Rozdział powietrza w krytych basenach pływackich dla układu centralnego i zdecentralizowanego

W tabeli 1 przedstawiono obliczone temperatury powierzchni okna dla różnych wartości współczynników przenikania ciepła U reprezentujących maksymalne wartości zgodne ze zmieniającymi się kolejno w latach 2008, 2014, 2017 i 2021 wymaganiami zawartymi w warunkach technicznych [6] oraz różnych temperatur zewnętrznych t_e. W 2014 r. maksymalny współczynnik przenikania ciepła wynosi 1,3 W/(m² · K) i dla takiego okna ryzyko wykraplania się wilgoci istnieje, gdy temperatura zewnętrzna spada poniżej –13°C.

Dla Poznania, biorąc pod uwagę dane klimatyczne dla typowego roku meteorologicznego [7], ma to miejsce w przypadku mniej niż 0,5% godzin w roku.

Stosując przegrody budowlane o niskich współczynnikach przenikania ciepła, redukujemy przypadki, w których może wystąpić ryzyko wykraplania wilgoci. Należy więc przewidzieć układ zabezpieczający przegrody zewnętrzne, jednak powinien być on wydzielony i działać tylko w przypadku niskich temperatur na zewnątrz.

W układzie zdecentralizowanym temperatura nawiewu może być niższa niż w układzie centralnym. Dodatkowe straty ciepła, jakie występują w obiekcie, powinny być kompensowane nie powietrzem, którego przygotowanie z uwagi na pobór energii elektrycznej jest drogie, ale przez system centralnego ogrzewania. Rys. 1 pokazuje różnicę temperatury nawiewu, gdy uwzględnimy bilans cieplno­‑wilgotnościowy hali basenowej [8].

W przypadku układów centralnych, w których straty ciepła pokrywane są przez układ powietrzny, temperatura nawiewu zależy głównie od temperatury powietrza zewnętrznego. Temperatura nawiewu kształtuje się w zakresie 31–45°C. Dla wentylacji zdecentralizowanej, gdy osobny układ obsługuje tylko strefę niecki basenowej, można przyjąć, że temperatura nawiewu jest stała w ciągu całego roku.

W układzie zdecentralizowanym nawiew na okna może być uzależniony od temperatury zewnętrznej i nie musi działać przez cały rok, gdyż jedynie w stosunkowo niedługim okresie będzie występowało ryzyko wykraplania się wilgoci na powierzchni okna.

Na rys. 2 pokazano zależność temperatury nawiewu do strefy niecki basenowej oraz na przegrody przeszklone od temperatury powietrza zewnętrznego. Zaznaczono również temperaturę punktu rosy dla warunków standardowych (t_p = 30°C i j_p = 60% [8]), która wynosi 21,4°C.

Problemem systemu zdecentralizowanego jest jego złożoność. Parametry powietrza w strefie niecki basenowej muszą być dobrane tak, żeby układ działał prawidłowo. Biorąc pod uwagę fakt, że strefa niecki basenowej jest wydzielona i zabezpieczana osobnym systemem, można przyjąć, że jej bilans cieplny jest w miarę stały w ciągu całego roku i niezależny od parametrów powietrza zewnętrznego.

Można tak założyć, jeżeli przyjmie się, że straty ciepła przegród zewnętrznych kompensowane są przez system grzewczy oraz ewentualnie przez dodatkowy nawiew powietrza w pobliżu tych przegród. Należy pamiętać, żeby przegrody miały niskie współczynniki przenikania ciepła. Można przyjąć, że parametry nawiewu będą się wahały w zakresie 32–34°C. Temperatura ta nie powinna być wyższa, ponieważ niższa gęstość nawiewanego powietrza spowoduje jego przepływ do górnej części hali.

W układzie strefowym wywiew odbywa się dołem, zatem należy pilnować, żeby gęstość powietrza nawiewanego była na odpowiednim poziomie, a powietrze przepływając nad powierzchnią wody i odbierając zyski wilgoci, zwiększało swoją gęstość.

Wnioski

Układy centralne i zdecentralizowane mają swoje wady i zalety, jednak wydaje się, że więcej zalet dotyczy rozwiązań zdecentralizowanych. Najważniejszą zaletą jest to, że zapewniają one odpowiednie parametry powietrza zgodnie z przeznaczeniem danej strefy. Ponadto pozwalają zapewnić komfort użytkownikom basenu przy jednoczesnym spełnieniu pozostałych wymagań stawianych instalacjom znajdującym się w hali basenowej.

Niewątpliwą korzyścią jest możliwość sterowania instalacją w zależności od potrzeb obiektu, co pozwala na redukcję kosztów eksploatacyjnych budynku. W systemie zdecentralizowanym układ dla widowni może być włączany jedynie w czasie zawodów, które na obiektach basenowych odbywają się dosyć rzadko. To samo dotyczy zabezpieczenia przegród przeszklonych – okazuje się, że nie jest konieczne, by system pracował przez cały rok, jeżeli jest przeznaczony tylko do zabezpieczania okien.

W układzie zdecentralizowanym temperatura nawiewu jest zdecydowanie niższa, co umożliwia uzyskanie niższych kosztów eksploatacyjnych. Centrala basenowa jest mniejsza, mniejsze są więc moce wentylatorów, co również korzystnie wpływa na koszty eksploatacji systemu wentylacyjnego.

Artykuł powstał na podstawie referatu przygotowanego na konferencję Air, Heat & Energy 2014

Literatura

1. Sabiniak H.G., Pietras M., Systemy organizacji wymiany powietrza w halach basenowych, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 9/2005.
2. Kolaszewski A., Więcek K. System klimatyzacji hal basenowych, „Instal” nr 3/2008.
3. Wnukowicz Z., Tendencje w projektowaniu i budowie instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnych dla hal basenowych, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 7/2007.
4. Wnukowicz Z., Porównanie urządzeń klimatyzacyjnych stosowanych dla hal basenowych, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 3/2004.
5. Ratajczak K.,Szczechowiak E., Energy Efficient HVAC System in the Indoor Swimming Pool Facilities, CLIMA 2013, Proceedings of 11th REHVA World Congress & 8th International Conference on IAQVEC „Energy Efficient, Smart and Healthy Building”, 16–19.06.2013, Praha.
6. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).
7. Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków, www.mir.gov.pl.
8. Ratajczak K., Szczechowiak E., Wpływ przepływu powietrza na parowanie i straty konwekcyjne w krytych basenach kąpielowych, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 4/2010.