Mekanisk ventilation i kælder: regler og layoutdiagrammer

Kælder- og halvkælderlokaler bruges til forskellige formål. Tidligere blev de indrettet til grøntsagsopbevaring og forsyningsledninger. I dag tildeles kældre andre funktioner, fra garager til sportshaller og endda kontorer.

I hvert fald er tvungen ventilation i bygningens kælder et velbegrundet behov, der er dikteret af behovet for en planmæssig tilførsel af frisk luft i stedet for den brugte. Vi inviterer dig til at sætte dig godt ind i dette spørgsmål.

Hver kælder sin egen ventilation

Et nedgravet grøntsagslager under et privat hus har ikke brug for tvungen, dvs. mekanisk ventilation.

Frugt- og grøntsagsprodukter opbevares bedre, når luftskiftet i kælderrummet er minimalt. Derfor er de simpleste udluftningshuller og tillufts- og fra luftkanaler tilstrækkeligt.

De grøntsager, der opbevares om vinteren i kælderen, må ikke ventileres for kraftigt. De fryser simpelthen – det fryser udenfor.

Ifølge designstandarder for grøntsagslagre NTP APK 1.10.12.001-02 skal ventilation af for eksempel kartofler og rodgrøntsager ske i mængden 50-70 m³/h pr. ton grøntsager. Desuden bør ventilationsintensiteten halveres i vintermånederne for ikke at fryse rodgrøntsagerne.

Dvs. i den kolde årstid skal ventilationen i hjemmets kælder være i formatet 0,3-0,5 luftvolumen pr. time.

Behovet for tvungen ventilation i kælderen opstår, hvis det naturlige luftstrømsskema ikke fungerer. Der vil dog også være behov for at fjerne kilder til overskydende luftfugtighed.

Fugt i kælderrum

Fugt og muggen luft er almindelige problemer i kældre. Det første problem skyldes utilstrækkelig luftudskiftning. Kælderen er nedgravet 2,5-2,8 m i jorden, og dens vægge er udført med maksimal fugt- og lufttæthed.

Men naturlig ventilation, som består af vertikale huskanaler, mangler i mange kældre og vinkældre.

Inden ventilation af vinkælderen overvejes, bør man vandtætte dens vægge. Kælderventilation løser ikke problemet med væggenes hygroskopicitet.

Høj luftfugtighed i kælderrummet skyldes dårlig vandtætning af væggene. Den anden årsag er slidte rør, der løber gennem kælderrum. Desuden dannes der kondens på dem uanset rørenes tilstand og tæthed af samlinger.

Problemet med for høj fugtighed skal løses, før der udvikles et projekt og bygges et kælderventilationssystem. Man skal genoprette eller øge tætheden af vinkælderens vægge, tætne rør og dække dem med isolering.

Den sidste foranstaltning vil eliminere kondensens indvirkning på rørmaterialet. Derefter bestemmes vinkælderens ventilationsbehov.

Varmeisolering af rør mod kondens

Vanddråber opstår kun på overfladen af husholdningsrør, der fører kold væske (drikkevand og kloakafløb). Fugt i rummets atmosfære kondenserer på kolde rør på grund af temperaturforskellen mellem deres overflade og luften.

Jo koldere rørene er, og jo mere mættet luften er med fugt, desto mere aktivt sker kondensationsprocessen.

Hvis der løber koldt vand i et rør, vil der samle sig kondens på det. Hvert sådant rør skal dækkes med varmeisolering.

Forskellen i temperatur mellem luften og overfladen af koldtvandsrør i private hjem er normalt lille. For når der sjældent bruges koldt vand af beboerne, er der ingen strømning i rørene, så temperaturen i hjemmet og rørene er næsten ens.

Men i en etageejendom, bolig eller kontor, bruges koldt vand næsten konstant, og røret er konstant koldt.

Den enkleste måde at bekæmpe kondens på rør er at udligne temperaturerne mellem rør og luft. Det er nødvendigt at dække det kolde rør med et damp- og varmeisolerende materiale i hele længden.

Kondens samler sig på det kolde rør, uanset hvad det er lavet af. Polymerer, jernmetaller, støbejern eller kobber – det er ligegyldigt. Man bliver nødt til at isolere alle rør i de 'kolde' installationer!

Det er ikke svært at isolere vandrør mod kondens og fugt i luften. Man har kun brug for et rør af skummet polyethylen, en tapetkniv og armeret tape.

Et rørformet varmeisoleringsmateriale af skummet polyethylen kan forhindre kontakt mellem det kolde rør og luften. Væggen på det varmeisolerende 'rør' – mindst 30 mm. Diameteren på den rørformede isolering vælges lidt større end rørets, der skal isoleres mod luftfugtighed. Det er nemt at montere isoleringen – skær det op på langs og træk det over røret.

Straks efter isolering af røret med varmeisolering skal det vikles med armeret tape til rør. For maksimal varmeisolering og bedre udseende vikles med folieret (aluminium) tape.

Afspærringsventiler og svært bøjede sektioner af det kolde rør, som ikke kan dækkes med rørformet isolering, vikles med tape i flere lag.

Beregning af luftudskiftning i kælderrum

Før man begynder at søge efter ventilationsudstyr og planlægge placering af ventilationskanaler i kælderen, skal man bestemme behovet for luftudskiftning. I en forenklet form, dvs. uden hensyntagen til muligt indhold af skadelige stoffer i kælderluften, beregnes luftudskiftningen efter formlen:

L=V_kæld • K_min

Hvor:

• L – beregnet luftudskiftningsbehov, m³/h;
• V_kæld – volumen af kælderrummet, m³;
• K_min – minimal luftudskiftningsfrekvens, 1/h (se nedenfor).

Den opnåede luftudskiftningsværdi vil gøre det muligt at fastlægge effektegenskaberne for det mekaniske ventilationssystem i kælderen.

Beregning af kælderrummets luftvolumen foretages ved at gange højde, bredde og længde

Dog kræver formelberegningen data om rummets luftvolumen og luftudskiftningsfrekvens.

Den første parameter beregnes således:

V_kæld=A•B•H

Hvor:

• A – længde af kælderen;
• B – bredde af kælderen;
• H – højde af kælderen.

For at bestemme rummets volumen i kubikmeter omregnes målinger af bredde, længde og højde til meter. For eksempel for en kælder med bredde 5 m, længde 20 m og højde 2,7 m vil volumen være 5 • 20 • 2,7 = 270 m³.

Behovet for luftskifte i dette rum afhænger direkte af antallet af personer, der opholder sig i det. Der tages også hensyn til graden af fysisk aktivitet hos de besøgende.

For rummelige kældre bestemmes det minimale luftskifte K_r ud fra en persons behov for frisk (tillufts)luft per time. Tabellen viser de normative behov for luftskifte afhængigt af rummets anvendelse.

Luftskiftet kan også beregnes ud fra antallet af personer, der skal opholde sig (f.eks. arbejde) i kælderen:

L=L_personer•N_l

Hvor:

• L_chel – norm for luftskifte for én person, m³/h•person;
• N_l – beregnet antal personer i kælderrummet.

Normerne fastsætter behovet for en person på 20-25 m³/h tilluft ved svag fysisk aktivitet, 45 m³/h ved let fysisk arbejde og 60 m³/h ved høj fysisk belastning.

Beregning af luftudskiftning under hensyntagen til varme og fugt

Ved behov for beregning af luftskifte, der tager hensyn til fjernelse af overskydende varme, anvendes formlen:

L=Q/(p•Cr•(t_u-t_p))

Hvor:

• p – luftens densitet (ved 20 °C er den 1,205 kg/m³);
• C_r – luftens varmekapacitet (ved 20 °C er den 1,005 kJ/(kg•K));
• Q – mængden af varme, der frigives i kælderen, kW;
• t_u – temperaturen på luft, der fjernes fra rummet, °C;
• t_p – temperaturen på tilluft, °C.

Behovet for at medregne varme, der fjernes ved ventilation, er nødvendigt for at opretholde en bestemt temperaturbalance i kælderatmosfæren.

I kældre i private huse indrettes ofte træningssale. I denne anvendelse af kælderrummet er fuld luftskifte særlig vigtig.

Samtidig med fjernelse af luft under luftskiftet fjernes fugt, der er afgivet af forskellige fugtholdige objekter (herunder mennesker). Formel til beregning af luftskifte med hensyn til fugtafgivelse:

L=D/((d_u-d_p)•p)

Hvor:

• D – mængde fugt, der afgives under luftskifte, g/h;
• d_u – fugtindhold i den fjernede luft, g vand/kg luft;
• d_p – fugtindhold i tilluften, g vand/kg luft;
• p – luftens densitet (ved 20 °C er den 1,205 kg/m³).

Luftskifte, der omfatter fugtafgivelse, beregnes for objekter med høj luftfugtighed (f.eks. svømmebassiner). Fugtafgivelse tages også i betragtning for kælderrum, der besøges af mennesker med henblik på fysisk træning (f.eks. træningssal).

En stabilt høj luftfugtighed vil betydeligt komplicere arbejdet med mekanisk ventilation i kælderen. Det vil kræve, at ventilationen suppleres med filtre til opsamling af kondenseret fugt.

Beregning af parametre for ventilationskanaler

Med data om ventilationsluftmængden går vi videre til at bestemme ventilationskanalernes egenskaber. Der er brug for endnu en parameter – lufthastigheden i kanalen.

Jo hurtigere luftstrømmen bevæger sig, desto mindre kanaler kan man bruge. Men støjniveauet og systemets modstand vil også stige. Optimalt set bør luften bevæge sig med en hastighed på 3-4 m/s eller lavere.

Når man kender det beregnede tværsnit af kanalerne, kan man vælge deres faktiske tværsnit og form ud fra denne tabel. Man kan også finde luftstrømmen ved bestemte hastigheder.

Hvis kælderens indretning tillader brug af runde kanaler, er det fordelagtigt at vælge dem. Desuden er netværket af runde kanaler lettere at samle, da de er fleksible.

Her er formlen til at beregne kanalens tværsnitsareal:

S_sv=L•2,778/V

Hvor:

• S_sv – det beregnede tværsnitsareal af ventilationskanalen, cm²;
• L – luftstrømmen gennem kanalen, m³/h;
• V – hastigheden, hvormed luften bevæger sig i kanalen, m/s;
• 2,778 – værdien af en koefficient, der gør det muligt at afstemme uensartede parametre i formlen (centimeter og meter, sekunder og timer).

Det er mest praktisk at beregne kanalens tværsnitsareal i cm². I andre måleenheder er denne parameter for ventilationssystemet svær at forstå.

Til hvert element i ventilationssystemet er det bedst at føre luftstrømmen til med en bestemt hastighed. Ellers vil modstanden i systemet stige.

Men bestemmelsen af det beregnede tværsnitsareal af kanalen gør det ikke muligt at vælge kanalernes tværsnit korrekt, da det ikke tager højde for deres form.

Det nødvendige kanaltværsnitsareal kan beregnes ud fra dets tværsnit ved hjælp af følgende formler:

For runde kanaler:

S=3,14•D²/400

For rektangulære kanaler:

S=A•B /100

I disse formler:

• S – det faktiske tværsnitsareal af kanalen, cm²;
• D – diameteren på den runde kanal, mm;
• 3,14 – værdien af π (pi);
• A og B – højde og bredde af den rektangulære kanal, mm.

Hvis der kun er én luftkanal, beregnes det faktiske tværsnitsareal kun for denne. Hvis der er forgreninger fra hovedkanalen, beregnes denne parameter for hver 'gren' separat.

Beregning af modstand i ventilationsnetværk

Jo højere luftbevægelseshastigheden er i ventilationskanalen, desto større er modstanden mod luftmasses bevægelse i ventilationssystemet. Dette ubehagelige fænomen kaldes "tryktab".

Hvis tværsnittet af ventilationskanaler gradvist øges, kan man opnå en stabil lufthastighed i hele dens længde. Samtidig vil modstanden mod luftbevægelse ikke øges.

Ventilationsanlægget skal udvikle et lufttryk, der kan overvinde modstanden i luftdistributionsnettet. Kun på den måde kan den nødvendige luftstrøm i ventilationssystemet opnås.

Hastigheden af luft, der bevæges gennem ventilationskanaler, bestemmes af formlen:

V=L/(3600•S)

Hvor:

• V – beregnet hastighed for pumpning af luftmasser, m³/h;
• S – tværsnitsareal af kanalen, m²;
• L – påkrævet luftstrøm, m³/h.

Valg af optimal ventilatormodel til ventilationssystemet bør ske ved at sammenligne to parametre – det statiske tryk udviklet af ventilationsanlægget og de beregnede tryktab i systemet.

Ved at placere ventilationsanlægget i midten af et forgrenet kanalsystem kan man stabilisere lufttilførselshastigheden i hele dets længde.

Tryktab i et langt ventilationskompleks med kompleks arkitektur bestemmes ved at summere modstandene mod luftbevægelse i dets buede sektioner og samlede elementer:

• i kontraventilen;
• i lyddæmpere;
• i diffusorer;
• i finfiltre;
• i andet udstyr.

Der er ingen grund til selv at beregne tryktabet i hver enkelt "forhindring". Det er tilstrækkeligt at bruge tryktabskurver i forhold til luftstrøm, som leveres af producenter af ventilationskanaler og tilhørende udstyr.

Dog, ved beregning af et ventilationsanlæg med forenklet konstruktion (uden samlede elementer) er det tilladt at bruge typiske tryktabsværdier. For eksempel i kælderrum med et areal på 50-150 m² vil tryktabet i ventilationskanalerne være omkring 70-100 Pa.

Valg af udsugningsventilator

For at bestemme valget af ventilationsaggregat skal man kende den nødvendige ydelse af ventilationssystemet og luftkanalernes modstand. Til tvungen ventilation af en kælder er én ventilator, indbygget i udsugningskanalen, tilstrækkelig.

Tilførselsluftkanalen har som regel ikke brug for et ventilationsaggregat. En lille trykforskel mellem lufttilførsels- og afsugningspunkterne, som skabes af udsugningsventilatorens drift, er tilstrækkelig.

Når man kender det beregnede (nødvendige) tryk i luftkanalsystemet, kan man afgøre, om denne model af ventilationsaggregatet er egnet til fuld lufttilførsel til rummene. Det er nok at finde positionen efter tryk, trække en linje til grafen og derefter ned.

Der kræves en ventilatormodel, hvis ydelse er lidt (7-12%) højere end den beregnede.

Man kan kontrollere ventilationsaggregatets egnethed ved hjælp af en graf over ydelsens afhængighed af tryktabet.

Ved at bruge data om den beregnede luftmængde kan man fastslå tryktabet i buede sektioner af luftkanalerne.

Hvis man skal vælge mellem en åbenbart kraftigere og en for svag ventilationsenhed, har den kraftigere model prioritet. Dog vil det være nødvendigt at sænke dens ydelse på en eller anden måde.

Optimering af en for kraftig udsugningsventilator opnås på følgende måder:

• Monter en balance-spjældventil foran ventilationsaggregatet, hvilket gør det muligt at 'kvæle' den. Luftstrømmen vil falde ved delvis blokering af udsugningskanalen, men ventilatoren bliver nødt til at arbejde med øget belastning.
• Indstil ventilationsaggregatet til at køre på lave og mellemste hastighedsindstillinger. Dette er muligt, hvis enheden understøtter 5-8-trins hastighedsregulering eller jævn acceleration. Men billigere ventilatormodeller har ikke understøttelse af flere hastighedsindstillinger; de har højst 3 trin. Og til korrekt justering af ydelsen er tre hastigheder ikke nok.
• Reducer udsugningsenhedens maksimale ydelse til et minimum. Dette er muligt, hvis ventilatorautomatikken tillader styring af dens højeste rotationshastighed.

Selvfølgelig kan man ignorere en unødvendig høj ventilationseffekt. Men man vil komme til at betale ekstra for elektrisk og termisk energi, da udsugningen vil trække varme for aktivt ud af rummet.

Skema for ventilationskanaler i kælderventilation

Indblæsningskanalen føres ud over kælderens facade, og der monteres et indtagsgitter. Dens returledning, hvorigennem luften kommer ind, sænkes til gulvet i en afstand af en halv meter fra sidstnævnte.

For at minimere kondensdannelse skal indblæsningskanalen isoleres udvendigt, især dens 'udendørs' del.

For at finde tryktabet i et system med lige kanaler skal man kende lufthastigheden og bruge denne graf.

Udsugningens luftindtag placeres ved loftet, i den modsatte ende af rummet i forhold til indblæsningsåbningen. Det er meningsløst at placere udsugningsåbningen og indblæsningskanalens åbning på samme side af kælderen og i samme niveau.

Da bygningsreglementet for boligbyggeri ikke tillader brug af lodrette naturlige udsugningskanaler til mekanisk ventilation, må luftkanaler ikke tilsluttes dem.

Hvis det ikke er muligt at placere indblæsnings- og udsugningskanalerne på forskellige sider af kælderen (der er kun én facadevæg), så skal luftindtag og -udblæsning adskilles lodret med mindst 3 meter.

Konklusioner og nyttig video om emnet

I denne video demonstreres tydeligt tegn på dårlig ventilation i et kælderrum. Der er vist nok indblæsnings- og udsugningskanaler i denne kælder, men luften bevæger sig ikke gennem dem. Alle kælderens problemer er tydelige – fugt, muggen luft og rigelig kondens på de omsluttende konstruktioner:

Videoen nedenfor viser en praktisk løsning på mekanisk udsugning af en kælder ved hjælp af en PC-ventilator og et solpanel. Vi bemærker originaliteten i udførelsen af dette ventilationsprojekt. For en kælder af typen 'grøntsagslager' er en sådan luftudveksling fuldt acceptabel:

Da en fuldstændig reduktion af fugtigheden i kælderen er umulig uden termisk isolering af 'kolde' rørledninger, præsenterer vi en video om påføring af rørisolering. Bemærk, at ved teknisk brug af kælderen er det rationelt at vikle det varmeisolerede rør helt med armeret tape – det er mere pålideligt:

En 'forladt' kælder kan sagtens omdannes til et rum med den ønskede funktion. Man skal blot løse problemet med luftudveksling og eliminere fugtkilderne. Under alle omstændigheder må bygningens kælderniveau ikke være et fugtigt, skimmelbevokset sted. Dets vægge er jo bygningens fundament, hvis nedbrydning er uacceptabel.

Vil du selv indrette ventilation i kælderen, men er du usikker på, om du gør det rigtigt? Stil dine spørgsmål om emnet i blokken nedenfor. Her kan du også dele erfaringer med selv at indrette ventilation i kælderen eller i kælderrummet.