Wraz z rozwojem techniki, w wentylacji, tak jak i w każdej innej dziedzinie, pojawiają się nowe rozwiązania, urządzenia oraz wprowadzane są innowacyjne technologie. W ostatnich latach zaczęto wdrażać kolejne idee organizacji przepływu powietrza w budynkach i pomieszczeniach. Wszystkie te zabiegi mają służyć poprawie warunków środowiskowych w miejscach, w których spędzamy większość swojego życia. Szybki rozwój technologiczny sprawił zatem, że wentylację grawitacyjną zaczęto zastępować mechaniczną lub hybrydową i w wielu przypadkach mechanicznie wymuszany ruch powietrza stał się nieodzowny.

     Powszechnie stosowanym rodzajem wentylacji mechanicznej jest system mieszający, w którym zakłada się nawiewanie do pomieszczenia świeżego, uzdatnionego powietrza z dużą indukcyjnością, w taki sposób, aby dochodziło do możliwie największego stopnia mieszania się powietrza w pomieszczeniu z powietrzem nawiewanym. W ten sposób następuje rozcieńczenie zanieczyszczeń generowanych w pomieszczeniach (np. dwutlenek węgla, biozanieczyszczenia generowane przez ludzi i zyski ciepła) oraz ich usunięcie za pomocą wentylacji wywiewnej. Dostrzeżono jednak pewne wady tego systemu – mieszanie wszystkich zanieczyszczeń w całej kubaturze pomieszczenia oraz stosunkowo niska jakość powietrza.
     W odpowiedzi na powyższe problemy zaproponowano system rozdziału powietrza polegający na bezpośrednim wypieraniu zanieczyszczonego powietrza ze strefy przebywania ludzi – system wentylacji wyporowej. Nawiewniki umieszczone przy podłodze dostarczają przygotowane powietrze z niską prędkością w sposób umożliwiający uwarstwienie mas powietrza i wypieranie zanieczyszczonego, cieplejszego powietrza w stronę wywiewników umieszczonych w suficie. Jednak nadal kształtowanie jednorodnego środowiska dla wszystkich użytkowników nie wpływa na odczucie komfortu każdego z nich. Indywidualne preferencje człowieka, jego metabolizm, aktywność fizyczna, izolacyjność odzieży sprawiają, że komfort termiczny odczuwają w różnych parametrach powietrza w pomieszczeniu. Różnorodność wymagań sprawia, że odsetek niezadowolonych (PPD) w pomieszczeniach z systemami mieszającymi, centralnie przygotowującymi powietrze nawiewane, może wynieść 10÷20%. Dążąc do zagwarantowania komfortowych warunków każdemu z użytkowników, a nie jedynie większości, oraz poprawienia efektywności wentylacji poprzez zwiększenie stopnia inhalacji pierwotnym powietrzem świeżym stworzono koncepcję wentylacji indywidualnej (osobistej).

Wentylacja indywidualna
     Wentylacja indywidualna (z ang. personalized ventilation, w skr. PV) definiowana jest jako system, który pozwala kształtować parametry powietrza w lokalnych strefach pomieszczenia (np. dookoła miejsca pracy) i jest indywidualnie regulowany przez każdego użytkownika. W praktyce przekłada się to na instalowanie nawiewników w najbliższym otoczeniu człowieka najczęściej w liczbie równej liczbie pracowników. W pozostałej strefie pomieszczenia za środowisko odpowiada wentylacja ogólna, mieszająca lub wyporowa, która projektowana jest dla utrzymania akceptowalnych dla użytkowników warunków środowiska wewnętrznego (rys. 1).
     Pierwsze układy wentylacji indywidualnej bazowały na rozwiązaniu nawiewników podłogowych – stosowano je w obiektach głównie w Afryce Południowej i Europie (1990 r.). Powietrze transportowane było w przestrzeni podwójnej podłogi za pomocą lokalnych wentylatorów o zmiennej wydajności, a następnie nawiewane do pomieszczenia przez elementy zainstalowane w płytach podłogowych. Rozwiązanie takie jednak nie przekładało się na wysoką jakość powietrza dopływającego do strefy oddychania (co jest główną zaletą PV), brakowało również możliwości lokalnego sterowania temperaturą nawiewanego powietrza.
     W kolejnych latach opracowano metody dostarczania czystego powietrza do strefy oddychania za pomocą nawiewników umieszczonych przy biurku lub siedzisku użytkowników. Jednocześnie wprowadzono elementy umożliwiające regulację kierunku napływu powietrza, co zostało szczegółowiej opisane w dalszej części artykułu.

Zalety i wady wentylacji indywidualnej
     Podstawową zaletą wentylacji indywidualnej jest zwiększenie efektywności wentylacji, zapewnienie czystego środowiska w najbliższym otoczeniu człowieka. W pomieszczeniach zamkniętych, w których są spełnione normy higieniczne odnośnie ilości świeżego powietrza, użytkownicy często odczuwają dyskomfort wynikający z nieprzyjemnych zapachów, lub też są narażeni na rozprzestrzenianie wirusów i bakterii pochodzących od współpracowników. Dostarczanie świeżego, niezanieczyszczonego powietrza bezpośrednio do strefy oddychania każdego człowieka wpływa na jego komfort i zdrowie, co może przełożyć się również na efektywność jego pracy. Ponadto wraz z możliwością indywidualnego sterowania parametrami powietrza w otoczeniu zwiększa się komfort termiczny każdego z użytkowników. W pomieszczeniach biurowych, gdzie praca wykonywana jest z niską aktywnością fizyczną nawet niewielkie wahania parametrów powietrza mogą wpłynąć na dyskomfort pracowników. Samodzielne dopasowanie własności nawiewanego powietrza do wartości metabolizmu i izolacyjności zastosowanej odzieży pozwoli usatysfakcjonować każdego pracownika i osiągnąć wartość wskaźnika PPD (przewidywany odsetek niezadowolonych) równą 0, podczas gdy obecne standardy określają środowisko komfortowe, gdy 90% użytkowników jest w stanie neutralnym (PMV=0) [2].
     Zaletą, która jest szczególnie istotna w chwili wejścia w życie dyrektywy EPBD, jest redukcja zużycia energii do eksploatacji budynku. Dostarczanie świeżego powietrza w ilości niezbędnej dla procesu oddychania człowieka jest znacznie niższe od wartości określonych normatywnie, zmniejszenie ilości powietrza może przełożyć się na zmniejszenie niezbędnej ilości energii przeznaczonej na cele eksploatacji budynku przy jednoczesnym utrzymaniu na wysokim poziomie jakości powietrza w strefie przebywania pracownika. Wentylacja indywidualna jest również układem prostym w montażu, gdyż przewody ścienne są krótkie i można łatwo mieć do nich dostęp podczas inspekcji i czyszczenia. Jednak w porównaniu z tradycyjnymi systemami niezbędne jest wykonanie dodatkowych przewodów doprowadzających powietrze do nawiewników instalowanych w strefie pracy np. przy biurku. Już na etapie projektu wskazane jest uwzględnienie tego typu instalacji, aby wkomponować ją w architekturę budynku. Wady układu PV wynikają głownie z niewielkiej ilości zrealizowanych projektów i fachowców doświadczonych w tego rodzaju realizacjach. W związku tym brakuje norm i innych dokumentów regulujących zalecenia projektowe i wykonawcze. Obecnie dostępna jest też niewielka liczba urządzeń i gotowych rozwiązań projektowych, które można instalować w pomieszczeniach. Inwestorów zniechęcają szczególnie przewidywane wyższe koszty początkowe, gdyż zastosowanie lokalnych jednostek klimatyzacyjnych może być kosztowne. Z tego powodu należy w fazie projektowej rozpatrzyć, czy zredukowana (w stosunku do systemu klasycznego) ilość przewodów wentylacji ogólnej oraz wielkość urządzeń w centrali klimatyzacyjnej zbilansuje koszt wprowadzenia dodatkowych jednostek przy biurkach.

Przykłady rozwiązań wentylacji indywidualnej
(...)

Podsumowanie
     Spełnienie wymagań stawianych systemom wentylacji i klimatyzacji przez obowiązujące przepisy okazało się niewystarczające do zapewnienia komfortu cieplnego i odpowiedniej jakości powietrza każdej osobie przebywającej w pomieszczeniu. Dążenie do poprawienia tego stanu, który ma również wpływ na produktywność pracowników doprowadziło do powstania idei wentylacji indywidualnej. Zaczęto testować prototypowe rozwiązania, ale również wprowadzać je do rzeczywistych obiektów. Liczne badania pokazały, że systemy PV to dostosowanie się do indywidualnych potrzeb każdego użytkownika [6], ale również bardzo wysoka skuteczność wentylacji [7] i poprawienie odczuwalnej jakości powietrza [8]. Ich niewątpliwe zalety sprawiły, że pojawiły się jednostki produkowane na dużą skalę, oferowane przez producentów i instalowane coraz częściej, głównie w dużych budynkach biurowych. Poszerzanie wiedzy na temat zasad projektowania takich systemów i efektywne działanie w miejscach gdzie już zostały zainstalowane może przyczynić się do rozpowszechnienia systemów wentylacji indywidualnej i poprawienia jakości środowiska wewnętrznego.

     Praca ta ma charakter naukowy i jest finansowana ze środków na naukę w latach 2008-2010 jako projekt badawczy.