Wentylacja nocna: nowe odkrycia dotyczące energooszczędnego chłodzenia

Wentylacja nocna: nowe odkrycia dotyczące energooszczędnego chłodzenia

Wraz z rosnącymi falami upałów i rosnącymi temperaturami, letnia izolacja termiczna staje się również głównym wyzwaniem dla branży budowlanej i technologii budowlanej. Szczególnie nowoczesne, dobrze izolowane i szczelne budynki mają tendencję do przegrzewania się – zwłaszcza tam, gdzie są duże powierzchnie okien i pojemność magazynowa. Jedno jest pewne: klasyczne rozwiązania, takie jak systemy klimatyzacji, są energochłonne i nie pozostają w duchu zrównoważonego budownictwa. Naturalna wentylacja nocna stanowi energooszczędną i opłacalną alternatywę, jeśli jest planowana i kontrolowana w ukierunkowany sposób.

Cel projektu CoolBRICK

W ramach projektu badawczego CoolBRICK po raz pierwszy w rzeczywistych warunkach zbadano, jak działają różne scenariusze wentylacji w nocy – szczególnie w połączeniu z ceglanym murem jako masą magazynującą. Skupiono się na wpływie różnych pozycji okien, technologii sterowania i form wentylacji na chłodzenie budynków w nocy.

Śledztwo w rzeczywistych warunkach

Sercem projektu badawczego były dwa identyczne domy testowe z ceglanymi ścianami i roletami zewnętrznymi w oknach na terenie BAUAkademie Salzburg(patrz zdjęcie na okładce). Monitorowano je przez lata za pomocą ponad 200 czujników, aby rejestrować rzeczywisty potencjał chłodzenia w różnych scenariuszach wentylacji nocnej. Dodatkowo przetestowano różne technologie sterowania i pozycje otwarcia okien – od klasycznej pozycji uchylnej po zautomatyzowaną wentylację krzyżową i z wykorzystaniem modeli matematycznych. Wyniki są przełomowe: „Po raz pierwszy projekt dostarcza kompleksowych danych empirycznych na temat najskuteczniejszego wykorzystania naturalnej wentylacji nocnej i ukierunkowanego chłodzenia mas magazynujących” – wyjaśnia Heinz Hackl, menedżer ds. spraw publicznych w firmie Velux Austria. „Nawet proste środki, takie jak ukierunkowana wentylacja krzyżowa, mają ogromny efekt. Potencjał tej zaawansowanej technologicznie metody był wcześniej w wielu przypadkach niedoceniany”.

Niezbędne spostrzeżenia dla praktyki budowlanej

1. Okna uchylne nie wystarczą

Klasyczna pozycja okna uchylnego zapewnia higieniczną wymianę powietrza, a jednocześnie obniża temperaturę w pomieszczeniu jedynie o ok. 1,6°C - przy maksymalnej wymianie powietrza 2 h⁻¹. W nowoczesnych, dobrze ocieplonych budynkach często to nie wystarczy, aby uniknąć przegrzania latem.

2. Wentylacja krzyżowa ma znacznie większy efekt

Jeśli wentylacja prowadzona jest z dwóch przeciwległych stron (np. elewacja + tył lub elewacja + dach), współczynniki wymiany powietrza powyżej 4 h⁻¹ dają efekt otwarcia okna zaledwie 20 cm. Temperaturę w pomieszczeniu można obniżyć nawet o 5,5°C – wyraźnie zauważalny wpływ na komfort życia i pracy.

3. Szczególnie skuteczna jest wentylacja kominowa

Połączenie otwartych okien dachowych i fasadowych tworzy tzw. „efekt komina”: ciepłe powietrze unosi się i ucieka przez dach, natomiast chłodniejsze nocne powietrze napływa poniżej. Wynik: współczynnik wymiany powietrza do 12 h⁻¹ – nawet przy prawie zerowym ruchu powietrza zewnętrznego (< 0,5 m/s).

4. Ceglane ściany wspierają naturalne chłodzenie

Dzięki dużej masie termicznej ściany ceglane mogą magazynować ciepło w ciągu dnia i oddawać je ponownie w nocy poprzez wentylację. To pasywne odprowadzanie mas akumulacyjnych jest skuteczne tylko wtedy, gdy krąży wystarczająca ilość zimnego powietrza – czyli przy dobrze zaplanowanej wentylacji nocnej.

5. Zautomatyzowane sterowanie zwiększa wydajność

Samo otwarcie okna nie wystarczy – kluczowy jest odpowiedni moment. Inteligentne sterowanie oparte na czujnikach lub modelach aktywnie otwiera i zamyka okna, biorąc pod uwagę dane pogodowe, temperaturę ścian i klimat w pomieszczeniu. Umożliwia to maksymalny efekt chłodzenia przy minimalnym zużyciu energii – idealnie nadaje się również do stosowania okien dachowych ze sterowaniem automatycznym.

Znaczenie dla praktyki budowlanej i zrównoważonego planowania budowlanego

Wyniki badania podkreślają, jak ważne są przemyślane koncepcje wentylacji przy nowym budownictwie i renowacji budynków:

Planowanie okien dachowych

• Der Einsatz von automatisierten Dachfenstern (z. B. Velux „Integra“) kann gezielt zur Kaminlüftung beitragen.
• Fensterpositionierung wird zur entscheidenden Planungsfrage: Ideal sind Durchlüftungsachsen über Fassaden- und Dachöffnungen hinweg.
• In der Sanierung lohnt es sich, zusätzliche Öffnungsflächen nachzurüsten – insbesondere in schwer durchlüftbaren Dachgeschossen.

Integracja z koncepcją wentylacji

• Nachtlüftung sollte als Teil eines ganzheitlichen Lüftungs- und Klimakonzepts verstanden werden – auch ohne mechanische Lüftungsanlagen.
• Low-Tech-Lösungen wie natürliche Lüftung können durch smarte Steuerungen ein neues Maß an Effizienz erreichen.

Wkład w zrównoważony rozwój i efektywność energetyczną

• Reduktion von Überhitzung ohne aktive Kühlung sorgt für geringere Betriebskosten, zusätzliche Kühlsysteme sind nicht nötig.
  
• Wichtiger Beitrag zur Erreichung von Klimazielen und Reduktion des Energiebedarfs im Sommer.
  Förderfähigkeit möglich im Rahmen nachhaltiger Bau- und Sanierungsvorhaben.

Wniosek: Zaplanuj specjalnie wentylację nocną – zamiast tylko uchylać okna

Projekt CoolBRICK w imponujący sposób pokazuje, że dzięki przemyślanemu planowaniu wentylacji, ukierunkowanemu rozmieszczeniu okien i automatycznemu sterowaniu można w nocy znacznie obniżyć temperaturę w pomieszczeniu - bez żadnego technicznego chłodzenia. Szczególnie dach odgrywa tutaj kluczową rolę ze względu na efekt komina. To sprawia, że ​​inteligentne rozwiązania w zakresie okien dachowych stają się centralnym elementem budynków odpornych na warunki klimatyczne, zdrowych i energooszczędnych.
(bt)