Problem rozprzestrzeniania się niepożądanych zapachów w budynkach mieszkalnych i biurowych, w których na parterze znajdują się obiekty usługowe, a zwłaszcza gastronomiczne, występuje stosunkowo często. Dla wielu mieszkańców i najemców tych budynków jest on szczególnie dokuczliwy. Spróbujmy zatem zdiagnozować to zjawisko, zwracając uwagę na wymogi projektowania instalacji wentylacyjnej, a także realia projektowe.

Największy wpływ na potencjalne zagrożenie rozprzestrzenianiem się zapachów ma oczywiście rodzaj działalności, która jest prowadzona w lokalach usługowych. Występuje w tym przypadku swoista gradacja źródeł zapachów: od najmniej uciążliwych, jakimi są np. pomieszczenia o charakterze biurowym, przez pomieszczenia średnio uciążliwe, np. pomieszczenia handlowe, do najbardziej uciążliwych, jakimi są bez wątpienia zakłady gastronomiczne. Duży wpływ na rozprzestrzenianie się zapachów ma także rodzaj i skuteczność działania instalacji wentylacyjnej w tych lokalach. Ważny jest też sposób jej eksploatacji, a w przypadku wentylacji mechanicznej – przede wszystkim, czy instalacja w ogóle jest włączana.
W budynkach wielokondygnacyjnych dokuczliwe zapachy mogą się rozprzestrzeniać w następujący sposób:

• przez pionowe lub poziome przestrzenie w ramach budynku, nieoddzielone szczelnie od źródeł zapachów;
• przez nieszczelne odcinki sieci przewodów wentylacyjnych, w których panuje nadciśnienie w stosunku do otoczenia;
• z otoczenia budynku, gdy zapachy z budynku mają możliwość przenikania na zewnątrz w dolnej jego części.

Przeanalizujmy, jak zapobiec takim efektom i czy możliwa jest ich eliminacja.

Lokalizacja wyrzutni powietrza

W zakresie wentylacji budynków obowiązuje rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT) [1]. W kontekście dróg rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń najważniejsze są przepisy dotyczące sposobów usytuowania wyrzutni powietrza w stosunku do budynku oraz w stosunku do czerpni powietrza. W §152, ust. 8 WT [1] podano, że usytuowanie wyrzutni powietrza na poziomie terenu jest dopuszczalne tylko za zgodą i na warunkach określonych przez właściwego inspektora sanitarnego. Ponadto w tym samym paragrafie, w ust. 9, określono wymagania, których spełnienie warunkuje usytuowanie wyrzutni powietrza w ścianie budynku.

Wyrzutnia na dachu. Z powyższych przepisów wynika, że ogólną zasadą powinno być sytuowanie wyrzutni powietrza na dachu budynku, co stwarza najlepsze warunki do efektywnego rozproszenia zużytego powietrza w otoczeniu budynku, bez zagrożenia ponownego jego przeniknięcia do wnętrza. Występuje wówczas najmniejsze zagrożenie wtórnym napływem powietrza do pomieszczeń budynku, a nawet gdy to nastąpi, zanieczyszczenia będą odpowiednio rozcieńczone, bowiem są zapewnione wystarczająco duże odległości wyrzutni dachowej od okien budynku.

2. Usytuowanie wyrzutni powietrza w ścianie budynku: a) przekrój poziomy; b) przekrój pionowy

Wyrzutnie ścienne. W przeciwieństwie do wyrzutni dachowych, stosowanie wyrzutni ściennych zawsze jest związane z możliwością napływu powietrza w okolice ścian zewnętrznych budynku, dlatego nie dopuszcza się usuwania wyrzutnią ścienną powietrza zawierającego uciążliwe zapachy lub zanieczyszczenia szkodliwe dla zdrowia. Gdy występuje wiatr w kierunku ściany z wyrzutnią powietrza (wyrzutnia po stronie nawietrznej budynku), wypływające powietrze jest zawracane w okolice budynku. Następuje to tym szybciej, im większa jest prędkość wiatru i im mniejsza jest prędkość wypływu powietrza. Jeżeli jednak zostaną zachowane minimalne odległości wyrzutni w pionie i w poziomie od okien oraz od czerpni powietrza znajdujących się w tej samej ścianie budynku, to przyjmuje się, że zanieczyszczenia zawarte w powietrzu usuwanym są w wystarczającym stopniu rozcieńczone. W czasie pogody bezwietrznej oraz gdy występuje wiatr w kierunku od ściany z wyrzutnią powietrza (wyrzutnia po stronie zawietrznej budynku), nie można dopuścić, aby usuwane powietrze dotarło do sąsiedniego budynku bez odpowiedniego rozcieńczenia zawartych w nim zanieczyszczeń. Dlatego też minimalna odległość wyrzutni ściennej od ściany sąsiedniego budynku z oknami wynosi 10 m, a w przypadku ściany bez okien – 8 m. Ta ostatnia wartość wynika z wymagań przeciwpożarowych podanych w §271 ust. 1 WT [1].

Wyrzutnie terenowe. Najmniej korzystnym miejscem usytuowania wyrzutni powietrza, którego należy z zasady unikać, jest otoczenie budynku na poziomie terenu. Występuje wtedy największe zagrożenie bezpośredniego kontaktu ludzi z zanieczyszczonym powietrzem. Może to nastąpić zarówno w otoczeniu budynku, gdy wyrzutnia jest usytuowana w pobliżu ciągów pieszych, jak również przez okna budynków, gdy wyrzutnia znajduje się w ich sąsiedztwie. Negatywny wpływ zastosowania wyrzutni terenowej na otoczenie zależy od jakości usuwanego powietrza, a przede wszystkim od stopnia szkodliwości dla zdrowia ludzi lub intensywności zawartych w nim substancji zapachowych.

Wyrzutnie terenowe z zasady nie powinny być stosowane do wentylacji budynków z wyjątkiem przypadków, gdy nie ma praktycznych możliwości lub zgody odpowiednich władz, np. konserwatora zabytków, na zastosowanie wyrzutni dachowej lub ściennej. Może to dotyczyć np. budynków zabytkowych, w których zdecydowano się na zastosowanie instalacji wentylacji lub klimatyzacji.

Wyrzutnia a czerpnia powietrza na dachu

W przypadku stosowania czerpni i wyrzutni powietrza na dachu budynku należy spełnić wymagania §152 ust. 10 i 11 WT [1]. Celem tych przepisów jest zapewnienie, aby powietrze usuwane przez wyrzutnię nie było zasysane przez czerpnię lub, gdy ze względu na niekorzystny kierunek wiatru jest to nieuniknione, aby zanieczyszczenia zawarte w tym powietrzu były rozcieńczone w odpowiednim stopniu. Przyjmuje się, że warunki te są spełnione, jeśli:

• odległość między krawędziami otworów czerpni i wyrzutni o wylocie poziomym wynosi co najmniej 10 m oraz
• odległość między krawędziami czerpni i wyrzutni o wylocie pionowym wynosi co najmniej 6 m.

Niezbędne jest przy tym spełnienie dodatkowego warunku, aby wyrzutnia powietrza była usytuowana co najmniej 1 m ponad czerpnią powietrza, którą to odległość, zdaniem autora artykułu, należy odnosić do dolnej krawędzi otworu wyrzutni i górnej krawędzi otworu czerpni (rys. 3).

3. Usytuowanie na dachu budynku czerpni względem wyrzutni powietrza: a) z wylotem poziomym; b) z wylotem pionowym

Odstępstwa od wskazanych odległości. W §152 ust. 11 WT [1] zawarte są szczególne warunki, po spełnieniu których możliwe jest odstępstwo od wymagań dotyczących minimalnych odległości między czerpnią i wyrzutnią powietrza na dachu budynku. Jest to dopuszczalne tylko wówczas, gdy powietrze usuwane wyrzutnią nie zawiera zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia, uciążliwych zapachów lub substancji palnych. Można przyjąć, że dotyczy to powietrza z pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi, w których głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń są metabolizm ludzki oraz materiały i elementy budowlane i/lub zanieczyszczenia wynikające z działalności ludzi. Odpowiada to kategoriom powietrza wyrzutowego WYR 1 i WYR 2 według normy PN-EN 13779 [2].

Drugim warunkiem powyższego odstępstwa jest zastosowanie zblokowanego urządzenia wentylacyjnego na dachu, obejmującego czerpnię i wyrzutnię powietrza, które zapewnia skuteczny rozdział powietrza świeżego od wywiewanego z urządzenia wentylacyjnego, co, zdaniem autora artykułu, należy rozumieć jako zapobieżenie bezpośredniemu zasysaniu powietrza wywiewanego (wyrzutowego) z urządzenia przez czerpnię. Warunek ten w praktyce dotyczy sytuacji, gdy na dachu budynku jest zainstalowana centrala nawiewno-wywiewna, która powinna mieć odpowiednią obudowę i inne zabezpieczenia przed wpływem czynników atmosferycznych. Przykłady dachowych central nawiewno-wywiewnych, które spełniają wymaganie podane w §152 ust. 11 WT [1] dotyczące skutecznego rozdzielenia powietrza świeżego (zewnętrznego) od powietrza wywiewanego, przedstawiono na rys. 4.

W rzeczywistości – stosując dopuszczone w ust. 11 rozwiązanie – nie da się całkowicie zapobiec zasysaniu pewnej części powietrza z wyrzutni przez czerpnię urządzenia, ponieważ odległości między tymi otworami są stosunkowo małe ze względu na nieduże gabaryty centrali. Chodzi jednak o to, aby zjawisko to było ograniczone tylko do krótkich okresów, kiedy występują niesprzyjające warunki atmosferyczne (niekorzystny kierunek wiatru) oraz aby przed zassaniem przez czerpnię powietrza powietrze wyrzutowe było w jak największym stopniu zmieszane z powietrzem zewnętrznym. Nie wiąże się to z zagrożeniem dla zdrowia użytkowników, bowiem powietrze wyrzutowe nie może zawierać ani substancji szkodliwych dla zdrowia, ani uciążliwych zapachów i co najwyżej należy się liczyć z krótkotrwałym pogorszeniem jakości nawiewanego powietrza.

Wyrzutnie dachowe a elementy na dachu

W § 152 ust. 7, 12, 13, 14 WT [1] podano dodatkowe wymagania dotyczące wyrzutni dachowych w odniesieniu do najwyższych punktów na dachu, okien usytuowanych na dachu lub w ścianie budynku.

Odniesienie do najwyższych punktów dachu. W ust. 7 znajduje się wymaganie minimalnego wyniesienia otworu wyrzutni nad powierzchnię dachu oraz w stosunku do najwyższych punktów na dachu (rys. 5). Ustalenie w przepisie położenia dolnej krawędzi tego otworu wynika z konieczności ochrony przed ewentualnością jego częściowego przesłonięcia przez zalegającą na dachu warstwę śniegu po przewidywanym maksymalnym opadzie. Obowiązek usytuowania dolnej krawędzi wyrzutni 0,4 m powyżej linii łączącej najwyższe punkty wystających ponad dach części budynku uzasadniony jest natomiast potrzebą ograniczenia wpływu takich części budynku, jak np. nadbudówki, maszynownie dźwigu, attyki, na rozpraszanie usuwanego powietrza w otoczeniu budynku. Zakłada się przy tym, że wyniesienie wylotu wyrzutni powyżej strefy recyrkulacji opisanej w ust. 6 zabezpiecza przed możliwością ponownego napływu wywiewanego powietrza do budynku. Umownie przyjmuje się, że wpływ tych części budynku wystających ponad dach na działanie wyrzutni powietrza ogranicza się do odległości 10 m od wyrzutni.

4. Przykłady dachowych central nawiewno-wywiewnych, które spełniają wymaganie podane w §152 ust. 11 WT [1]  dotyczące skutecznego rozdzielania powietrza świeżego (zewnętrznego) od powietrza wywiewanego: a) w układzie „jedna za drugą” (widok z góry); b) w układzie „jedna nad drugą” (widok z boku); c) w układzie „jedna obok drugiej” (widok z góry)

Odległości od okien. W § 152 ust. 12 i 13 WT [1] określono minimalne odległości wyrzutni dachowych, mierząc w rzucie poziomym, od okien usytuowanych na dachu lub w ścianie budynku. Wymagania te mają na celu zapewnienie takiego rozcieńczenia zanieczyszczeń zawartych w powietrzu wywiewanym, aby w przypadku wtórnego napływu tego powietrza do pomieszczeń przez okna budynku nie występowało ani zagrożenie dla zdrowia użytkowników, ani odczuwalne pogorszenie jakości powietrza w pomieszczeniach. Wtórny napływ powietrza wywiewanego do pomieszczeń budynku może nastąpić w wyniku niekorzystnego oddziaływania wiatru na budynek.

Odległość wyrzutni dachowej od okien w połaci dachu lub okien w ścianie ponad dachem powinna wynosić co najmniej 3 m (rys. 6), przy czym gdy wyrzutnia jest usytuowana w odległości od 3 do 10 m od takich okien, np. w przypadku tak zwanej lukarny, to powinna być tak wyniesiona, aby dolna krawędź otworu wyrzutni znajdowała się co najmniej 1 m ponad najwyższą krawędzią okna (rys. 7).

Zwraca się również uwagę, że wymagania zawarte w ust. 12 i 13 dotyczą przypadków usuwania powietrza, które nie zawiera ani zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia, ani uciążliwych zapachów, a jedynie powietrze z pomieszczeń, w których głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń są metabolizm ludzi oraz materiały budowlane i wyposażenie budynku. W przeciwnym wypadku wartości podane w ust. 12 i 13 należy zwiększyć dwukrotnie – zgodnie z ust. 14, uwzględniając przy tym wymaganie określone w ust. 5, które dotyczą konieczności oczyszczenia powietrza wprowadzonego do atmosfery wówczas, gdy rodzaje i ilości substancji zanieczyszczających powietrze przekraczają wartości dopuszczalne wynikające z przepisów.

Szczelność przewodów wentylacyjnych

Poza koniecznością wyeliminowania wtórnego napływu powietrza z instalacji wywiewnej do wnętrza budynku konieczne jest także zabezpieczenie przed bezpośrednim napływem zanieczyszczonego powietrza przez nieszczelności części nadciśnieniowej tej instalacji. W tym celu należy zapewnić odpowiednią szczelność przewodów, przy czym przepisy WT [1] nie podają szczegółowego wymagania w tym zakresie. Wynika z nich jedynie, że przewody powinny spełniać co najmniej wymagania klasy A według norm [3, 4]. Z doświadczenia można jednak stwierdzić, że klasa A nie jest wystarczająca, aby utrzymać szczelność instalacji na wystarczającym poziomie (poniżej 2% całkowitego strumienia powietrza instalacji według [2]). W normie [2] zaleca się, aby przewody odpowiadały klasie szczelności co najmniej B, co pozwala zapobiec nadmiernym stratom energii i zapewnia ustalony strumień powietrza w instalacji.

5. Usytuowanie wyrzutni dachowej w stosunku do powierzchni dachu i najwyższych punktów na dachu: a) wyniesienie otworu wyrzutni nad powierzchnię dachu; b) lokalizacja otworu wyrzutni, gdy na dachu są nadbudówki

Projektowanie w praktyce

Brak wiedzy o przeznaczeniu lokalu. W wielu przypadkach już na etapie projektowania budynku znane jest przeznaczenie lokali usługowych na parterze obiektu; projektant może wtedy w pełni dostosować instalację wentylacyjną do potrzeb danego lokalu i spełnić wszystkie wymagania przepisów budowlanych. Często jednak nie jest wiadomo, jaka działalność usługowa będzie tam prowadzona. W takiej sytuacji projektant przewiduje tylko jeden lub kilka pionów wentylacyjnych w lokalu. Oczywiście, zależnie od rodzaju prowadzonej działalności, wielkość i liczba przewidywanych pionów wentylacyjnych może być wystarczająca lub nie dla prawidłowego zaprojektowania wentylacji pomieszczeń. W tym drugim wypadku instalacja nie może działać skutecznie i występuje duże prawdopodobieństwo, że użytkownicy będą wspomagali działanie wentylacji przez otwieranie
okien, co z całą pewnością spowoduje wydostawanie się zanieczyszczonego powietrza na zewnątrz budynku. W czasie występowania niesprzyjających kierunków wiatru zanieczyszczone powietrze może przenikać do wnętrza budynku. W warunkach nieskutecznej wentylacji większa będzie także tendencja do przenikania zapachów przez wszystkie nieszczelności w przegrodach budowlanych. Szczególnie wymagające pod względem wentylacyjnym są lokale gastronomiczne. Wy- stępują w nich prawie zawsze kuchnie, w których stosuje się okapy wywiewne, przy czym w celu zapewnienia ich odpowiedniej skuteczności, konieczne jest usuwanie stosunkowo dużej ilości powietrza, np. standardowy okap wywiewny o wymiarach 1500 x 700 mm wymaga odprowadzenia co najmniej 1100 m3/h powietrza (optymalnie 1900 m3/h), co wymaga przewodu o powierzchni przekroju równej co najmniej 0,06 m2 (np. przewód 200 x 315 mm).

6. Usytuowanie wyrzutni dachowej w stosunku do okien budynku (przypadek ogólny według § 152 ust. 12 WT)

Brak lub ograniczone możliwości techniczne. Osobnym zagadnieniem jest projektowanie wentylacji w budynkach istniejących, w których na parterze przeznaczono jedno z pomieszczeń technicznych na pomieszczenie usługowe lub w których zmieniono rodzaj prowadzonej działalności, np. z pomieszczenia handlowego na pomieszczenie gastronomiczne. W obu tych przypadkach wymagane jest z reguły zaprojektowanie nowej instalacji wentylacji, jednak często – ze względu na brak odpowiednich warunków – idzie się na kompromisy, które prowadzą do nieefektywnego działania wentylacji. Zwykle nie jest bowiem możliwe wykonanie wentylacji o wystarczającej wydajności czy też prawidłowe umiejscowienie wyrzutni (powietrze usuw a się na zewnątrz przez ścianę budynku na niskim poziomie). W konsekwencji może to powodować przenikanie zanieczyszczonego powietrza o uciążliwym zapachu na wyższe kondygnacje budynku. W pewnych sytuacjach wykorzystuje się również przewody pionowe wentylacji grawitacyjnej jako elementy instalacji wentylacji mechanicznej. Jest to dopuszczalne tylko wtedy, gdy stosuje się na kratkach wlotowych niskociśnieniowe wentylatory wspomagające ciąg. Gdy przyłączone są do nich przewody wyrzutowe, np. z centrali wentylacyjnej, to z powodu niedostatecznej szczelności przewodów wentylacji grawitacyjnej zanieczyszczone powietrze, często o silnym zapachu, może przenikać do sąsiednich pomieszczeń w budynku. Przewody grawitacyjne mają małe przekroje (np. 140 x 140 mm, Ø 140 mm), tak więc ich przepustowość jest ograniczona. Próbując usunąć przez nie większą ilość powietrza, wytwarzamy w nich znaczne nadciśnienie, które powoduje wyraźne zwiększenie przecieków zanieczyszczonego powietrza do otoczenia przewodów. Podobnie wygląda sprawa, gdy mamy do czynienia z przewodami wentylacyjnymi wykonanymi z blachy stalowej o zbyt małym przekroju, przy czym zdarza się często, że ich szczelność nie została sprawdzona w ramach odbiorów częściowych. Występuje wtedy duże prawdopodobieństwo, że przewody nawet nie spełniają wymagań szczelności klasy A. Wtedy także może wystąpić opisane wyżej zjawisko rozprzestrzeniania się zapachów w budynku, przy czym dotyczy to także podciśnienia w przewodzie pionowym, gdy przewód ten jest nieszczelny. Podsysanie znacznych ilości powietrza z przestrzeni otaczających przewód sprzyja bowiem przenikaniu zanieczyszczonego powietrza przez nieszczelności przegród budowlanych oraz przepływowi powietrza przez pionowe przestrzenie w budynku (szyby wentylacyjne, klatki schodowe itp.). Trzeba również na zakończenie wspomnieć o częstej sytuacji niewłączania, zwykle w celu tzw. oszczędności, instalacji wentylacyjnych. Wtedy, w większym lub mniejszym stopniu i w zależności od rodzaju prowadzonej działalności usługowej oraz konstrukcji budynku, jego użytkownicy na wyższych kondygnacjach są narażeni na uciążliwe zapachy z pomieszczeń usługowych.

7. Usytuowanie wyrzutni dachowej w stosunku do okien budynku (przypadek szczególny według § 152 ust. 13 WT)

Przepisowo i z wyobraźnią

Projektowanie pomieszczeń usługowych na parterze budynku jest powszechną praktyką stosowaną w naszym budownictwie, która sprzyja wygodzie użytkowników oraz poprawia kondycję finansową właścicieli budynków, ale może mieć też skutki uboczne. Skuteczne rozwiązania wentylacyjne dla takich lokali są więc niezbędne. W celu uniknięcia problemów związanych z rozprzestrzenianiem się zapachów na wyższe kondygnacje, konieczne jest przestrzeganie w projekcie instalacji wentylacji wymagań przepisów technicznych. Jeżeli nie ma się wiedzy na temat przeznaczenia lokali usługowych w nowo projektowanych budynkach, to powinno się przynajmniej zapewnić w nich wystarczającą liczbę pionowych przewodów wentylacyjnych o odpowiednim przekroju do odprowadzenia powietrza. Zgodne z przepisami należy również przewidywać miejsce na wyrzutnię oraz środki do doprowadzenia powietrza zewnętrznego do pomieszczeń.

Literatura:
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 15 czerwca 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690 z późn. zm.)
[2] PN-EN 13779:2008 „Wentylacja budynków niemieszkalnych – Wymagania dotyczące właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji”
[3] PN-EN 1507:2007 „Wentylacja budynków – Przewody wentylacyjne z blachy o przekroju prostokątnym – Wymagania dotyczące wytrzymałości i szczelności”
[4] PN-EN 12237:2005 „Wentylacja budynków – Sieć przewodów – Wytrzymałość i szczelność przewodów z blachy o przekroju kołowym”

Autor: Sławomir Pykacz