Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Wybrane parametry powietrza wewnętrznego obiektów biurowych

Selected parameters of indoor air in office buildings
W artykule skupiono się na scharakteryzowaniu parametrów mikroklimatu wpływających na odczucie komfortu cieplnego w oparciu o wytyczne zawarte w Polskich Normach oraz rozporządzeniach.
W artykule skupiono się na scharakteryzowaniu parametrów mikroklimatu wpływających na odczucie komfortu cieplnego w oparciu o wytyczne zawarte w Polskich Normach oraz rozporządzeniach.
Fot. J. Sawicki

Wymagania stawiane lokalom biurowym przez najemców są coraz wyższe. Zakwalifikowanie biurowca do odpowiedniej klasy (A, B lub C) przekłada się bezpośrednio na koszty najmu powierzchni biurowej. Wybór klasy wpływa na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, niesie też ze sobą zarówno ograniczenia, jak i możliwości. Oszczędności inwestycyjne na urządzeniach i instalacjach do przygotowania powietrza świeżego powodują pogorszenie się jakości powietrza wewnętrznego. Z kolei zwiększenie wydajności tych urządzeń poprawia jakość powietrza wewnętrznego, zwiększa też uniwersalność powierzchni najmu.

W artykule:

• Mikroklimat pomieszczeń biurowych
• Powietrze higieniczne
• Analiza wybranych parametrów powietrza wewnętrznego dla przestrzeni biurowej

Sektor budownictwa biurowego ma duży udział w polskim rynku budowlanym [1]. Biura pojedyncze, wielkopowierzchniowe (open space) czy sale konferencyjne wchodzą w skład obiektów budowlanych o złożonej bryle architektonicznej. Również powierzchnie istniejących budynków pierwotnie niepełniących funkcji biurowych przystosowuje się do umożliwienia wykonywania w nich pracy biurowej.

Warunki panujące w pomieszczeniach zamkniętych zależą m.in. od [2, 3]:

  • chwilowych parametrów termodynamicznych powietrza zewnętrznego,
  • chwilowego bilansu ciepła całkowitego,
  • zanieczyszczeń pochodzących od ludzi,
  • zanieczyszczeń od elementów składowych wnoszonych przez budynek (elementy budowlane, wyposażenie wnętrz, systemy HVAC).

streszczenie

Mieszkańcy krajów wysokorozwiniętych ekonomicznie i gospodarczo większość swojego czasu spędzają w pomieszczeniach zamkniętych. Warunki kształtujące się w pomieszczeniach zależą od wielu czynników zmieniających się dynamicznie w ciągu doby.

W artykule skupiono się na scharakteryzowaniu parametrów mikroklimatu wpływających na odczucie komfortu cieplnego w oparciu o wytyczne zawarte w Polskich Normach oraz rozporządzeniach. Przedstawiono wymagania prawne i zalecenia normatywne do założeń na etapie projektowania systemów HVAC dla obiektów biurowych. Dla wybranego budynku biurowego zaproponowano system wentylacyjny wraz z analizą wilgotności względnej powietrza wewnętrznego oraz stężenia dwutlenku węgla w zależności od przyjętych jednostkowych strumieni powietrza pierwotnego (zewnętrznego) zalecanych przez Polskie Normy.



abstract

In highly developed countries, people spend most of their time indoors during the day. Conditions forming in them depend on many factors that change dynamically throughout the day. The article focuses on characterizing the microclimate parameters affecting the feelings of thermal comfort. Legal requirements and normative recommendations were presented to the assumptions at the design stage of HVAC systems for office buildings were presented. For selected office building, an analysis of air humidity and carbon dioxide concentration was performed as a function of the adopted unitary primary (external) air flows recommended by Polish Standards.

Parametry powietrza wewnętrznego tworzące mikroklimat spełniający kryterium komfortu cieplnego oraz wymagań zdrowotnych muszą być kształtowane w wyniku mechanicznej wymiany uprzednio uzdatnionego powietrza [4].

Podczas wyboru właściwego systemu HVAC ważnym aspektem jest nie tylko zapewnienie odpowiedniego mikroklimatu w racjonalny sposób pod względem zapotrzebowania na energię, ale również uniwersalność. Elastyczność systemu powinna umożliwić dostosowanie powierzchni biurowej do indywidualnych wymagań najemcy.

Wymagania stawiane systemom HVAC podyktowane są również chęcią uzyskania przez dewelopera odpowiednio wysokiej klasy budynku [1].

Biurowce dzielone są na trzy klasy oznaczone literami A, B oraz C, gdzie A oznacza najwyższą klasę.

Budynek postrzegany jako najbardziej atrakcyjny (klasa A) powinien zapewniać elastyczną aranżację wnętrz, system BMS czy możliwość kontroli wilgotności powietrza w celu zapewnienia odpowiedniego mikroklimatu [1, 5].

Mikroklimat pomieszczeń biurowych

Głównym zadaniem systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych kształtujących parametry powietrza wewnętrznego w lokalach biurowych jest stworzenie mikroklimatu zapewniającego odczucie zadowolenia z jakości powietrza jak największej liczbie pracowników. Klimatyzacja pracująca w celu zapewnienia komfortu cieplnego w pomieszczeniach bytowych opisywana jest w literaturze pod pojęciem klimatyzacji komfortu [6].

Do głównych czynników wpływających na odczucia komfortu cieplnego w pomieszczeniach zamkniętych należą [7]:

  • temperatura otaczającego powietrza,
  • ilość ciepła wytwarzana przez organizm na skutek wykonywanej czynności oraz procesów metabolicznych (wydatek energetyczny),
  • odzież,
  • temperatura powierzchni otaczających (średnia temperatura promieniowania),
  • względna prędkość przepływu powietrza w strefie przebywania,
  • wilgotność względna otaczającego powietrza.

W literaturze przedstawione zostały również czynniki, które nie są wprost powiązane z warunkami cieplnymi, a dotyczą jakości powietrza wewnętrznego. Wyszczególnia się takie parametry powietrza, jak: skład chemiczny, zapylenie, zapach, stopień jonizacji czy liczba mikroorganizmów w nim zawarta [7].

W Polsce powstało szereg regulacji i norm definiujących wymagania oraz założenia projektowe dla systemów HVAC pracujących na potrzeby klimatyzacji komfortu.

W przypadku PN-EN 15251:2012 [8], PN-EN 13779:2008 [9] oraz PN-EN 7730:2006 [10] zalecane parametry projektowe zależą od zdefiniowanej kategorii pomieszczeń. Przekłada się to na klasy jakości powietrza, jakie powinny zostać zapewnione przez system HVAC.

Norma PN-EN 15251:2012 zaleca klasyfikację pomieszczeń w zależności od poziomu oczekiwań względem warunków mikroklimatu panujących w pomieszczeniu. Lokale biurowe nowo budowane oraz modernizowane odpowiadają kategorii II (normalny poziom oczekiwań), natomiast istniejące kategorii III (umiarkowany poziom oczekiwań).

W przypadku PN-EN 13779:2008 podstawowa klasyfikacja powietrza odnosi się do czterech kategorii – wysokiej, średniej, umiarkowanej i niskiej jakości powietrza.

Z kolei norma PN-EN 7730:2006 dzieli pomieszczenia biurowe na trzy kategorie.
Kategoria A odpowiada pomieszczeniom o wysokich wymaganiach, kategorie B oraz C oznaczają odpowiednio pomieszczenia o wymaganiach średnich i umiarkowanych.

Norma PN-B-03421:1978 [11], wycofana, jednak przywoływana w załączniku do rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [12], dzieli pomieszczenia na trzy kategorie w zależności od określonej aktywności człowieka.

Temperatura powietrza

 Temperatury powietrza w strefie przebywania ludzi dla obiektów bytowych powinny utrzymywać się na poziomie umożliwiającym organizmowi osiągnięcie równowagi cieplnej w otaczającym środowisku [7]. Jednak różnice biologiczne, jakie występują między organizmami ludzkimi, uniemożliwiają wybór takiej wartości temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia, aby wszystkie osoby były zadowolone z warunków cieplnych i odczuwały stan komfortu cieplnego.

W rozporządzeniu w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy [13] pojawia się zapis, że temperatura powietrza w obiektach biurowych nie może być niższa niż 18°C.

W zależności od wyboru kategorii obiektu norma PN-EN 15251:2012 zaleca, aby temperatura powietrza w okresie zimowym i letnim przyjmowała następujące wartości:

  • klasa I: zima 21°C; lato 25,5°C;
  • klasa II: zima 20°C; lato 26°C;
  • klasa III: zima 18°C; lato 27°C.

Według normy PN-EN 7730:2006 temperatury powietrza powinny wynosić zimą 22°C, a latem 24,5°C i w zależności od klasy podaje się dopuszczalny zakres tolerancji dla tych wartości wyjściowych.

W normie ­PN-B-03421:1978 dla pomieszczeń, w których wykonywana jest aktywność do 200 W, co odpowiada pracy biurowej, temperatura wewnętrzna powietrza zimą powinna przyjmować wartości z zakresu 20–22°C, natomiast latem 23–26°C.

Organizm ludzki część ciepła oddaje do otoczenia w postaci ciepła utajonego poprzez odparowanie potu z powierzchni ciała. Strumień odparowanej wilgoci zależy od wilgotności powietrza [7].

Wilgotność względna powietrza

W okresie zimy, gdy temperatura powietrza w biurze waha się w zakresie 22–18°C, znikome jest oddawanie ciepła przez parowanie. Jednak w przypadku gdy wilgotność względna powietrza osiąga poziom poniżej 30%, pojawiają się problemy z wysychaniem błon śluzowych oraz zintensyfikowanie unoszenia w powietrzu drobinek pyłu, co negatywnie wpływa na jakość powietrza.

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe [14] wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu przeznaczonym do pracy z monitorem ekranowym powinna być nie niższa niż 40%.

Norma PN-EN 15251:2012 podaje w okresie zimowym zalecaną wartość wilgotności względnej w zakresie 15–70%, natomiast w ­PN-EN 7730:2006 zakres ten waha się w przedziale 40–60%.

Norma ­PN-B-03421:1978 zaleca wilgotność powietrza zimą niezależnie od aktywności 40–60%, a latem 40–55%.

W okresie letnim wysoka temperatura powietrza w parze z dużą wilgotnością, powyżej 70%, nie jest wskazana ze względu na możliwość wystąpienia duszności oraz nadmiernej potliwości [7].

Prędkość przepływu powietrza

Prędkość przepływu powietrza w strefie przebywania ludzi ma znaczący wpływ na ich odczucia cieplne. Wynika to z faktu, że do pomieszczeń często nawiewane jest powietrze chłodniejsze względem powietrza znajdującego się w pomieszczeniu.

Człowiek omywany strugą chłodniejszego powietrza nawet przy jego niskiej prędkości odczuwa dyskomfort, zjawisko to wynika ze wzrostu zdolności chłodzącej powietrza wraz ze wzrostem jego prędkości przepływu [15].

W normie PN-EN 7730:2006 pojawia się pojęcie dyskomfortu lokalnego. Jedną z najczęstszych jego przyczyn jest miejscowy wzrost względnej prędkości powietrza [2].

Przy organizacji wymiany powietrza w lokalu biurowym należy pamiętać, że zgodnie z rozporządzeniem w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy [13] strumień powietrza z wentylacji nawiewnej nie powinien być skierowany bezpośrednio na stanowisko pracy oraz powodować przeciągów, wyziębień i przegrzania pomieszczenia pracy.

W normie PN-EN 7730:2006 zalecana wartość prędkości powietrza zależy od sezonu grzewczego lub chłodniczego oraz wybranej kategorii środowiska wewnętrznego.

Maksymalna średnia prędkość powietrza dla wentylacji mieszającej przyjmuje w okresie letnim wartości:

  • 0,18 m/s (klasa A),
  • 0,22 m/s (klasa B),
  • 0,25 m/s (klasa C),

natomiast w sezonie grzewczym:

  • 15 m/s (klasa A),
  • 18 m/s (klasa B),
  • 0,21 m/s (klasa C).

Norma PN-B-03421:1978 podaje natomiast prędkość maksymalną ruchu powietrza w strefie przebywania ludzi w okresie chłodniczym jako 0,3 m/s, a w grzewczym 0,2 m/s.

Jakość powietrza

Jakość powietrza w obiektach biurowych powinna się utrzymywać na wysokim poziomie. Ma ona wpływ m.in. na poprawę wydajności pracy, mniejszą liczbę błędów oraz minimalizację ryzyka chorób zawodowych [2].

Jednym z wyznaczników jakości powietrza wewnętrznego w miejscu pracy jest stężenie dwutlenku węgla (CO2). Zależy ono od liczby osób aktualnie przebywających w pomieszczeniu, strumienia powietrza zewnętrznego oraz stężenia CO2 w nawiewanym powietrzu zewnętrznym.

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy [16] najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) dwutlenku węgla dla 8 godzin pracy wartość średnia ważona stężenia wynosi 9000 mg/m3, co odpowiada około 5000 ppm.

Aby zachować minimum higieniczne i spełnić odpowiednie warunki środowiskowe, zaleca się przyjmować górną granicę stężenia dwutlenku węgla na poziomie 1000 ppm [17].

Normy PN-EN 15251:2012 oraz PN-EN 13779:2008 podają zalecany wzrost stężenia CO2 powyżej stężenia w powietrzu zewnętrznym do regulacji wydajności powietrza zewnętrznego w przypadku zastosowania układów wentylacyjnych, których wydatek sterowany jest stężeniem dwutlenku węgla (tzw. wentylacja według potrzeb – DCV) [18]. 

Literatura

1. Danielak M., Nowe trendy i kierunki rozwoju w budownictwie biurowym, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 3/2016, s. 58–62.
2. Bogdan A., Polskie normy a problem mikroklimatu w obiektach biurowych, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 9/2011, s. 34–38.
3. PN-EN 15251:2012 Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego dotyczące projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, obejmujące jakość powietrza wewnętrznego, środowisko cieplne, oświetlenie i akustykę.
4. Przydróżny E., Wysokosprawne systemy wentylacji i klimatyzacji – technologia i projektowanie, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.
5. Modern Office Standards Polska, Rolfe Judd Architecture i CB Richard Ellis, 2016, www.mosp.pl (2.03.2018).
6. Przydróżny S., Ferencowicz J., Klimatyzacja, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1988.
7. Fanger P.O., Komfort cieplny, Arkady 1974.
8. PN-EN 15251:2012 Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego dotyczące projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, obejmujące jakość powietrza wewnętrznego, środowisko cieplne, oświetlenie i akustykę.
9. PN-EN 13779:2008 Wentylacja budynków niemieszkalnych. Wymagania dotyczące właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji.
10. PN-EN 7730:2006 Ergonomia środowiska termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów miejscowego komfortu termicznego.
11. PN-B-03421:1978 Wentylacja i klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi.
12. Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2015, poz. 1422).
13. Obwieszczenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 sierpnia 2003 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (DzU 2003 nr 169, poz. 1650).
14. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 1 grudnia 1998 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe (DzU 1998 nr 148, poz. 973).
15. Szczęśniak S., Mikroklimat w obiektach handlowych i usługowych, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 2/2006, s. 34–38.
16. Obwieszczenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 7 czerwca 2017 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Pracy i Polityki Społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2017, poz. 1348).
17. Kaiser K., Tlenek i dwutlenek węgla w pomieszczeniach, „Rynek Instalacyjny” nr 9/2010, s. 90–96.
18. Charkowska A., Wentylacja i klimatyzacja obiektów biurowych – wymagania i zalecenia w aktach prawnych. Cz. 1. Wymagania prawne dotyczące wymiany powietrza, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 8/2017, s. 54–59.
19. Matuszczak M., Ograniczenie zapotrzebowania na energię do wentylacji pomieszczeń handlowych centralnymi strefowymi urządzeniami wentylacyjnymi, „Rynek Instalacyjny” nr 9/2017, s. 46–52.
20. PN-B-03430:1983/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
21. Pełech A., Wentylacja i klimatyzacja – podstawy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.

Czytaj też: Wentylacja placówek dydaktyczno-edukacyjnych - Przegląd wybranych polskich i zagranicznych wymagań dotyczących strumienia powietrza i stężenia CO2 >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[powietrze, jakość powietrza wewnętrznego, wentylacja, klimatyzacja ]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą roczną prenumeratę papierową.
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą 2-letnią prenumeratę papierową.
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 130,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 240,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata edukacyjna - wersja papierowa + NOWOŚĆ: roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 98,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp dwuletni do wszystkich treści publikowanych w portalu
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni), tylko w ramach promocji redakcyjnych.
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   09.05.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak odzyskać 40% ciepła z wody prysznicowej » Projektujesz istalacje gazowe? To rozwiązanie jest dla Ciebie »
odzysk ciepła oczyszczanie ścieków
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Jak zostać elektrobohaterem? »

konkurs dla instalatorów

 



Nagrzewnice z 3-biegowym silnikiem - na czym polega ich fenomen » Kto wyznacza nowe standardy w projektowniu instalacji? »
nagrzewnice innowacyjne projektowanie instalacji
czytam więcej » czytam więcej »

 


Poznaj sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Projektanci instalacji korzystają z tych programów » Ekologiczne ogrzewanie - jak to się robi? »
projektowanie instalacji
 czytam więcej » czytam więcej »

 

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
3/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja wentylacji w szpitalu
  • - Oddymianie klatek schodowych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl