Μέρος 2ο: Φυσικός και μηχανικός αερισμός, σύστημα μηχανικού αερισμού με ανάκτηση θερμότητας
Κάθε κτίριο κατοικίας αποτελείται από ένα σύνολο αλληλεξαρτώμενων και αλληλοβοηθούμενων οικοδομικών και μηχανικών συστημάτων. Ένα σύνολο το οποίο για χάρη παρομοίωσης, αποτελεί τα «ζωτικά όργανα» ενός ζώντος οργανισμού.
Για την εξασφάλιση υγιεινών συνθηκών διαβίωσης στο εσωτερικού ενός κτιρίου καθίσταται υπεύθυνη η ομαλή λειτουργία και συνεργασία όλων των συστημάτων του κτιρίου, ανεξάρτητα από τις εξωτερικές συνθήκες (θερμοκρασία, ρύπανση, θόρυβος κλπ.) που επικρατούν εκτός των ορίων του κτιριακού κελύφους. Οποιαδήποτε παρέκκλιση από την επιθυμητή λειτουργία, υπονομεύει την υγεία ενός κτιρίου και συνεπώς την υγεία των χρηστών του.
Μια κοινοτυπία που αναπαράγεται συχνά και αθώα στα πλαίσια του βιοκλιματικού σχεδιασμού, είναι πως, ως ζωντανός οργανισμός, ένα κτίριο πρέπει να «αναπνέει». Αυτό που στην πραγματικότητα εννοείται είναι, πως για την επίτευξη άνετων και υγιεινών συνθηκών διαβίωσης, ο αέρας στο εσωτερικό ενός κτιρίου πρέπει να ανανεώνεται συνεχώς. Με αυτόν τον τρόπο, τα επίπεδα οξυγόνου παραμένουν επαρκή, ενώ οι ρύποι σε ανεκτά χαμηλά επίπεδα.
Παραδοσιακά, ο τρόπος για να αεριστεί ένα σπίτι είναι μέσω του ανοίγματος των πορτών και των παραθύρων του. Με αυτόν τον τρόπο, ο αέρας ρέει «φυσικά» διαμέσου του σπιτιού, με μοναδική παρέμβαση στην όλη διαδικασία, το ανθρώπινο χέρι που άνοιξε τα παράθυρα. Ο αέρας στο εσωτερικό του σπιτιού ανανεώνεται και αντικαθίσταται από τον αέρα του εξωτερικού περιβάλλοντος, ο οποίος συμπαρασύρει μαζί του τους ρύπους, τους θορύβους και φυσικά τα επίπεδα θερμοκρασίας των εξωτερικών συνθηκών. Για τους κατοίκους πολυπληθών και πολύβουων πόλεων, η διαδικασία αυτή μπορεί συχνά να είναι ιδιαίτερα αναποτελεσματική και ενοχλητική. Ο «φυσικός» αερισμός επομένως είναι ανεξέλεγκτος αφού δεν είναι δυνατόν να ελεγχθεί ούτε η ποσότητα, ούτε η ποιότητα του αέρα που εισέρχεται στο κτίριο.
Η ανανέωση του αέρα ενός κτιρίου οφείλει να γίνεται με τρόπο και ρυθμό, ο οποίος να εξασφαλίζει διαρκώς άριστη ποιότητα αέρα. Είναι σημαντικό ο αέρας που εισπνέουμε να είναι απαλλαγμένος από αέριους ρύπους (διοξείδιο και μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου, οξείδια του αζώτου, βενζόλιο, όζον, πτητικές ενώσεις) και μικροσωματίδια. Δυστυχώς λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, η οποία είναι πιο έντονη στα αποπνικτικά αστικά κέντρα, ο αέρας είναι φορτωμένος με επικίνδυνους για την υγεία ρύπους. Είναι επομένως απαραίτητο, ο αέρας που εισέρχεται εντός μιας κατοικίας να φιλτράρεται, ούτως ώστε οι επιβλαβείς αυτοί ρύποι να κατακρατούνται. Προκειμένου ο εισερχόμενος στο κτίριο εξωτερικός αέρας να μπορεί να φιλτράρεται πρέπει να εισάγεται ελεγχόμενα/μηχανικά μέσω ενός ειδικού συστήματος, ενός συστήματος μηχανικού αερισμού. Αντί λοιπόν ο αέρας να εισέρχεται «φυσικά» και ανεξέλεγκτα μέσω παραθύρων, μπορεί να εισέρχεται στο κτίριο με την βοήθεια ανεμιστήρων, αφού πρώτα διέλθει μέσα από φίλτρα για να καθαριστεί.
Ένα βασικό χαρακτηριστικό των συνθηκών διαβίωσης εντός ενός κτιρίου είναι η θερμοκρασία. Ο αέρας, λοιπόν, στο εσωτερικό μιας κατοικίας, εκτός από καθαρός και φρέσκος, οφείλει να είναι και θερμοκρασιακά άνετος. Η διαρκής ανανέωσή του, όπως εξηγήθηκε προηγουμένως, είναι απαραίτητη για την υγεία των χρηστών ενός κτιρίου. Συνεπάγεται ωστόσο την διαρκή κατανάλωση ενέργειας προκειμένου να αποκτήσει την επιθυμητή θερμοκρασία. Για παράδειγμα, τον χειμώνα ο εξωτερικός αέρας είναι κατά αρκετούς βαθμούς ψυχρότερος από την ιδανική θερμοκρασία των 20°C. Η συνεχής εισαγωγή φρέσκου, ψυχρού αέρα στο εσωτερικό μιας κατοικίας απαιτεί τη συνεχή λειτουργία του συστήματος θέρμανσης προκειμένου να του προσδοθεί η απαιτούμενη θερμότητα για να αυξηθεί η θερμοκρασία του. Το ίδιο, αλλά αντίστροφα, ισχύει φυσικά και για το καλοκαίρι. Ο εισαγόμενος φρέσκος αέρας είναι αρκετά θερμότερος σε σύγκριση με τον «βρόμικο» αλλά δροσερό αέρα που αντικαθιστά. Επομένως φαίνεται πως η αναγκαία για την υγεία μας ανανέωση του αέρα αποτελεί καταβόθρα ενέργειας, αφού ο θερμοκρασιακά ιδανικός αέρας απορρίπτεται στο περιβάλλον ως «βρόμικος» και ο φρέσκος αλλά θερμοκρασιακά μη ικανοποιητικός αέρας εισέρχεται στο κτίριο. Η λειτουργία αυτή είναι αναμφισβήτητα ενεργοβόρα και περιβαλλοντικά μη φιλική.
Η επίλυση αυτού του προβλήματος μπορεί να επέλθει μέσω ενός συστήματος ανάκτησης θερμότητας. Προτού λοιπόν ο αέρας απορριφθεί στο περιβάλλον, η θερμότητά του ανακτάται και αποδίδεται στο φρέσκο αέρα που εισέρχεται μηχανικά στο κτίριο. Αντί, δηλαδή, ο φρέσκος αέρας να εισέλθει στο κτίριο το χειμώνα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, 10°C για παράδειγμα, ανακτά τη θερμότητα του «βρόμικου» αέρα, θερμοκρασίας 20°C που εξέρχεται από το κτίριο, αποκτώντας αυτομάτως, χωρίς την κατανάλωση ενέργειας, υψηλότερη θερμοκρασία, 16-17°C. Φυσικά το αντίστροφο συμβαίνει το καλοκαίρι. Υπεύθυνο για αυτήν την ανταλλαγή ενέργειας είναι το σύστημα ανάκτησης θερμότητας που εξοπλίζει το σύστημα του μηχανικού αερισμού.
Το σύστημα μηχανικού αερισμού με ανάκτηση θερμότητας ελέγχει δύο ρεύματα αέρα, το ρεύμα του εισερχόμενου από το εξωτερικό περιβάλλον φρέσκου αέρα και το ρεύμα του απορριπτόμενου σε αυτό αέρα. Η ανάκτηση θερμότητας εξασφαλίζει την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των δύο ρευμάτων αέρα, μέσω της χρήσης εναλλάκτη ο οποίος δεν επιτρέπει την ανάμειξή τους. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνεται η μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για την θέρμανση ή ψύξη του εισερχόμενου αέρα στην επιθυμητή θερμοκρασία. Δηλαδή, σύμφωνα με το παραπάνω παράδειγμα, είναι προφανές ότι απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την θέρμανση του αέρα από τους 10°C στους 20°C, σε σύγκριση με την περίπτωση που ο αέρας διέλθει από το σύστημα ανάκτησης θερμότητας, αποκτήσει 17°C και πρέπει να θερμανθεί ως του 20°C.
Οι συνθήκες που επικρατούν στην κατοικία ενός ανθρώπου έχουν αναπόφευκτη επίδραση στην υγεία του. Ο άνθρωπος περνάει μεγάλο μέρος της ζωής του μέσα στο σπίτι του και επομένως είναι ζωτικής σημασίας ο αέρας που αναπνέει να είναι καθαρός. Μέσω του συστήματος μηχανικού αερισμού, ο αέρας στο εσωτερικό μιας κατοικίας ανανεώνεται με σταθερό ρυθμό και φιλτράρεται προκειμένου να διακρίνεται από άριστη ποιότητα. Όταν το σύστημα μηχανικού αερισμού συνδυάζεται με το σύστημα ανάκτησης θερμότητας, ικανοποιείται ταυτόχρονα και η ανάγκη εξοικονόμησης ενέργειας και συνεπώς προστασίας του περιβάλλοντος.
