kolejnym sposobem na dostarczenie do domu świeże-

go powietrza jest mikrowentylacja. Obecnie każda stolar-

ka okienna wyposażona jest w taki system. Polega on na

rozszczelnianiu ramy okien uchylnych. Dopływ świeżego

powietrza zapewniony jest poprzez szczelinę między ramą

a skrzydłem powstałą po przekręceniu klamki od pozycji

poziomej w górę o 45 stopni. Mikrowentylacja nie jest

jednak rozwiązaniem docelowym. Nie można jej w żaden

sposób kontrolować ani wpłynąć na jej intensywność. Nie

zastąpi ona odpowiedniego nawiewu, a jedynie może go

wspomóc. Główną wadą tego rozwiązania jest brak świa-

domości wśród samych użytkowników. Większość z nich

nie wie, na jakiej zasadzie działa mikrowentylacja, bądź

świadomie jej po prostu nie używa [13].

Wraz z narastaniem skali problemu, koniecznością stał

się montaż układów kontrolowanego napływu powietrza

– nawiewników okiennych. Od 2009 r. architekt musi

dobrać okna i osprzęt okienny zgodnie z założeniami

Contemporary problems related to ventilation

For the ventilation of a building to work eciently,

two closely related elements are necessary – adequate air

supply and exhaust. Lack of appropriate awareness and

knowledge not only in construction practice, but also in

the users themselves, aects inadequate air exchange.

Firląg’s research conducted in the form of a survey on

a group of residents of a multi-family building showed

that most people use gravity ventilation incorrectly, limit-

ing the inow of fresh air by closing the air inlets [4]. An

insucient amount of fresh air supplied to the rooms has

a negative impact on the health and well-being of users.

Headaches, fatigue and even irritation of the skin, nose or

throat appear. Inadequate ventilation of premises lasting

for a long time adversely aects not only people, but also

the building and its equipment. The more serious eects

include penetration of moisture into the walls, swelling

of wooden oors, and the appearance of fungi and mold

around windows or behind furniture [4], [12].

Along with dening the problem of insucient ven-

tilation, there have also been attempts to solve it. Airing

the rooms by opening windows wide for a short time is

not a form of air supply in itself, but it is the only way

to be sure that the entire volume of internal air has been

replaced and thus we get rid of unwanted moisture and

pollution from the air. Regularity and intensity are key

here. To ensure adequate comfort, all rooms in the house

should be ventilated, mainly bedrooms after a night and

the bathrooms after a shower. It is also a good habit to air

the entire house after a long absence.

Another way to bring fresh air into your home is

through micro-ventilation. Currently, each window frame

is equipped with such a system. It consists in unsealing

the frame of tilt windows. Fresh air supply is provided

through the gap between the frame and the sash after turn-

ing the handle from the horizontal position upwards by

45 degrees. However, micro-ventilation is not the nal

solution. You cannot control it in any way or inuence

its intensity. It is not a substitute for adequate airow, but

can only support it. The main disadvantage of this solu-

tion is the lack of awareness among the users themselves.

Most of them do not know how micro-ventilation works,

or they simply do not use it consciously [13].

With the increasing scale of the problem, it became

necessary to install controlled air inow systems – win-

dow diusers. Since 2009, the architect has to select win-

dows and window accessories in accordance with the de-

sign assumptions of the ventilation system. Diusers are

small, simple devices mounted in windows or external

walls of a building. A distinction can be made between

devices with constant ow or regulated ow, which can

be manual or automatic. Manual adjustment allows the

user to limit the intensity of air exchange as desired. It

is especially useful during intense frosts when excessive

heat losses should be limited. The automatic ones, on the

other hand, adjust the air ow depending on changes in

temperature, humidity, or air pressure.

The choice of the type of ventilation in a building

should be carefully considered and preceded by a thorough

150 Aneta Biała

analysis of advantages and disadvantages of each of them.

One of the most important criteria when selecting is the in-

vestment cost of a given system. The article focuses on the

analysis of gravity and mechanical ventilation. However,

the cost comparison of the two systems is not universal for

every building. This is mainly due to the large price dis-

proportionate of individual system components. Mechan-

ical ventilation is a more expensive solution, mainly due

to the more complex structure and the necessity to buy

an air handling unit. The recuperation price for a given

building is closely related to its architecture and function-

al layout. Depending on the usable area, the number of

stories and rooms where exhaust chimneys are necessary,

the costs of both natural and mechanical ventilation dier

signicantly for each building. A basic mistake, however,

is to assume that gravity ventilation is free. It should be

noted that mechanical ventilation is performed instead of

gravity ventilation.

An indispensable element of any ventilation is an ad-

equate supply of fresh air. An important aspect for many

investors in choosing natural ventilation is its mainte-

nance-free operation. In new buildings, it is not as main-

tenance-free as it used to be. Airing the rooms 2–3 times

a day seems time-consuming and most importantly – you

have to remember about it. Ventilation results in tempo-

rary cooling of the apartment, which is unacceptable for

many people and they do not decide to do so. The use of

micro-ventilation in windows also requires some routine

in its using. Installation of manual air vents requires pe-

riodic control of the amount of incoming air, and most

people use them incorrectly, often closing the air supply,

especially in winter [4]. The maintenance-free solution is

only the installation of automatic diusers. For this rea-

son, the analysis included the installation of hygroscop-

ic window diusers in all necessary rooms. In principle,

they should ensure a minimum inow of fresh air with the

most comfortable use of the system.

Research method

The subject of the research was the design of a one-sto-

ry residential building at the construction stage with

a total usable area of 185 m

, a simplied plan view of

which is shown in Figure 4. The building was designed in

a traditional technology. All U heat transfer coecients of

building partitions and joinery comply with the require-

ments of WT [3]. The research was conducted in 2018,

and the building is located in Poznań. In order to make

an accurate comparison of the two ventilation systems in

a single-family building, the research work was divided

into three stages.

The rst part of the research focused on the compila-

tion of the investment costs of gravity ventilation in the

analyzed building and comparing them with the costs of

mechanical ventilation with a heat recovery system. The

results of the research were based on individual valuations

collected by the author of the article. The cost of individual

system elements was based on retail prices from the cur-

rent manufacturers’ oers. In the case of remuneration for

contractors (so-called labor), inquiries were sent to compa-

projektowymi systemu wentylacji. Nawiewniki to niewiel-

kie, proste urządzenia montowane w oknach lub zewnętrz-

nych ścianach budynku. Wyróżnić można urządzenia o prze-

pływie stałym lub regulowanym, które mogą być ręczne

lub

automatyczne. Ręczna regulacja umożliwia użytkowni-

kowi ograniczenie intensywności wymiany powietrza

wedle uznania. Szczególnie przydatne jest to w czasie in-

tensywnych mrozów, kiedy należy ograniczyć nadmierne

straty ciepła. Automatyczne natomiast same dostosowują

przepływ powietrza w zależności od zmian temperatury,

wilgotności czy ciśnienia powietrza.

Wybór rodzaju wentylacji obiektu powinien być prze-

myślany i poprzedzony dokładną analizą wad i zalet każ-

dego z nich. Jednym z ważniejszych kryteriów podczas

wyboru jest nakład inwestycyjny danego systemu. W ar-

tykule skupiono się na analizie wentylacji grawitacyjnej

i mechanicznej. Porównanie kosztów tych dwóch syste-

mów nie jest jednak powszechne i uniwersalne dla każde-

go budynku. Związane jest to głównie z dużą dysproporcją

cenową poszczególnych elementów systemów. Wentyla-

cja mechaniczna jest rozwiązaniem droższym, głównie ze

względu na bardziej złożoną budowę i konieczność kup-

na jednostki wentylacyjnej. Cena rekuperacji dla danego

obiektu jest ściśle powiązana z jego architekturą i ukła-

dem funkcjonalnym. Dla każdego obiektu w zależności

od powierzchni użytkowej, liczby kondygnacji i pomiesz-

czeń, w których niezbędne są kominy wywiewne, koszty

zarówno wentylacji naturalnej, jak i mechanicznej znacz-

nie od siebie odbiegają. Podstawowym błędem jest jednak

założenie, że wentylacja grawitacyjna jest darmowa. Na-

leży pamiętać, że wentylację mechaniczną wykonuje się

zamiast wentylacji grawitacyjnej.

Niezbędnym elementem każdej wentylacji jest odpo-

wiedni nawiew świeżego powietrza. Ważnym aspektem

dla wielu inwestorów w wyborze wentylacji naturalnej

jest jej bezobsługowość. W nowych budynkach nie jest

tak bezobsługowa jak była kiedyś. Przewietrzanie po-

mieszczeń 2–3 razy na dobę wydaje się czasochłonne i co

najważniejsze – trzeba o tym pamiętać. Skutkiem prze-

wietrzania jest chwilowe wyziębienie mieszkania, co dla

wielu osób jest nieakceptowalne i dlatego się one na to nie

decydują. Stosowanie mikrowentylacji w oknach również

wymaga pewnej rutyny w jej stosowaniu. Instalacja na-

wiewników manualnych wymaga okresowego kontrolo-

wania ilości napływającego powietrza, a większość osób

niepoprawnie z nich korzysta, często zamykając dopływ

powietrza, zwłaszcza zimą [4]. Bezobsługowym rozwią-

zaniem jest tylko instalacja nawiewników z automatycz-

ną regulacją. Z tego powodu w przeprowadzonej analizie

uwzględniono montaż higroskopijnych nawiewników

okiennych we wszystkich niezbędnych pomieszczeniach.

Z założenia powinny one zapewnić minimalny napływ

świeżego powietrza przy możliwie najbardziej komforto-

wym użytkowaniu systemu.

Metoda badawcza

Obiektem badań był projekt parterowego budynku

mieszkalnego na etapie realizacji budowy o łącznej po-

wierzchni użytkowej 185 m

. Jego uproszczony rzut został

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 151

przedstawiony na ilustracji 4. Budynek zaprojektowa-

no w technologii tradycyjnej. Wszystkie współczynniki

przenikania ciepła U przegród budowlanych i stolarki są

zgodne z wymaganiami WT [3]. Badania zostały przepro-

wadzone w 2018 r., a budynek zlokalizowany jest w Po-

znaniu. W celu dokonania dokładnego porównania dwóch

systemów wentylacji w budynku jednorodzinnym prace

badawcze podzielono na trzy etapy.

W pierwszej części badań skupiono się na zestawieniu

kosztów inwestycyjnych wykonania wentylacji grawita-

cyjnej w badanym obiekcie i porównaniu ich z kosztami

wykonania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

Wyniki badań zostały oparte na zebranych przez autorkę

artykułu indywidualnych wycenach. Koszt poszczegól-

nych elementów systemowych oparto na cenach detalicz-

nych z aktualnych ofert producentów. W przypadku wy-

nagrodzeń dla wykonawców (tzw. robocizna) kierowano

zapytania ofertowe do rm specjalizujących się w monta-

żu danego systemu. Otrzymane w ten sposób dane można

uznać za wiarygodne ze względu na to, że pytania były

kierowane od prywatnego inwestora, a rmy nie były

świadome badania. Zapytania ofertowe wysyłano do co

najmniej trzech różnych producentów i wybierano naj-

niższe ceny z otrzymanych odpowiedzi. Należy podkre-

ślić, że wyceny obowiązywały w okresie wiosenno-let-

nim 2018 r. i były aktualne na terenie Poznania i okolic.

W przypadku kosztów eksploatacyjnych przyjęto ceny

prądu zgodnie z aktualnym cennikiem dystrybutora ener-

gii elektrycznej, a zużycie na podstawie karty katalogowej

dobranego rekuperatora.

Drugim etapem badań było porównanie wentylacji gra-

witacyjnej i mechanicznej z odzyskiem ciepła pod wzglę-

dem jakości powietrza. Poniższą analizę oparto na danych

nies specializing in the installation of a given system. The

data obtained in this way can be considered reliable due to

the fact that the questions were directed from a private in-

vestor and the companies were not aware of the research.

Inquiries were sent to at least three dierent producers

and the lowest prices were selected from the responses

received. It should be emphasized that the valuations were

valid in the spring and summer 2018 and were valid in

Poznań and its vicinity. In the case of operating costs,

electricity prices were assumed in accordance with the

current electricity distributor’s price list, and consumption

was based on the catalog card of the selected recuperator.

The second stage of the research was to compare gravi-

ty and mechanical ventilation with a heat recovery system

in terms of air quality. The following analysis is based on

measurement data from the station located at Dąbrow-

skiego Street in Poznań from 2018 [14]. They were se-

lected and constituted the input data for the performed

calculations and analyzes. The list includes air pollutants

which, according to the author of the publication, have

a signicant impact on the air cleanliness. Actual data

may dier from those given in the summary due to the

fact that environmental factors also aect air pollution.

Worse air quality can be observed in the dense downtown

development around busy streets and denitely better in

loose buildings with surrounding greenery. Regardless of

the location, however, the problem with air cleanliness in-

tensies during the heating season (November to March).

This is mainly due to the common use of solid fuel stoves

by individual consumers [15].

In order to determine the heat demand for heating pur-

poses of the analyzed building, which is the third stage of

the research, the methodology of determining the energy

Il. 4. Uproszczony rzut

analizowanego budynku

jednorodzinnego

(oprac. A. Biała)

Fig. 4. Simplified plan

of the analyzed house

(elaborated by A. Biała)

11,88 m

15,84 m

6,65 m

2,18 m

2,55 m

23,4 m

2,55 m

9,60 m

5,85 m

5,15 m

15,05 m

13,11 m

10,16 m

9,03 m

2,40 m

1895

1370

37,22 m

152 Aneta Biała

pomiarowych ze stacji zlokalizowanej przy ul. Dą brow-

skiego w Poznaniu z 2018 r. [14]. Zostały one poddane se-

lekcji i stanowiły dane wyjściowe do przeprowadzonych

obliczeń i analiz. Do zestawienia wybrano zanieczysz-

czenia, które zdaniem autorki publikacji mają znaczący

wpływ na stan czystości powietrza. Rzeczywiste dane

mogą odbiegać od podanych w zestawieniu ze względu

na to, że na zanieczyszczenie powietrza mają również

wpływ czynniki środowiskowe. Gorszą jakość po wietrza

można zaobserwować w gęstej zabudowie śródmiejskiej

w okolicy ruchliwych ulic, a zdecydowanie lepszą w luź-

nej zabudowie z okoliczną zielenią. Niezależnie jednak

od lokalizacji problem z czystością powietrza nasila się

w sezonie grzewczym (od listopada do marca). Spowodo-

wane to jest głównie powszechnym stosowaniem przez

indywidualnych odbiorców pieców na paliwo stałe [15].

W celu określenia zapotrzebowania ciepła na cele grzew-

cze analizowanego obiektu, będącego trzecim etapem ba-

dań, wykorzystano metodologię wyznaczania charakterysty-

ki energetycznej budynku. Proces ten został przedstawiony

w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia

27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania cha

rakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz

świadectw charakterystyki energetycznej [16]. Obliczenia

zostały wykonane w sposób uproszczony, który może wpły-

nąć na dokładność otrzymanych wyników, jednakże ze

względu na założenia nie zniekształca on w sposób istot-

ny wyników obliczeń. Podstawowe dane obiektu były bo-

wiem takie same w obu przypadkach,

a jedyną różnicą był

sposób wentylacji obiektu. Założono, że źródłem ciepła

w analizowanym budynku jest piec gazowy kondensacyj-

ny niskoemisyjny do 30 kW. Dane zestawiono w postaci

tabeli i obliczono szacunkowy roczny koszt ogrzewania

na podstawie ceny gazu dla odbiorcy indywidualnego ze

strony dostawcy paliwa.

Wyniki badań

Koszty wentylacji

obiektu mieszkalnego

Standardowy dom jednorodzinny, w zależności od ukła-

du, wyposażony jest zazwyczaj w dwa do trzech kominów.

Aby zapewnić prawidłową wentylację naturalną w rozwa-

żanym obiekcie, należałoby wymurować trzy oddzielne

kominy, każdy zawierający po trzy kanały wentylacyjne

zgodnie z ilustracją 3. Cena wentylacji naturalnej rozbita

jest na wiele mniejszych składowych, które często nie są

rozpatrywane razem, dlatego prawdopodobnie wiele osób

nie zdaje sobie sprawy z ich istnienia. Całościowy koszt

takiej wentylacji składa się z trzech elementów: budowy

komina, jego obróbki ponad powierzchnią dachu oraz

wyposażenia budynku w odpowiedni osprzęt. Według

wyliczeń koszt systemowych pustaków wentylacyjnych

potrzebnych do wymurowania jednego komina wraz z nie-

zbędną zaprawą oszacowano na mniej więcej 568 zł. Koszt

pracy wykwalikowanego murarza wyniósłby natomiast

około 550 zł. W kosztach należy również ująć niezbędne

materiały i robociznę za wykończenie komina ponad po-

wierzchnią dachu. Powszech nie wykonuje się je z cegły

performance of the building was used. This process was

presented in the Regulation of the Minister of Infrastruc-

ture and Development on the methodology for determining

the energy performance of a building or part of a building

and energy performance certicates [16]. The calculations

were performed in a simplied manner, which may aect

the accuracy of the obtained results, however, due to the

assumptions, it does not signicantly distort the results of

the calculations. The basic data of the object was the same

in both cases and the only dierence was the way the ob-

ject was ventilated. It was assumed that the heat source in

the analyzed building is a low-emission gas condensing

furnace up to 30 kW. The data is compiled in the form of

a table and the estimated annual cost of heating was cal-

culated based on the gas price for an individual customer

from the fuel supplier.

Results

Residential ventilation costs

A standard single-family house, depending on the lay-

out, is usually equipped with two to three chimneys. To

ensure proper natural ventilation in the considered house,

three separate chimneys should be built, each with three

ventilation ducts, as shown in Figure 3. The price of nat-

ural ventilation is broken down into many smaller com-

ponents, which are often not considered together, which

is why many people probably are not aware of their ex-

istence. The total cost of such ventilation consists of three

elements, i.e. the construction of the chimney, its process-

ing above the roof surface and providing the building

with appropriate equipment. According to calculations,

the cost of the system ventilation blocks needed to build

one chimney with the necessary mortar was estimated at

approximately PLN 568. The cost of the work of a qual-

ied bricklayer would be around PLN 550. The costs

should also include the necessary materials and labor for

nishing the chimney above the roof surface. They are

commonly made of clinker bricks, which, together with

the employees’ remuneration, gives about PLN 820 for

one chimney. The necessary roong work is the cost of

300 PLN per piece. To sum up, the costs of building three

chimneys for the analyzed house are PLN 2,664 for ma-

terials and PLN 4,060 for labor. However, it should be

remembered that in order to receive the total expenditure

on gravity ventilation, the costs of equipment, such as ex-

haust grilles, rotating chimney cowl or inspection doors,

which in the analyzed case amount to PLN 3,030, should

also be included. It is necessary to purchase hygroscopic

diusers, the price of which ranges from PLN 200–250

per item. The above analysis shows that the total cost of

gravity ventilation for the analyzed house, equipped with

three separate 6 m high brick chimneys, is PLN 9,754. It

is worth noting that the cost of accessories, which is often

not taken into account in the valuations, accounts for over

30% of the price of the entire installation. Omitting this

element can signicantly lower the total nancial outlay

on gravity ventilation, which is crucial when comparing it

with a mechanical ventilation system.

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 153

klinkierowej, co łącznie z wynagrodzeniem pracowników

daje około 820 zł za jeden komin. Niezbędna obróbka de-

karska to koszt rzędu 300 zł za sztukę. Podsumowując,

koszty budowy trzech kominów dla analizowanego domu

wynoszą 2664 zł za materiały oraz 4060 zł za robociznę.

Należy jednak pamiętać, że aby otrzymać całkowity wy-

datek na wentylację grawitacyjną, należy również wliczyć

koszty osprzętu, takie jak kratki wywiewne, obrotowe ko-

minki nasadowe czy drzwiczki rewizyjne, które w anali-

zowanym przypadku wynoszą 3030 zł. Niezbędny jest za-

kup nawiewników higrosterowalnych, których cena waha

się w granicach 200–250 zł za sztukę. Z powyższej ana-

lizy wynika, że całkowity koszt wentylacji grawitacyjnej

dla analizowanego domu, wyposażonego w trzy oddzielne

murowane kominy o wysokości 6 m wynosi 9754 zł. War-

to zwrócić uwagę, że koszt osprzętu, który często nie jest

brany pod uwagę w wycenach, stanowi ponad 30% ceny

The second option was to equip the house with a ven-

tilation system with a heat recovery system. In this case,

an extensive network of ventilation ducts and the pur-

chase of an appropriate central unit are necessary. The

cost estimate includes the popular PE-FLEX duct system

with the necessary accessories, the total cost of which

was PLN 3,960. A very important step in the recupera-

tion system is the selection of an appropriate central unit.

Its prices vary greatly depending on performance, design,

or manufacturer. For the purposes of the analysis, a recu-

perator with a capacity of 400 m

/h and a counter-current

cross arrangement was selected. The prices of such de-

vices start from about PLN 6,000 and this has been in-

cluded in the cost estimate. The installation of the entire

installation by a professional company was estimated at

PLN 2,500. Therefore, the total cost of the installation is

PLN 12,660.

Element

Nazwa

Name

Cena jednostkowa

Unit price [PLN]

Liczba sztuk

Number of items

Cena

Price [PLN]

Materiały budowlane

Building materials

pustak systemowy went.

ventilation system block

532/szt./pcs. 3 1596

zaprawa do montażu

mortar

36 3 108

cegła klinkierowa

clinker brick

3/szt./pcs. 300 900

fuga spoinowa

grout

60PLN/25kg 1 60

Razem materiały budowlane:

Building materials – total:

2664

Osprzęt

Equipment

nasada kominowa

chimney cowl

120 8 960

drzwiczki rewizyjne

inspection door

20/szt./pcs. 8 160

kratki wywiewne

exhaust grilles

12/szt./pcs. 5 60

nawiewniki okienne higrosterowalne

humiditycontrolled window diffusers

200/szt./pcs. 7 1400

wentylatory łazienkowe

bathroom fans

150/szt./pcs. 3 450

Razem osprzęt:

Equipment total:

3030

Obróbka blacharska komina

Chimney flashing

300/szt./pcs. 3 900

Robocizna: prace murarskie komina (92,25/mb)

Labor: chimney furnishing works (92.25/m)

1660

Robocizna: wykończenie komina

Labor: chimney finish

1500

Razem wentylacja naturalna (3 kominy)

Total natural ventilation (3 chimneys)

9754

Tabela 1. Koszty inwestycyjne wentylacji naturalnej (oprac. A. Biała)

Table 1. Investment cost of natural ventilation (elaborated by A. Biała)

154 Aneta Biała

całej instalacji. Pominięcie tego elementu może znacząco

zaniżyć całkowity nakład nansowy na wentylację gra-

witacyjną, co jest kluczowe w przypadku porównania jej

z systemem wentylacji mechanicznej.

Drugim wariantem było wyposażenie domu w system

wentylacji z odzyskiem ciepła. W takim wypadku koniecz-

na jest rozbudowana sieć przewodów wentylacyjnych oraz

zakup odpowiedniej jednostki centralnej. W kosztorysie

uwzględniono popularny system przewodów PE-FLEX

wraz z niezbędnym osprzętem, którego całkowity koszt

wyniósł 3960 zł. Bardzo ważnym etapem w systemie re-

kuperacji jest dobranie odpowiedniej jednostki centralnej.

Jej ceny bardzo się od siebie różnią w zależności od wy-

dajności, konstrukcji czy producenta. Na potrzeby analizy

wybrano rekuperator o wydajności 400 m

/h o układzie

krzyżowym przeciwprądowym. Ceny takich urządzeń za-

czynają się od około 6000 zł i taką przyjęto do kosztorysu.

Montaż całej instalacji przez profesjonalną rmę wyce-

niony został na 2500 zł. Łącznie za całą instalację należy

zatem zapłacić 12 660 zł.

W przypadku obydwóch typów wentylacji analiza ko sz-

tów została wykonana na podstawie materiałów kupionych

In the case of both types of ventilation, the cost ana-

ly sis was performed on the basis of materials purchased

by the investor himself at retail prices, i.e. without using

comprehensive services of construction and assembly

companies. The valuation made by a professional com-

pany dealing with the comprehensive installation of recu-

peration amounted to PLN 14,500 in the cheapest version.

The materials in it were valued at PLN 5,400, which is

over 30% more expensive than in the case of individu-

al calculations based on the current consumption during

construction. The cheapest recuperator cost PLN 6,345 in

the valuation, which is comparable to the price used in

the calculations.

The main advantage of gravity ventilation is its free

use. Therefore, the table below presents the estimated

annual operating costs of using mechanical ventilation

in the tested facility. The calculations assume electricity

consumption by a recuperator of 70 W and the electric-

ity price in line with the tari in force in 2018. The to-

tal cost of electricity needed to operate the central unit

was estimated at PLN 356/year. The analysis also takes

into account the cost of lters that need to be replaced

Tabela 2. Koszty inwestycyjne wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła (oprac. A. Biała)

Table 2. Investment cost of mechanical ventilation with a heat recovery system (elaborated by A. Biała)

Element

Nazwa

Name

Cena jednostkowa

Unit price [PLN]

Ilość/liczba sztuk

Number of items

Cena

Price [PLN]

Osprzęt

Building materials

rura PE-FLEX

PEFLEX ducts

7/m 200 m 1400

przewód spiro-ocieplany

spiroinsulated ducts

8/m 20 m 160

czerpnia i wyrzutnia

Air Intake and exhaust terminal

45/szt./pcs. 2 szt./pcs. 90

nawiewniki – anemostat

Intake diffusers – anemostat

8/szt./pcs. 6 szt./pcs. 48

Wywiewniki – anemostat

Exhaust diffusers – anemostat

8/szt./pcs. 9 szt./pcs. 72

skrzynka rozprężna PE-FLEX

plenum box PEFLEX

62/szt./pcs. 15 szt./pcs. 930

skrzynka rozdzielcza

distribution box

500 + 400 1 + 1 900

elementy łączeniowe

connecting elements

10% ceny osprzętu

10% of equipment price

360

Materiały razem:

Materials – Total:

3960

Jednostka centralna – rekuperator

Air handling unit – recuperator

6000

Robocizna

Labor

2500

Projekt

Project

200

Razem wentylacja mechaniczna

Mechanical ventilation – Total:

12 660

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 155

samodzielnie przez inwestora po cenach detalicznych,

czyli bez korzystania z kompleksowych usług rm bu-

dowlano-montażowych. Wycena wykonana przez profe-

sjonalną rmę zajmującą się kompleksowym montażem

rekuperacji wynosiła w najtańszej wersji 14 500 zł. Mate-

riały w niej wyceniono na 5400 zł, czyli o ponad 30% dro-

żej niż w przypadku wyliczeń indywidualnych opartych

na aktualnym ich zużyciu podczas budowy. Najtańszy re-

kuperator natomiast w wycenie kosztował 6345 zł, co jest

porównywalne z ceną przyjętą w obliczeniach.

Główną zaletą wentylacji grawitacyjnej jest jej darmo-

we użytkowanie. W poniższym zestawieniu przedstawio-

no zatem szacunkowe roczne koszty eksploatacyjne użyt-

kowania wentylacji mechanicznej w badanym obiekcie.

W obliczeniach przyjęto pobór energii elektrycznej przez

rekuperator na poziomie 70 W, natomiast cenę prądu

zgodnie z obowiązującą w 2018 r. taryfą. Łączny koszt

energii elektrycznej potrzebnej do działania jednostki

centralnej oszacowano na poziomie 356 zł/rok. W analizie

uwzględniono również koszt ltrów, które należy wymie-

niać dwa razy w roku. W przypadku wyboru standardowe-

go ltra klasy G4 jest to 300 zł rocznie, natomiast wymia-

na ltra klasy F9 to 400 zł na rok. Do obliczeń przyjęto

ceny oryginalnych produktów, nie uwzględniając cen za-

mienników. Całościowe koszty eksploatacyjne wentylacji

mechanicznej oszacowano zatem na poziomie 656–756 zł

na rok w zależności od zastosowanych ltrów. Do anali-

zy nie wzięto pod uwagę kosztów naprawy urządzenia.

Większość producentów udziela kilkuletniej gwarancji na

swoje produkty, a elementami mogącymi ulec awarii są

wentylatory oraz automatyka sterująca. Żywotność syste-

mu szacuje się na 10–15 lat.

Jakość powietrza nawiewanego

Istotnym problemem w dużych miastach Polski jest

koncentracja zanieczyszczeń w warstwie przyziemnej, naj -

częściej powiązana z obecnością smogu, składającego się

głównie pyłu zawieszonego w porze grzewczej [15].

W poniższym zestawieniu wzięto pod uwagę pył PM10

i pył drobny PM2,5. Wartość graniczna zgodnie z Roz

porządzeniem Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia

2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w po

wietrzu wynosi dla pyłu PM10 40 μm/m

, natomiast dla

PM2,5 – 20 μm m

[17].

Badanie polegało na określeniu potencjalnego zanie-

czyszczenia w nawiewanym powietrzu w zależności od

wyboru rodzaju wentylacji w obiekcie. W przypadku wen-

tylacji grawitacyjnej przyjęto, że powietrze nawiewane

ma taki sam skład zanieczyszczeń co powietrze zewnętrz-

ne, natomiast wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła

ma wbudowane ltry oczyszczające powietrze, a stopień

ltracji zależy od klasykacji ltra. Standardowo jednost-

ki centralne wbudowane mają ltry dokładne klasy G4,

które zatrzymują 50–90% większych zanieczyszczeń.

Aby mieć pewność ltracji pyłu PM10, należy wybrać

ltr bardzo dokładny, klasy co najmniej F7, który zatrzy-

muje 90–95% pyłu PM10 i 80–85% pyłu PM2,5. Zgodnie

z katalogami producentów średni koszt 2 ltrów klasy G4

wynosi 150 zł, natomiast klasy F7 200 zł.

twice a year. If you choose a standard G4 class lter, it

is PLN 300 per year, while the replacement of a F9 class

lter is PLN 400 per year. The prices of original prod-

ucts were used for the calculations, excluding the prices

of substitutes. The total operating costs of mechanical

ventilation were therefore estimated at PLN 656–756 per

year, depending on the lters used. The cost of repairing

the device was not included in the analysis. Most manu-

facturers provide a several-year warranty on their prod-

ucts and the elements that may fail are fans and control

automatics. The service life of the system is estimated at

10–15 years.

Supply air quality

A signicant problem in large Polish cities is the con-

centration of pollutants at the ground level, most often as-

sociated with the presence of smog, consisting mainly of

particulate matter during the heating season [15]. In the

table below, PM10 dust and PM2.5 ne dust were taken

into account. The limit value according to the Regulation

of the Minister of Environment of 24 August 2012 on

the levels of certain substances in the air is 40 μm/m

for

PM10, and 20 μm m

for PM2.5 [17].

The study consisted in determining the potential con-

tamination in the supplied air depending on the choice

of the type of ventilation in the building. In the case of

gravity ventilation, it was assumed that the supplied air

has the same composition of pollutants as the outside air,

while mechanical ventilation with heat recovery system

has built-in air purifying lters, and the degree of ltra-

tion depends on the lter classication. As standard, the

central units have G4 class ne lters, which trap 50–90%

of larger contaminants. To ensure the ltration of PM10

dust, choose a very ne lter, at least class F7, which

holds 90–95% of PM10 and 80–85% of PM2.5. Accord-

ing to the manufacturers’ catalogs, the average cost of

two G4 class lters is PLN 150, and the F7 class lter is

PLN 200.

Tabela 3. Koszty eksploatacyjne wentylacji mechanicznej

z odzyskiem ciepła (oprac. A. Biała)

Table 3. Operating cost of mechanical ventilation

with a heat recovery system (elaborated by A. Biała)

Koszty eksploatacyjne

Operating costs

Zużycie prądu przez rekuperator

Electricity consumption by recuperator

613,2 kWh/rok

613,2 kWh/a

Cena prądu

The price of electricity

13 gr/kWh

0,13 PLN/kWh

Koszt energii elektrycznej

Electricity cost

355,65 zł/rok

355,65 PLN/a

Filtr klasy G4 2 szt.

G4 class filter 2 pcs.

2 × 150 zł = 300 zł/rok

2 × 150 PLN = 300 PLN/a

Filtr klasy F7 2 szt.

F7 class filter 2 pcs.

2 × 200 zł/400 zł/rok

2 × 200 PLN/400 PLN/a

156 Aneta Biała

W tabeli 4 przedstawiono wyniki średniomiesięcznych

pomiarów stężenia zanieczyszczeń pyłów PM10 i PM2,5

w roku 2018 [14] oraz ich zredukowaną wartość w przy-

padku zastosowania ltrów klasy F7. Na potrzeby analizy

przyjęto 90% skuteczność ltrów. Podkreśloną kursy-

wą zaznaczono miesiące z jakością powietrza określaną

zgodnie z rozporządzeniem [17] mianem „bardzo dobra”.

Wartość pyłu PM10 w tym przypadku musi mieścić się

poniżej 20 μm/m

, natomiast PM2,5 poniżej 13 μm/m

Wykrzyknikiem zaznaczono natomiast miesiące, w któ-

rych przekroczone zostały wartości dopuszczalne.

W przypadku budynku wyposażonego w wentylację

mechaniczną jakość powietrza nawiewanego przez cały

rok jest na bardzo wysokim poziomie, średnia wartość

obecności pyłu PM10 wynosi 3,25 μm/m

, a maksymalna

nie przekracza 5 μm/m

. W przypadku pyłu PM2,5 mak-

symalna wartość nie przekracza 10 μm/m

, niestety opra-

cowano to na podstawie częściowych danych, dlatego nie

podano wartości średniorocznej. W przypadku wentylacji

Table 4 shows the results of the average monthly meas-

urements of the concentration of PM10 and PM2.5 pol-

lutants in 2018 [14] and their reduced value in the case

of using F7 class lters. For the purposes of the analysis,

90% lter eciency was assumed. The months with the

air quality dened in accordance with the Regulation [17]

as “very good” are marked in underlined italics. In this

case, the PM10 dust value must be below 20 μm/m

, and

PM2.5 below 13 μm/m

. The exclamation mark indicates

the months in which the limit values were exceeded.

In the case of a building equipped with mechanical

ventilation, the quality of the supplied air is very high

throughout the year, the average value of PM10 dust is

3.25 μm/m

and the maximum value does not exceed

5 μm/m

. In the case of PM2.5 dust, the maximum value

does not exceed 10 μm/m

, unfortunately it was based on

partial data, therefore the annual average value was not

given. In the case of gravity ventilation, it can be seen

that in 2018, in the case of PM2.5, the air quality was

Tabela 4. Poziom zanieczyszczeń w powietrzu nawiewanym (oprac. A. Biała)

Table 4. Level of pollution in the supply air (elaborated by A. Biała)

Miesiąc

Month

Pył zawieszony PM10

Particulate matter PM10 [µg/m

]

Pył zawieszony PM2,5

Particulate matter PM2,5 [µg/m

]

wentylacja grawitacyjna

gravity ventilation

wentylacja mechaniczna z filtrem F7

mechanical ventilation with F7 filter

wentylacja grawitacyjna

gravity ventilation

wentylacja mechaniczna z filtrem F7

mechanical ventilation with F7 filter

Styczeń

January

3,4 – –

Luty

February

49(!)

4,9 – –

Marzec

March

44(!)

4,4 – –

Kwiecień

April

2,9 – –

Maj

May

2,6 – –

Czerwiec

June

2,2 13 2,6

Lipiec

July

2,2 13 2,6

Sierpień

August

2,1 11 2,2

Wrzesień

September

2,3 15 3,0

Październik

October

3,6 27(!) 5,4

Listopad

November

50(!)

5,0 47(!) 9,4

Grudzień

December

3,3 32(!) 6,4

Legenda: podkreślona kursywa – miesiące z jakością powietrza określaną zgodnie z rozporządzeniem [17] mianem „bardzo dobra”; wykrzyknik

– miesiące, w których przekroczone zostały wartości dopuszczalne.

Legend: underlined italics – months with the air quality defined in accordance with the Regulation [17] as “very good”; exclamation – months in

which the limit values were exceeded.

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 157

“very good” in only one month. In the heating season, the

values exceeded the norms, and their maximum

value

was 47 μm/m

, while the average value of PM10 dust

was 32.5 μm/m

and the maximum value was 50 μm/m

Based on the obtained results, it can be concluded that

the quality of the air supplied to the rooms in the case of

mechanical ventilation is denitely better than in the case

of gravity ventilation. This is especially important during

the heating season, so in this case it would be recommend-

ed to use lters of at least F9 class. The above analysis

did not take into account the pollution generated by the

use of the premises.

Heat demand for heating purposes

The last element of the research was to compare ven-

tilation in terms of the annual heat demand for heating

purposes and to estimate its costs on the basis of the meth-

odology for determining energy certicates [16]. For the

purposes of the analysis, it was assumed that the tested

object is well insulated and the heat source is a low-emis-

sion condensing gaseous boiler. Due to the dierent ef-

ciency of heat recovery, two variants were adopted in

the calculations, the minimum and maximum eciency of

the central unit declared by the manufacturer. As a result

of the performed calculations, it was found that a house

equipped with gravity ventilation consumes 17,374 kWh

of energy per year for heating, which costs PLN 2,259.

Mechanical ventilation reduces these costs by an average

of 33% (29–37%) and the average savings on bills are

PLN 747. It should be noticed that the given calculations

are true only for the tested object with a specic techno-

logical specication and may dier signicantly for an-

other object.

Summary

A detailed comparison of the two ventilation systems

used in single-family housing analyzed in the article is

presented in Table 6.

Natural ventilation is a more favorable choice in terms

of investment costs. There are no elements powered by

electricity, which makes the entire system trouble-free

grawitacyjnej można zauważyć, że w 2018 r. w przypad-

ku pyłu PM2,5 tylko w jednym miesiącu jakość powie-

trza była „bardzo dobra”. W sezonie grzewczym wartości

przekraczały normy, a ich maksymalna wartość wynosiła

47 μm/m

, natomiast średnia wartość pyłu PM10 wynosiła

32,5 μm/m

a maksymalna 50 μm/m

Na podstawie otrzymanych wyników można stwier-

dzić, że jakość powietrza nawiewanego do pomieszczeń

w przypadku wentylacji mechanicznej jest zdecydowanie

lepsza niż w przypadku wentylacji grawitacyjnej. Ma to

znaczenie przede wszystkim w sezonie grzewczym, dla-

tego w tym wypadku zalecane by było stosowanie ltrów

co najmniej klasy F9. W powyższej analizie nie wzięto

pod uwagę zanieczyszczeń powstających w wyniku użyt-

kowania pomieszczeń.

Zapotrzebowanie na ciepło na cele grzewcze

Ostatnim elementem badań było porównanie wenty-

lacji pod względem rocznego zapotrzebowania na ciepło

na cele grzewcze i oszacowanie jego kosztów na podsta-

wie metodologii wyznaczania świadectw energetycznych

[16]. Na potrzeby analizy przyjęto, że badany obiekt jest

dobrze ocieplony, a źródłem ciepła jest niskoemisyjny

piec kondensacyjny na paliwo gazowe. Ze względu na

różną sprawność odzysku ciepła, w obliczeniach przyję-

to dwa warianty, minimalną i maksymalną deklarowaną

przez producenta sprawność jednostki centralnej. W wy-

niku przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że dom

wyposażony w wentylację grawitacyjną szacunkowo na

ogrzewanie zużywa 17 374 kWh energii rocznie, co daje

koszt 2259 zł. Wentylacja mechaniczna redukuje te kosz-

ty średnio o 33% (29–37%), przy czym oszczędność na

rachunkach wychodzi przeciętnie 747 zł. Należy zwrócić

uwagę, że podane wyliczenia są prawdziwe tylko dla ba-

danego obiektu z konkretną specykacją technologiczną

i dla innego obiektu mogą się znacząco różnić.

Podsumowanie

Szczegółowe porównanie dwóch analizowanych w ar-

tykule systemów wentylacyjnych stosowanych w budow-

nictwie jednorodzinnym przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 5. Zestawienie zapotrzebowania na energię na cele grzewcze (oprac. A. Biała)

Table 5. Energy requirements for heating purposes (elaborated by A. Biała)

Wentylacja grawitacyjna

Gravity ventilation

Wentylacja mechaniczna

(odzysk 55%)

Mechanical ventilation

(heat recovery 55%)

Wentylacja mechaniczna

(odzysk 86%)

Mechanical ventilation

(heat recovery 86%)

Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową

dla celów ogrzewania i wentylacji [kWh/rok]

Annual useful energy demand for heating and

ventilation purposes [kWh/a]

17 374 12 356 10 916

100% 71% 63%

Koszt ogrzewania rocznego–paliwo gazowe

(13 gr/kWh)

Annual heating cost – gas fuel

(0.13 PLN/kWh)

2259 PLN 1606 PLN 1419 PLN

158 Aneta Biała

Korzystniejszym wyborem pod względem kosztów

inwestycyjnych jest wentylacja naturalna. Nie występują

tutaj też żadne elementy zasilane energią elektryczną, co

sprawia, że cały system jest w tym zakresie bezawaryj-

ny. Szacunkowe koszty inwestycyjne tego systemu w po-

równaniu z rekuperacją dla badanego domu są mniejsze

o 2906 zł. Odnosząc jednak tę kwotę do całościowego

kosztu budowy domu, należy stwierdzić, że nie jest ona

znacząca. Ważnym kryterium branym w tej części badań

pod uwagę były również koszty eksploatacyjne. Przy wen-

tylacji mechanicznej należy pamiętać o kosztach wymiany

ltrów i zużycia energii elektrycznej, które dla analizo-

wanego obiektu mieściły się w granicach 756 zł rocznie,

natomiast w wentylacji grawitacyjnej one nie występują.

Budynki wyposażone w wentylację mechaniczną

z odzyskiem ciepła charakteryzują się przede wszystkim

wyższym komfortem użytkowania pomieszczeń. Zwią-

zane to jest głównie ze stałym dopływem lepszej jakości

powietrza. Wentylacja grawitacyjna polega na bezpośred-

nim pobieraniu powietrza zewnętrznego, co w przypadku

okresu grzewczego może wpłynąć szkodliwie na zdrowie

mieszkańców ze względu na obecność w powietrzu licz-

nych zanieczyszczeń. Reasumując, pod względem jakości

nawiewanego powietrza wentylacja mechaniczna przyno-

si zdecydowanie więcej korzyści.

Porównanie omawianych typów wentylacji pod ką-

tem zapotrzebowania na cele grzewcze sugeruje, że naj-

bardziej wskazanym w tym przypadku wyborem jest

wentylacja mechaniczna. Przedstawione wyniki analizy

potwierdzają, że zastosowanie odzysku ciepła zmniejsza

zapotrzebowanie energetyczne o mniej więcej 30% w po-

równaniu z wentylacją grawitacyjną. Dla badanego przy-

padku oszczędności roczne wynoszą średnio 747 zł.

Wnioski

Wybór odpowiedniego typu wentylacji w przypadku

omawianego budownictwa jednorodzinnego powinien

być poprzedzony dokładną analizą pod różnymi względa-

mi. W artykule zaproponowano następujące kryteria po-

równawcze: koszty inwestycyjno-eksploatacyjne, jakość

in this respect. The estimated investment costs of this

system, compared to recuperation for the house under

study, are lower by PLN 2,906. However, when relating

this amount to the total cost of building a house, it should

be stated that it is not signicant. Operating costs were

also an important criteria taken into account in this part

of the research. With mechanical ventilation, one should

remember about the costs of lter replacement and elec-

tricity consumption, which for the analyzed facility were

within the limits of PLN 756 per year, while in gravity

ventilation they do not occur.

Buildings equipped with mechanical ventilation with

a heat recovery system are primarily characterized by

higher comfort of use of rooms. This is mainly due to the

constant inow of better quality air. Gravity ventilation

consists in the direct intake of outside air, which in the

case of the heating period may have a detrimental eect

on the health of the inhabitants due to the presence of

numerous pollutants in the air. Summing up, in terms of

the quality of supplied air, mechanical ventilation brings

more benets.

The comparison of the discussed types of ventilation in

terms of the demand for heating purposes suggests that the

most appropriate choice in this case is mechanical ventila-

tion. The presented results of the analysis conrm that the

use of a heat recovery system reduces the energy demand

by approximately 30% compared to gravity ventilation. In

the case under examination, annual savings amount to an

average of PLN 747.

Conclusions

Choosing the right type of ventilation in the case of the

analyzed single-family housing should be preceded by

a thorough analysis in various respects. The article propos-

es the following comparative criteria: investment and oper-

ating costs, supply air quality and energy demand for heat-

ing purposes. Considering the results of individual analyzes

separately, it is not possible to answer the research question

unequivocally, and therefore they should be treated togeth-

er, as they are interrelated and complement each other.

Tabela 6. Zestawienie wyników porównania wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej (oprac. A. Biała)

Table 6. Summary of the results of the comparison of gravity and mechanical ventilation (elaborated by A. Biała)

Kryterium

Criteria

Wentylacja grawitacyjna

Gravity ventilation

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła

Mechanical ventilation with heat recovery system

Koszty inwestycyjne

Investment costs [PLN]

9754 12 660

Koszty eksploatacyjne [PLN/rok]

Operating costs [PLN/a]

0 756

Jakość powietrza

Air quality

lato: akceptowalna

zima: zła/bardzo zła

summer: acceptable

winter: poor/very poor

bardzo dobra

very good

Koszty ogrzewania [PLN/rok]

Heating costs [PLN/a]

2259 1606–1419

Analiza porównawcza wentylacji naturalnej i mechanicznej /A comparative analysis of natural and mechanical ventilation 159

Bibliografia /References

[1] Grandjean E., Ergonomia mieszkania: aspekty zjologiczne i psy

chologiczne w projektowaniu, Arkady, Warszawa 1978.

[2] Nantka B.M., Wentylacja naturalna i mechaniczna warunkiem po

prawnego użytkowania obiektów kubaturowych, Szkolenie semina-

ryjne Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych,

oddział w Katowicach, Katowice 2014.

[3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r.

w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bu

dynki i ich usytuowanie, Dz.U. 2002, Nr 75, poz. 690, z późn. zm.,

http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU2002075

0690 [accessed: 18.08.2020].

[4] Firląg S., Działanie wentylacji grawitacyjnej w ocenie mieszkań

ców, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” 2017, t. 48, nr 8,

340–344, doi: 10.15199/9.2017.8.7.

[5] Firląg S., Miszczuk A., Efektywność działania wentylacji natural

nej i możliwości jej usprawnienia, „Rynek Instalacyjny” 2016, t. 6,

68–72.

[6] Grygier G., Szyperski P., Wytyczne dla instalacji wentylacyjnej z od

zyskiem ciepła (systemu rekuperacji) w domach jednorodzinnych,

Stowarzyszenie Polska Wentylacja, Warszawa 2011, http://www.

wentylacja.org.pl/upload/les/rekuperacja_do_kor.pdf [accessed:

18.08.2020].

[7] Rybka K., Odzysk ciepła z wentylacji – luksus czy konieczność,

„Rynek Instalacyjny” 2016, t. 6, 57–60.

[8] Müller J., Ile kosztuje wentylacja w budynku pasywnym?, „Rynek

Instalacyjny” 2012, t. 9, 58–60.

[9] Strzeszewski M., Określanie zapotrzebowania na ciepło do wentyla

cji w przypadku stosowania odzysku ciepła z powietrza wywiewane

go, bez nagrzewnic powietrza, [w:] T. Jędrzejewska-Ścibak, J. Sowa

(red.), Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce 2003,

Wydawnictwa Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki

Warszawskiej, Warszawa 2004, 335–342.

[10] Gaczoł T., Podciśnieniowy i nadciśnieniowy system wentylacji gra

witacyjnej, „Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Archi-

tektury” 2016, t. 33, z. 63, 85–93, doi: 10.7862/rb.2016.189.

[11] Antczak-Jarząbska R., Niedostatkiewicz M., Nasada kominowa

sposobem intensykacji wydajności wentylacji grawitacyjnej w bu

dynkach mieszkalnych, „Acta Scientiarum Polonorum. Architectu-

ra” 2019, t. 18, nr 1, 99–108, doi: 10.22630/aspa.2019.18.1.12.

[12] Rutkowska G., Klepak O., Podawca K., Problemy strat ciepła

w istniejących budynkach jednorodzinnych w kontekście błędów

wykonawczych, „Rocznik Ochrona Środowiska” 2013, t. 15, cz. 3,

2625–2639.

[13] Baron J., Zasady prawidłowego działania wentylacji grawitacyj

nej, http://www.psm.pila.pl/pdf/prezentacja-wentylacja.pdf [acces-

sed: 18.08.2020].

[14] https://powietrze.poznan.wios.gov.pl [accessed: 18.08.2020].

[15] Kostrz M., Satora P., Związki odpowiedzialne za zanieczyszczenie

powietrza, „Inżynieria Ekologiczna” 2017, Vol. 18, Iss. 6, 89–95,

doi: 10.12912/23920629/79820.

[16] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lute

go 2015 roku w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki

energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charak

terystyki energetycznej, Dz.U. 2015, poz. 376 z późn. zm., http://

isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20150000376

[accessed: 18.08.2020].

[17] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r.

w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu, Dz.U.

2012, poz. 1031, http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id

=WDU20120001031 [accessed: 18.08.2020].

powietrza

nawiewanego oraz zapotrzebowanie energii na

cele grzewcze. Rozpatrując wyniki z poszczególnych

analiz osobno, nie można jednoznacznie odpowiedzieć na

pytanie badawcze, dlatego powinny być one traktowane

łącznie, gdyż są ze sobą powiązane i się uzupełniają.

Na podstawie wykonanych badań i analiz stwierdzono,

że w obecnie projektowanych i wznoszonych budynkach

jednorodzinnych należy odchodzić od wentylacji grawita-

cyjnej na rzecz wentylacji mechanicznej z odzyskiem cie-

pła. Powyższą tezę można uargumentować następującymi

stwierdzeniami:

1. Poprzez zastosowanie odpowiednich ltrów wenty-

lacja mechaniczna oczyszcza powietrze zewnętrzne z py-

łów i zanieczyszczeń w przeciwieństwie do wentylacji

grawitacyjnej. Ze względu na coraz bardziej zanieczysz-

czone powietrze zewnętrzne, zwłaszcza w okresie grzew-

czym, jest to niezwykle istotne.

2. Odzysk ciepła zmniejsza w sposób znaczący zapo-

trzebowanie na energię na cele grzewcze. Obecnie jest to

jeden z elementów powszechnie promowanego ograni-

czenia zużycia energii w sektorze budownictwa.

3. Na podstawie obliczeń można stwierdzić, że kosz-

ty eksploatacyjne wentylacji mechanicznej zasadniczo

pokrywają się z kwotą oszczędności na rachunkach za

ogrzewanie. Dodatkowym nakładem pieniężnym jest tyl-

ko różnica w kosztach budowy.

4. W przypadku zastosowania coraz bardziej popular-

nych w budownictwie jednorodzinnym paneli fotowol-

taicznych można ograniczyć koszty energii elektrycznej

potrzebnej na działanie rekuperacji.

Based on the performed tests and analyzes, it was

found that in currently designed and erected single-family

houses, gravity ventilation should be abandoned in favor

of mechanical ventilation with heat recovery. The above

thesis can be substantiated with the following statements:

1. By using appropriate lters, mechanical ventilation

cleans the outside air from dust and impurities, as opposed

to gravity ventilation. Due to the increasingly polluted

outside air, especially during the heating season, it is ex-

tremely important.

2. Heat recovery signicantly reduces the energy de-

mand for heating purposes. It is now one of the elements

of the widely promoted reduction of energy consumption

in the construction sector.

3. Based on the calculations, it can be concluded that

the operating costs of mechanical ventilation are broadly

in line with the savings on heating bills. The extra money

is the only dierence in investment costs.

4. In the case of using more and more popular photo-

voltaic panels in single-family housing, we can reduce the

costs of electricity needed for recuperation.

Translated by

Aneta Biała

160 Aneta Biała

Streszczenie

Tematem artykułu jest analiza porównawcza i próba określenia, który z omawianych typów wentylacji jest najkorzystniejszy w przypadku budynków

jednorodzinnych. We wstępie przedstawiono podstawowe wiadomości dotyczące systemów wentylacyjnych stosowanych w budownictwie mieszka-

niowym. Starano się przybliżyć jej współczesne problemy wynikające głównie z braku wystarczającego nawiewu świeżego powietrza. Druga część

artykułu poświęcona jest analizie porównawczej wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej z odzyskiem ciepła przy uwzględnieniu trzech kryteriów:

kosztów inwestycyjno-eksploatacyjnych, jakości powietrza nawiewanego do pomieszczeń i zapotrzebowania na energię na cele grzewcze. Przed-

miotem badań był projekt budynku jednorodzinnego o powierzchni 185 m

. W pracy wykorzystano wykonane przez autorkę kosztorysy budowy

systemów wentylacyjnych aktualne na rok 2018, dane pomiarowe z wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Poznaniu i metodologię

wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków.

Słowa kluczowe: wentylacja naturalna, wentylacja mechaniczna, odzysk ciepła, wymiana powietrza, rekuperacja

Abstract

The paper presents a comparative analysis and an attempt to determine which of the analyzed types of ventilation is the most advantageous for sin-

gle-family buildings. At rst basic information on ventilation systems used in residential buildings is presented. Attempts have been made to bring

its contemporary problems, resulting mainly from the lack of sucient fresh air supply. The second part of the article is devoted to the comparative

analysis of gravitational and mechanical ventilation with heat recovery system taking into account 3 criteria: investment and operating costs, quality

of the air supplied to rooms and energy demand for heating purposes. The subject of the research was the design of a single-family building with

an area of 185 m

. The paper uses the author’s cost estimates of the construction of ventilation systems valid for 2018, measurement data from the

provincial Inspectorate of Environmental Protection in Poznan as well as the methodology of determining the energy performance of buildings.

Key words: natural ventilation, mechanical ventilation, heat recovery, air exchange, recuperation

A comparative analysis of natural and mechanical ventilation on the example of a single family house

Aneta Biała

doi:10.37190/arc200310

Abstract