Otwory wywiewne do usuwania powietrza z jednego pomieszczenia lub kilku pomieszczeń sąsiadujących mogą albo być podłączone do kanału, albo być otworami kontaktowymi, przez które transportowane jest powietrze z jednego pomieszczenia do drugiego.
Zagadnienia lokalizacji otworów wywiewnych w pomieszczeniach, do których wydzielają się zanieczyszczenia chemiczne reguluje
§ 269 ust. 3 warunków technicznych, brzmi on: „Usytuowanie wentylacyjnych otworów wywiewnych powinno uwzględniać gęstość względną par cieczy i gazów występujących w pomieszczeniu w stosunku do powietrza oraz przewidywany kierunek ruchu zanieczyszczonego powietrza”.
Wentylacja pomieszczeń może następować w sposób naturalny. Dzięki różnicy temperatury, a więc i gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku oraz dzięki działaniu wiatru powietrze dostaje się do budynku przez nieszczelności w oknach i drzwiach lub przez specjalne nawiewniki, a wydostaje się przez kratki i kanały wentylacyjne. Skuteczność wentylacji naturalnej, zwanej też grawitacyjną, zależy od warunków atmosferycznych, zmienia się więc w ciągu roku. Na działanie wentylacji naturalnej wpływa także konstrukcja budynku, jego otoczenie oraz rozmieszczenie pomieszczeń.
Od dawna standardem w budownictwie stało się wyposażanie budynku w instalacje zapewniające, stosownie do jego przeznaczenia, optymalne warunki dla przebywających tam ludzi. Do podstawowych instalacji można z pewnością zaliczyć instalację wentylacyjną, której zadaniem jest, we współpracy z instalacją grzewczą, zapewnienie odpowiednich parametrów powietrza wewnątrz budynku.
Funkcją instalacji wentylacyjnej jest zatem usuwanie z budynku zużytego powietrza wraz z zawartymi w nim zanieczyszczeniami i nadmiarem wilgoci oraz dostarczanie powietrza świeżego z zewnątrz.
Brak wentylacji lub jej złe funkcjonowanie wywołuje skutki, które można podzielić na: szkodliwe dla zdrowia i szkodliwe dla budynku. Niewystarczająca lub nie funkcjonująca wentylacja powoduje w powietrzu zwiększenie stężenia szkodliwych związków chemicznych, mikroorganizmów i pyłków oraz może powodować wzrost wilgotności względnej powietrza.
Zanieczyszczenia zawarte w powietrzu można podzielić wg pracy na :
- cząstki stałe np. : pyły, substancje uczuleniowe (zarodniki pyłowe i pleśniowe), cząstki zawarte w dymie tytoniowym, wywołujące choroby bakterie i wirusy,
- pary i gazy np. : tlenek węgla, dwutlenek węgla, radon, aldehydy, tlenki azotu, lotne składniki organiczne np. zawarte w dymie tytoniowym.
W literaturze fachowej można spotkać wytyczne do lokalizacji otworów wywiewnych zalecające, aby otwory wywiewne były lokalizowane w zależności od gęstości względnej zanieczyszczeń w stosunku do gęstości powietrza:
dołem - jeżeli stosunek ten jest większy
od 1,2,
dołem i górą - jeśli stosunek ten jest mniejszy od 1,2 i większy od 0,8,
górą - gdy stosunek ten jest mniejszy od 0,8.
W pomieszczeniach stałego przebywania ludzi, a dla takich projektujemy i wykonujemy wentylację mechaniczną, obowiązuje dotrzymanie stężeń zanieczyszczeń chemicznych na poziomie NDS określonych w Rozporządzeniu w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych, np. NDS dla ołowiu i jego związków nieorganicznych wynosi 0,05 mg/m3, a jego gęstość właściwa 11,34 kg/m3.
Dla charakterystyki rozkładu stężeń wzdłuż wysokości pomieszczenia produkcyjnego o złożonym rozmieszczeniu źródeł ciepła i gazów szkodliwych Profesor Elterman wyprowadził wzór określający parametr P, który jest wartością bezwymiarową, ale jego wielkość pozwala określić lokalizacje otworów wywiewnych.
gdzie:
P - stanowi stosunek zmiany gęstości powietrza po domieszaniu do niego gazu lub par cieczy o gęstości większej od jedności do zmiany wywołanej podgrzaniem powietrza,
Sp - stężenie danych zanieczyszczeń w powietrzu strefy pracy [g/m3],
So - stężenie zanieczyszczeń w powietrzu nawiewanym [g/m3],
29,27 - stała gazowa dla powietrza,
Mg - ciężar cząstkowy gazu lub pary cieczy,
tp - temperatura powietrza w strefie pracy [°C],
tp - temperatura powietrza nawiewanego do
pomieszczenia [°C].
Otwory wywiewne powinny być umieszczone możliwie blisko stropu, nie mogą znajdować się poniżej dolnych krawędzi przerywaczy ciągu urządzeń z otwartą komorą spalania . Pole przekroju otworów wywiewnych powinno być równe połowie powierzchni otworów nawiewnych. Pole przekroju otworu wywiewnego nie powinno być mniejsze niż 14 x 14 cm netto, Powinien zostać zachowany dogodny dostęp do usuwania zanieczyszczeń z przewodu.
Otwory przez które wywiewane jest powietrze należy lokalizować w strefie podsufitowej dla gazów lżejszych od powietrza, a dla gazów i par cięższych - w strefie przypodłogowej.
Na podstawie doświadczeń ustalono, że przy wspólnym źródle wydzielania ciepła i zanieczyszczeń w strefie roboczej gazy cięższe od powietrza należy usuwać:
górą, gdy P<1*10-10
- przy P<5*10-3 rozkład stężeń zanieczyszczeń chemicznych na wysokości pomieszczenia jest zgodny z różnicy temperatur,
- przy P*10-3<P<1*10-1 w górnej strefie pomieszczenia występują wyższe stężenia gazów i par cieczy o gęstości większej od jedności, niż w strefie roboczej,
dołem i górą, gdy P=1*10-1, wtedy stężenie gazów o gęstości większej od powietrza rozkłada się równomiernie na całej wysokości pomieszczenia,
dołem, gdy P>1*10-1, wówczas największe stężenia gazów i par cieczy o gęstości większej od powietrza będą w dolnej strefie roboczej.
Zanieczyszczenia gazami i parami cieczy o gęstości mniejszej niż 1 należy zawsze usuwać z górnych partii pomieszczenia.
Są przepisy, które od razu określają proporcje strumieni powietrza usuwanego z dołu i z góry, np. Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy w oczyszczalniach ścieków, które mówi, że wentylacja mechaniczna powinna zapewniać następujący układ wymiany powietrza:
wywiew 70% dołem, 30% górą,
nawiew 30% dołem, 70% górą.