Praktyczne aspekty zapewniania odpowiedniej jakości powietrza w budynkach szkolnych
Practical ways to achieve a good air quality in schools
W artykule podano przykłady rozwiązań układów wentylacyjnych dla obiektów szkolnych
Fot. pixabay.com
Zmęczenie i osłabiona zdolność do koncentracji jest często efektem złej jakości powietrza w budynkach. Problem ten dotyczy także szkół, zwłaszcza poddanych termomodernizacji i wymianie stolarki okiennej. Dostępnych jest szereg rozwiązań wentylacji mechanicznej możliwych do zastosowania w szkołach. Przy ich wyborze warto zwracać uwagę na wszystkie koszty, nie tylko inwestycyjne. Trzeba unikać rozwiązań, w których energia potrzebna do wprowadzenia odpowiedniej ilości tlenu w odpowiedniej temperaturze jest często marnowana na wentylację pomieszczeń nie w pełni wykorzystywanych lub zajmowanych w danej chwili przez niewiele osób.
W artykule:• Do czego konieczna jest wentylacja?
|
Warunki wewnętrzne w szkołach
Z czym kojarzą się czasy szkolne? Oprócz wielu fantastycznych chwil spędzonych z rówieśnikami w pamięć często zapadają dłużące się lekcje, pod których koniec jedynym marzeniem było wyrwanie się z ławki i wyjście na świeże powietrze. Zmęczenie organizmu i brak koncentracji nie wynikały, jak się okazuje, z naszej niewydolności umysłowej, ale z warunków, w jakich przyszło się nam uczyć. Przy projektowaniu znacznej większości szkół w Polsce nikt nie zawracał sobie głowy jakością środowiska wewnętrznego czy normami jakości powietrza zewnętrznego, a tym bardziej instalacją mechaniczną nawiewno-wywiewną z układem filtracji powietrza. Wentylacja w szkołach miała być zapewniana poprzez otwieranie okien oraz układ grawitacyjny.
Rys. 1. Przyrost stężenia CO2 w funkcji czasu z uwzględnieniem zastosowania wentylacji oraz przy jej braku, z zamkniętymi oknami (Oprac. TROX GmbH)
W takich warunkach przychodzi uczniom pracować również dzisiaj. Ilość wydychanego przez dzieci dwutlenku węgla, przy ich szybkim metabolizmie i wzmożonej pracy umysłowej, powoduje skokowe pogorszenie jakości powietrza, co bezpośrednio wpływa na ich zdolność koncentracji, senność, apatyczne zachowanie, a nawet rozdrażnienie. Powszechnie przyjęta granica dobrej jakości powietrza (1000 ppm CO2), ustalona już ponad wiek temu przez niemieckiego chemika i higienistę Maxa von Pettenkofera, jest wciąż aktualna.
Długotrwałe przebywanie w warunkach wyższego stężenia CO2 oraz pyłów powoduje nie tylko spadek wydajności i senność, ale także zwiększa ryzyko zapadania na choroby układu oddechowego. Określa się to mianem SBS (Sick Building Syndrome), czyli syndromu chorego budynku. Pomiary przeprowadzone w warunkach rzeczywistych – klasach lekcyjnych (rys. 2 i 3) dowodzą, że stężenie dwutlenku węgla pomimo okresowego przewietrzania sal lekcyjnych utrzymuje się na bardzo wysokich poziomach, sięgając nawet 3400 ppm.
Rys. 2. Zmiany stężenia dwutlenku węgla w gimnazjum nr 3 w Zgierzu (Oprac. ENGIE Technika Instalacyjna Sp. z o.o.)
Rys. 3. Zmiany stężenia dwutlenku węgla w Szkole Podstawowej nr 12 w Zgierzu (Oprac. ENGIE Technika Instalacyjna Sp. z o.o.)
W wielu szkołach warunki w klasach lekcyjnych paradoksalnie uległy pogorszeniu na skutek przeprowadzonych remontów i termomodernizacji – mniejsza liczba nieszczelności w stolarce to w konsekwencji mniej świeżego powietrza dostającego się do pomieszczeń. Kolejnym paradoksem jest fakt, że w wielu przypadkach termomodernizacja przyniosła efekt zupełnie odwrotny od oczekiwanego – zapotrzebowanie budynku na energię cieplną wzrosło, zamiast spaść. Spowodowane jest to dużo częstszym otwieraniem okien ze względu na brak wentylacji przez nieszczelności i wzmożoną ucieczką ogrzewanego powietrza na zewnątrz.
Do czego konieczna jest wentylacja?
Odpowiedź na zadane pytanie nasuwa się sama – odpowiednia wentylacja pomieszczeń jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania, efektywnej nauki oraz pracy. Dzięki niej możemy sprawnie działać w zamkniętej, wyizolowanej przestrzeni budynku.
Czym wentylować?
W okresie letnim wentylacja nie stanowi (teoretycznie) większego problemu dzięki możliwości przewietrzania klas – różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz jest na tyle mała, że szeroko otwarte okna nie powodują wyziębienia ciał uczniów i nie występują nadmierne straty ciepła – instalacja grzewcza jest wyłączona. Jakość powietrza zewnętrznego w cieplejszej części roku jest względnie dobra. Zdecydowane pogorszenie jego właściwości ma miejsce w sezonie grzewczym, czyli przez ok. 6 miesięcy nauki na 10.
Należy nadmienić, że w czasach, w których żył wspomniany wcześniej Max von Pettenkofer, koncentracja dwutlenku węgla w powietrzu zewnętrznym była przynajmniej o 25% niższa niż obecnie [1], co zostało uwidocznione na tzw. krzywej Keelinga, obrazującej zmiany na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci (rys. 4).
Rys. 4. Krzywa Keelinga – wykres pokazujący zmiany stężenia dwutlenku węgla w atmosferze od 1958 roku [8]
Co o powietrzu mówią normy?
W zakresie określania warunków wewnątrz budynków polskie prawodawstwo jest dość skromne. Nie ma w nim regulacji dotyczących maksymalnego dopuszczalnego stężenia dwutlenku węgla, widnieje jedynie wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh), określona na poziomie 15 000 ppm CO2. Jest to wartość o połowę wyższa niż np. dopuszczalne maksymalne stężenie trwające 10 minut dla amerykańskiego stanu Ohio [2]. Należy nadmienić, że dokumenty o takim charakterze poza Ameryką Północną (USA, Kanada) funkcjonują również w innych krajach Europy czy w Japonii. Były one podstawą do stworzenia grafiki obrazującej podejście poszczególnych państw do kwestii stężenia dwutlenku węgla wewnątrz budynków [2] (rys. 5).
Norma PN-EN 13779 Wentylacja budynków niemieszkalnych. Wymagania dotyczące właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji dopuszcza w pomieszczeniach zlokalizowanych w centrach miast stężenie CO2 o 1200 ppm wyższe od stężenia w powietrzu zewnętrznym jako wartość niższego standardu jakości powietrza (klasa IDA 4).
W powietrzu zewnętrznym oprócz dwutlenku węgla i innych naturalnie występujących gazów i zanieczyszczeń pojawiają się substancje zdecydowanie niepożądane i nawet szkodliwe, pochodzenia antropogenicznego. Są to m.in. pyły będące produktami spalania paliw kopalnych. Istotny wpływ stężenia pyłów na wydolność oddechową został niejednokrotnie udowodniony, m.in. w publikacji [3]. Czytamy w niej, że „udokumentowano krótkookresowy związek przyczynowo skutkowy między stężeniem pyłu wewnątrz szkoły a zmianą wartości parametrów spirometrycznych” oraz „analiza materiału badawczego przedstawionego w niniejszej pracy dowodzi, że istnieje istotny związek tylko między stężeniem pyłu PM2,5w i zmianami wskaźników spirometrycznych, takich jak: FEV1, PEF i MEF25 u dzieci w wieku gimnazjalnym”. W pracy tej znajdują się również odnośniki do innych opracowań z podobnymi wnioskami, co dodatkowo uwiarygadnia przytoczone tezy.
Według polskiego prawa poziom stężenia pyłów PM10 może zostać przekroczony maksymalnie 35 razy w roku [4], przy limicie określonym na poziomie 50 µg/m3. Korzystając z danych ze stacji pomiarowych, np. Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Warszawie [5], można obserwować zmiany średniego stężenia pyłów zawieszonych frakcji 2,5 i 10 µm w ujęciu dobowym, miesięcznym oraz rocznym, a tym samym regularne przekraczanie dopuszczalnych wartości. Przykładowo w styczniu 2017 roku w Warszawie tylko przez dziewięć dni stężenie pyłów PM10 utrzymywało się poniżej dopuszczalnego poziomu, a przekroczenia sięgały 400% (197 ppm – 8 stycznia 2017). Limit 35 dni, jaki dopuszcza rozporządzenie w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu [4], to maksymalna częstość przekraczania poziomu dopuszczalnego w roku kalendarzowym – w roku 2017 w Warszawie osiągnęliśmy tę wartość już 27 lutego.
Rozporządzenie nie reguluje podobnego parametru dla pyłów frakcji PM2,5, które ze względu na swój rozmiar zdecydowanie łatwiej przenikają bezpośrednio do krwiobiegu przez pęcherzyki płucne. Jego wpływ na spirometrię u uczniów został uwidoczniony m.in. w przytoczonym wcześniej opracowaniu [3]. Na stronie Generalnego Inspektora Ochrony Środowiska znajdziemy limity dla frakcji PM2,5 [6], określone jako 25 µg/m3. Po zestawieniu tej wartości z danymi ze strony WIOŚ uwidacznia się jeszcze wyższy stopień przekraczania wartości uznawanych za szkodliwe niż w przypadku pyłów PM10 i to już w zestawieniu stężeń średniomiesięcznych (pięć miesięcy w roku dla PM2,5 i miesiąc dla PM10). Liczba dni, kiedy jakość powietrza była gorsza od określonej w rozporządzeniu, w 2017 roku w Warszawie wynosiła 97 dla PM10 oraz 171 dla PM2,5 (jedynym miesiącem bez przekroczeń był czerwiec, maksimum osiągnięte w styczniu – 480% normy dla PM2,5).
Rola filtrów w oczyszczaniu powietrza wewnętrznego
Modernizacja fasad i okien znacznie poprawia szczelność i izolacyjność cieplną przegród zewnętrznych i wprowadza konieczność wentylacji mechanicznej pomieszczeń. Nieskuteczna wentylacja grozi nie tylko pojawieniem się pleśni – przede wszystkim może znacznie pogorszyć jakość powietrza w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie. Stężenia wyższe niż 1500 ppm prowadzą do spadku wydajności, bólów głowy, złego samopoczucia, niesprzyjających pracy i nauce. Niektóre pomieszczenia w budynkach biurowych lub szkołach stawiają wysokie wymagania wentylacji nawiewno-wywiewnej. Może w nich przebywać nawet 30 osób, zazwyczaj przyjmuje się na osobę 15–20 m3/h, całkowity strumień objętości powietrza zewnętrznego wynosi zatem od 300 do 600 m3/h (83 do 167 l/s) na jedno pomieszczenie.
Aby skutecznie i bez uszczerbku na zdrowiu dzieci wentylować pomieszczenia szkolne, konieczne jest zastosowanie filtrów, na których pyły frakcji PM10 oraz PM2,5 będą w stanie osiąść, nie przedostając się do wentylowanego pomieszczenia. Standardowe filtry ISO COARSE (dawnej klasy G4) są niewystarczające. Pyły PM2,5 z łatwością przenikną do pomieszczeń i wraz z powietrzem będą wdychane przez uczniów oraz nauczycieli. Minimalną klasą sprawności filtracji jest ISO ePM2,5 65 (dawna klasa F7), zatrzymująca minimum 65% frakcji PM2,5 oraz 80% frakcji PM10.
Przykład: filtracja powietrza zewnętrznego, dane z 9 stycznia 2018 r., stacja pomiarowa Warszawa, ul. Marszałkowska 68: PM2,5: 71 µg/m3 i PM10: 94 µg/m3. Skuteczność filtra (poprzednia klasyfikacja: F7 – 65% dla PM2,5 oraz 80% dla PM10):
- PM2,5: 71µg/m3 x (1-65%) = 24,85 µg/m3 (dopuszczalne 25 µg/m3),
- PM10: 94µg/m3 x (1-80%) = 18,80 µg/m3 (dopuszczalne 50 µg/m3).
Termomodernizacja szkół a ich wentylacja
Termoizolacja jest czynnikiem niezbędnym do obniżenia zapotrzebowania na ciepło. Jednak ciągłe zwiększanie grubości izolacji nie skutkuje adekwatnym obniżeniem energochłonności. Duża część ciepła uwalniana jest na zewnątrz budynku na drodze wentylacji. Według raportu sporządzonego przez IKZ GmbH (Arnsberg, Niemcy) dzięki zastosowaniu układu wentylacji opartego na czujnikach jakości powietrza potencjał oszczędności wynosi 50% energii potrzebnej na ogrzanie oraz transport powietrza do miejsca docelowego, w porównaniu do zwykłej wentylacji ze stałym wydatkiem powietrza. Największy udział przypada na ogrzewanie powietrza – ok. 60% w zastosowanym modelu obliczeń (rys. 6).
Jak usprawnić wentylację
Energia potrzebna do wprowadzenia odpowiedniej ilości tlenu w odpowiedniej temperaturze jest często marnowana na wentylację pomieszczeń, które nie są w pełni wykorzystywane lub w danej chwili przebywa w nich niewiele osób (rys. 7).
Rys. 7. Wentylacja na żądanie – zmiana wydatku powietrza wentylacyjnego w zależności od liczby osób {Rys. TROX)
Ponadto jeśli centrala wentylacyjna nie ma sygnału zwrotnego o pozycji przepustnic regulacyjnych, wentylator może „walczyć” ze sztucznie generowanymi oporami na instalacji. Punkt pracy wentylatora w centrali klimatyzacyjnej leży na przecięciu jego charakterystyki z charakterystyką układu wentylacyjnego. Przebieg krzywej charakterystyki układu wentylacyjnego zależy od rodzaju zastosowanych komponentów oraz ich trybów pracy. Im mniej strat ciśnienia, tym mniejszy pobór mocy wentylatora. Przy zastosowaniu kontroli ciśnienia w kanale nawiewnym oraz odczycie pozycji przepustnic w regulatorach VAV możliwe jest osiągnięcie najwyższych potencjałów oszczędnościowych pracy wentylatora.
W najprostszym układzie po zamknięciu części przepustnic i ograniczeniu przepływu powietrza punkt pracy przesuwa się po krzywej charakterystyki wentylatora. Dzięki układowi regulacji z pomiarem ciśnienia w kanale nawiewnym jego nadwyżka sprężu jest redukowana do pożądanych wartości. Potencjał redukcji energochłonności układu tkwi też w dopasowaniu położenia przepustnic regulatorów VAV do wartości optymalnych oraz adaptacji pracy wentylatora nawiewnego do nowych warunków. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest poruszanie się punktu pracy po optymalnej krzywej charakterystyki układu wentylacyjnego, bez generowania dodatkowych strat ciśnienia na regulatorach przepływu (rys. 8).
Rys. 8. Możliwe do uzyskania oszczędności: potencjał 1 – sterowanie w zależności od ciśnienia w kanale; potencjał 2 – sterowanie w zależności od położenia przepustnic
Wentylacja dla szkół – porównanie rozwiązań
Założenia:
- Liczba osób w obsługiwanym budynku: 390; ilość świeżego powietrza na osobę: 20 m3/h; strumień powietrza wentylacyjnego: 7800 m3/h; godziny pracy instalacji: 8.00–18.00 +1 h przed i po, co daje 12 h dziennie; liczba dni: biuro 251 dni (3012 h), szkoła 134 dni (1608 h).
- Porównanie kosztowe równorzędnych technicznie systemów wentylacji z regulacją ilości powietrza nawiewanego do pomieszczeń typu VoD (ventilation on demand), z pomiarem jakości powietrza (CO2, VOC, wilgotność względna), przy zachowaniu stopnia cichobieżności charakterystycznego dla sal lekcyjnych i czytelni.
- Możliwość indywidualnego sterowania, zmiany trybu pracy w zależności od chwilowego wykorzystania pomieszczenia z poziomu pomieszczenia i z poziomu BMS.
- Zakres porównania:
- koszty funkcjonowania instalacji,
- koszty inwestycyjne.
Koszty funkcjonowania instalacji – zużycie energii elektrycznej
Układ centralny
Układ z centralnym przygotowaniem powietrza musi spełniać minimalne wymagania określone w warunkach technicznych. Rozporządzenie to określa maksymalną moc właściwą wentylatora (MWW), wyrażoną w kW/(m3/s). Jest to ilość energii elektrycznej, jaka musi zostać doprowadzona do wentylatora nawiewnego lub wywiewnego, aby w warunkach normalnej pracy przetłoczył on 1 m3 na sekundę (tabela 1 – § 154, pkt 10).
Tabela 1. Maksymalna moc właściwa wentylatorów stosowanych w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
MMW = 1,6 + 1,0 = 2,6 kW/(m3/s).
Zużycie i koszt energii elektrycznej Einst. = V×Pel.×T.V = 7800 m3/h = 2,166 m3/s.
Pel. = 2,166 m3/s×2,6 kW/(m3/s) = 5,633 kW.T = 12 h dziennie,
biuro: 251 dni (3012 h), szkoła: 134 dni (1608 h)
Zużycie energii Einst.:
- biuro: 3012 h×5,633 kW = 16 668 kWh;
- szkoła: 1608 h×5,633 kW = 9058 kWh.
Cena energii elektrycznej = 0,55 zł/kWh (netto).
Koszt funkcjonowania wentylacji mechanicznej centralnej: 16 668 kWh×0,55 zł/kWh = 9167,40 zł netto rocznie dla biura oraz 4982 zł dla szkoły. Godzina pracy układu centralnego kosztuje 3,10 zł, przy spełnieniu minimalnych wymagań warunków technicznych w zakresie mocy wentylatorów.
Układ zdecentralizowany
Dzięki zastosowaniu układu rozproszonego (zdecentralizowanego) możliwe jest wyeliminowanie strat powstałych na drodze przesyłu powietrza od źródła do elementu końcowego. Nie można wyznaczyć w nim krzywej charakterystyki jak dla układu centralnego. Wraz ze wzrostem przepływu objętościowego dla całego obiektu, byłaby ona zbliżona kształtem do linii poziomej prowadzonej na wysokości sprężu dyspozycyjnego każdego z wentylatorów w pojedynczych jednostkach. Urządzenia z rodziny układów rozproszonych osiągają najniższy poziom zużycia energii pomocniczej, dzięki czemu umożliwiają zwiększenie sprawności energetycznej obiektu i poprawę jego charakterystyki energetycznej. Energia pomocnicza wliczana jest do rocznego zużycia nieodnawialnej energii pierwotnej obiektu EP, regulowanej na podstawie § 329 rozporządzenia w sprawie warunków technicznych.
Dane nominalne z karty ERP dla analizowanej jednostki Schoolair V-HV: Vnom FSL = 400 m3/h; SFP @ Vnom = 0,350 kW/m3/s. Vnom – nominalny strumień powietrza wentylacyjnego. SFP @ Vnom – wartość mocy właściwej wentylatora przy przepływie nominalnym. Pozostałe dane techniczne zamieszczono w tabeli 2.
Tabela 2. Przykładowe dane techniczne z karty informacyjnej odnośnie do ERP – wentylacja w budynkach niemieszkalnych w odniesieniu do wymagań regulacji (EU) 1253/2014, artykuł 4(2), urządzenie o zwiększonym przepływie (HV)
Zużycie i koszt energii elektrycznej: Einst. = V×Pel.×T.V = 7800 m3/h = 2,166 m3/s.
Pel. = 2,166 m3/s×0,350 kW/(m3/s) = = 0,758 kW.T = 12 h dziennie.
Biuro: 251 dni (3012 h). Szkoła: 134 dni (1608 h).
Zużycie energii Einst.:
- biuro: 3012 h×0,758 kW = 2283 kWh;
- szkoła: 1608 h×0,758 kW = 1219 kWh.
Cena energii elektrycznej = 0,55 zł/kWh (netto).
Koszt funkcjonowania wentylacji zdecentralizowanej: 2283 kWh×0,55 zł/kWh = 1256 zł netto rocznie dla biura oraz 1219 kWh×0,55 zł/kWh = 670,45 zł dla szkoły.
Jedna godzina pracy układu zdecentralizowanego kosztuje 0,42 zł, przy przyjęciu danych SFP liczonych wg obowiązującej normy.
Różnica w kosztach zużywanej energii elektrycznej pomiędzy rozwiązaniem centralnym a zdecentralizowanym dla strumienia wentylacyjnego 7800 m3/h wynosi:
- biuro: 9167 – 1256 = 7911 zł netto rocznie;
- szkoła: 4982 – 670 = 4312 zł netto rocznie.
Korzyści płynące z zastosowania wentylacji fasadowej
Jest to układ równoważny do wentylacji na żądanie (VOD – ang. ventilation on demand) z dynamiczną regulacją ilości powietrza nawiewanego do pomieszczeń, z pomiarem jakości powietrza (CO2, lotne związki organiczne VOC – ang. volatile organic compounds, wilgotność względna). Rozwiązanie to ma możliwość indywidualnego sterowania, zmiany trybu pracy w zależności od chwilowego wykorzystania pomieszczenia z poziomu pomieszczenia i z poziomu BMS.
Atuty układów fasadowych:
- bardzo wysoka energooszczędność: zmienny wydatek powietrza, wentylatory EC, klasa SFP = 1 (< 500 W/(m3/s)), sprawność odzysku ciepła: >55% w wersji standard i >75% w wersji H – niecałe 50 gr netto za przetłoczenie 7800 m3 powietrza w ciągu godziny;
- atrakcyjne rozwiązanie przy modernizacji istniejących obiektów ze względu na możliwość etapowania inwestycji bez przerywania działania pozostałych części budynku;
- bardzo dobre rozwiązanie dla budownictwa modułowego;
- nie wymaga przestrzeni instalacyjnej dla układu wentylacji kanałowej (szachty, stropy podwieszone, maszynownie AHU) – mniej zajmowanego miejsca, brak przebić, przekuć wewnątrz budynku. Układ fasadowy ogranicza się do wywiercenia niewielkich otworów w ścianie zewnętrznej i wykonania obudowy;
- nie wymaga zmiany w istniejącej instalacji grzewczej;
- premia termomodernizacyjna – dzięki zastosowaniu odzysku ciepła z wywiewanego powietrza (η > 55 w standardzie lub 80% w wersji HE) możliwe jest oszacowanie przez certyfikowanego audytora przewidywanych rocznych oszczędności zużywanej energii, która wyprowadzana jest z budynku na drodze wentylacji wywiewnej.
Minusy:
- brak możliwości nawilżania powietrza wewnątrz urządzeń;
- ograniczona odległość napływu powietrza maks. 7 m w głąb pomieszczenia.
Wysokość dofinansowania
Wysokość premii termomodernizacyjnej [7] wynosi 20% kwoty kredytu wykorzystanego na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, jednak nie więcej niż 16% kosztów poniesionych na jego realizację i dwukrotność przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii ustalonych na podstawie audytu energetycznego.
Porównanie kosztów zakupu i wykonania instalacji
Do porównania przyjęto przykładowy centralny układ wentylacyjny o wydatku 7800 m3/h (po 20 m3 powietrza wentylacyjnego na 390 osób).
Cena bazowa central klimatyzacyjnych, kanałów, regulatorów CAV, tłumików, elementów nawiewnych/wywiewnych (układ standardowy CAV) i montażu: ok. 325 000 zł.
Koszt dostosowania do układu VOD – doposażenie układu wentylacyjnego o dodatkowe regulatory pomieszczeniowe VAV i tłumiki na każdej gałęzi, doposażenie układu w automatykę strefową z czujnikami VOC, zawory grzania/chłodzenia. Łącznie koszty: ok. 475 000 zł.
Wartości nieujęte w obliczeniach:
- przestrzeń techniczna pionowa (mniejsze szachty, przebicia),
- przestrzeń techniczna pozioma (międzystropowa),
- konstrukcja pod centrale klimatyzacyjne,
- wykonanie sufitu podwieszonego (kasetonowego),
- czas montażu całej instalacji kanałowej.
Koszt czterorurowej jednostki Schoolair-B-HV i sterownika pomieszczeniowego: ok. 24 990 zł za zestaw. Jej wydajność nominalna wynosi 400 m3/h, czyli do całego budynku potrzeba 20 jednostek. Koszt całkowity: ok. 499 000 zł.
Jednostki te mają możliwość pracy w trybie przewietrzania. Osiągają wtedy wydatek do 600 m3/h. Nie ma również przeszkód w stosowaniu takich urządzeń w pomieszczeniach z zapotrzebowaniem na 500 m3/h – trzy wirtualne biegi są dowolnie konfigurowalne w zakresie od 100 do 600 m3/h.
Różnica w kosztach zakupu: 499 000 – 475 000 = 24 000 zł.
Różnica w zużyciu energii elektrycznej (sama wentylacja – instalacja centralna vs Schoolair HV):
- biuro: 9167 – 1256 = 7911 zł netto rocznie;
- szkoła: 4982 – 670 = 4312 zł netto rocznie.
Inwestycja w droższe rozwiązanie powinna się zatem zwrócić po okresie 3–6 lat, biorąc pod uwagę powyższe założenia. Należy jednak pamiętać, że kalkulacja została przeprowadzona dla scenariusza z pełnym, stuprocentowym wykorzystaniem strumienia wentylacyjnego, charakterystycznego dla układu CAV.
Za rozwiązaniem zdecentralizowanym przemawia przede wszystkim możliwość zwiększenia przepływu przez analizowane urządzenia Schoolair o 50%. Układ centralny takiej możliwości zazwyczaj nie ma. Nie bez znaczenia pozostaje też elastyczność – przy wykorzystywaniu pomieszczenia najbardziej oddalonego od centrali klimatyzacyjnej, nawet w najbardziej zaawansowanym układzie DCV, droga transportu powietrza będzie wymagała pokonania wszystkich lokalnych oporów. W decentralnym – jedynie przejścia przez fasadę.
Końcowy wynik każdej, nie tylko powyższej kalkulacji zależy od poprawności wstępnych założeń, liczby obsługiwanych stref, realnego zapotrzebowania i wykorzystania pomieszczeń. Nie uwzględnia również potencjału redukcji zapotrzebowania na ciepło, zużywanego na ogrzewanie modulowanego strumienia powietrza. Kolejnym znakiem zapytania są ceny energii elektrycznej. Czy pozostaną na niezmienionym poziomie? Szanse na taki scenariusz są raczej niewielkie i wybór układu o wyraźnie mniejszej energochłonności może, z tej perspektywy, okazać się jeszcze korzystniejszym.
Polski indeks jakości powietrza
Aby możliwie dobrze opisać jakość powietrza, powstała skala mówiąca o jej sześciu poziomach. Przy jej opracowywaniu uwzględnionozapisy rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (DzU 2012,poz. 1031). Skala jakości powietrza wykorzystywana jest do prezentacji danych na stronach internetowych oraz w aplikacjach na smartfony– vide http://powietrze.gios.gov.pl/pjp/current.
Literatura
- Murkowski A., Skórska E., Czy zwiększona zawartość dwutlenku węgla w powietrzu ma wpływ na sprawność intelektualną człowieka?, „Kosmos – Problemy Nauk Biologicznych” tom 65, 2016, nr 4(313), s. 631–636, http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2016/631.pdf (dostęp 3.12.2018).
- Chmielewski K., Świeże powietrze w domu, szkole i pracy, „Budownictwo i Inżynieria Środowiska” nr 2/2011, http://www.biswbis.pb.edu.pl/2011_03/303s.pdf (dostęp 3.12.2018).
- Zwoździak A., Sówka I., Fortuna M., Balińska-Miśkiewicz W., Willak-Janc E., Zwoździak J., Wpływ stężeń pyłów (PM1, PM2,5, PM10) w środowisku wewnątrz szkoły na wartości wskaźników spirometrycznych u dzieci, „Rocznik Ochrona Środowiska” tom 15, 2013, s. 2022–2038, https://ros.edu.pl/images/roczniki/2013/pp_2013_133.pdf (dostęp 3.12.2018).
- Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (DzU 2012, poz. 1031).
- http://sojp.wios.warszawa.pl/analiza-danych-pomiarowych (dostęp 3.12.2018).
- http://powietrze.gios.gov.pl/pjp/content/annual_assessment_air_acceptable_level# (dostęp 2.01.2019).
- https://www.bgk.pl/osoby-fizyczne/fundusz-termomodernizacji-i-remontow/ (dostęp 3.12.2018).
- https://pl.wikipedia.org/wiki/Krzywa_Keelinga#/media/File:Mauna_Loa_Dwutlenek_w%C4%99gla-pl.svg (dostęp 3.12.2018).