Komfort cieplny w budynku - HVACR

Branże budowlaną można podzielić na kilka głównych działów architektoniczno- konstrukcyjny, instalacji sanitarnych i instalacji elektrycznych. W instalacjach sanitarnych ważną role odgrywa dział zajmujący się komfortem cieplnym w budynkach. Dla całego tego działu została utworzona nazwa skrótowa HVAC od pierwszych liter angielskich nazw oznaczających ogrzewanie – heating, wentylację - ventilation, klimatyzację – air conditioning. Grupę tę rozbudowuje się także o chłodzenie – refrigeration HVACR ponieważ w celu uzyskania komfortu cieplnego obniżamy temperaturę powietrza w układach klimatyzacji.

 

Bardzo ważnym elementem utrzymania komfortu cieplnego w budynku oprócz utrzymania właściwej temperatury jest zapewnienie jego właściwej jakości. W pomieszczeniach słabo wentylowanych gromadzi się nadmierna ilość dwutlenku węgla, wilgoci a także różnego typu substancji szkodliwych. Wentylowanie pomieszczeń może odbywać się w sposób naturalny, gdzie zużyte powietrze jest usuwane przez kominy wentylacyjne a świeże jest uzupełniane przez celowo wykonane wywietrzniki lub częściej przez nieszczelności w stolarce zewnętrznej lub w konstrukcji budynku. Lepszym rozwiązaniem jest stosowanie wentylacji wymuszonej. Przepływ powietrza wymuszony przez wentylator elektryczny i jest prowadzony w sposób kontrolowany w układach nawiewnych i wywiewnych.

 

W budynkach przeznaczonych do celów mieszkaniowych stosuje się odrębne systemy dla ogrzewania, wentylacji i klimatyzowania pomieszczeń. W takich przypadkach systemy te nie współpracują ze sobą w sposób bezpośredni i rzadko takie układy są wyposażone w nadrzędny system sterujący. Wentylacja może być realizowana w sposób naturalny a ogrzewanie lub chłodzenie pomieszczeń jest załączane według potrzeb użytkowników. W nowym budownictwie jednorodzinnym ze względu na szczelny sposób budowania i szczelną stolarkę zewnętrzną, często stosuje się wentylację wymuszoną, wyposażoną w układy nawiewne służące do uzupełniania powietrza świeżego i wywiewne do usuwania powietrza o gorszych parametrach z centralą wyposażoną w rekuperator, pozwalający odzyskać ciepło od powietrza wywiewanego i podgrzać nim powietrze wdmuchiwane do budynku. Dostępne są również centrale z zabudowanym układem do klimatyzowania powietrza.

 

W budynkach użyteczności publicznej, biurowcach, halach fabrycznych, do celów utrzymania właściwej temperatury i jakości powietrza wewnątrz pomieszczeń stosuje się rozbudowane systemy wentylacji wymuszonej z centralami zapewniającymi uzyskanie powietrza o wymaganych parametrach. W rozbudowanych centralach są realizowane funkcje wymuszania przepływu powietrza przez wentylatory, filtrowanie powietrza wdmuchiwanego i jego usuwanego z budynku. Podgrzewanie powietrza również z wykorzystaniem rekuperacji, obniżanie temperatury świeżego powietrza, w razie konieczności nawilżanie i mieszanie z powietrzem wydmuchiwanym. Ważnym elementem instalacji HVACR jest właściwe rozprowadzenie powietrza w budynku – służą do tego kanały wentylacyjne. Muszą one mieć prawidłowo dobrane przekroje aby nie powodować hałasu związanego z przepływem powietrza a także aby minimalizować opory przepływu. W razie potrzeby kanały powietrzne powinny być odpowiednio izolowane aby zapobiec wytrącaniu wilgoci na kanałach, w których jest transportowane chłodniejsze powietrze niż temperatura w pomieszczeniu przez które przebiegają, a także aby nie tracić uzyskanej w centrali rekuperacyjnej temperatury powietrza. Kanały powietrzne zakończone są kratkami wentylacyjnymi lub anemostatami zapewniającymi właściwy kierunek dla przepływającego przez nie powietrza. Aby wentylacja spełniała w pełni swoją funkcję istotne jest właściwe rozmieszczenie wlotów i wylotów powietrza w pomieszczeniach tak aby powietrze pokonywało możliwie jak najdłuższą drogę w pomieszczeniu i aby nie usuwać bezpośrednio świeżego powietrza właśnie doprowadzonego do pomieszczenia. Z reguły nawiewy stosuje się w pomieszczeniach tzw. „czystych” a „wywiewy” tam gdzie występuje największe zanieczyszczanie powietrza, np. kuchnia.


Projektując system HVACR należy zadbać aby powietrze pobierane przez czerpnie miało właściwą jakość. Czerpnia nie może być zlokalizowana w pobliżu wylotu usuwanego powietrza, a także nie może znajdować się w pobliżu komina, ruchliwego skrzyżowania i innych miejsc gdzie mogą gromadzić się toksyczne lub nieładnie pachnące gazy. Wlot do czerpni powietrza powinien być wyposażony w siatkę zabezpieczającą przed dostaniem się do środka ptaków lub gryzoni, które mogły by zostawić w niej swoje odchody.


Systemy z rozbudowanymi centralami HVACR są instalowane budynkach mieszkalnych halach przemysłowych, biurach a także w szkołach i w szpitalach, każdy budynek w zależności od przeznaczenia ma swoje wymagania dotyczące czystości a także odpowiedniej temperatury i wilgotności powietrza, odpowiednio dobrana wentylacja i kontrola temperatury powietrza zapewni komfort dla użytkowników a także właściwy stan budynku (np. zabezpieczenie przed zakwitem grzybów) oraz pozostałych urządzeń nim zabudowanych (np. nowoczesne urządzenia medyczne).

 

Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski.

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.

Foto: Zehnder