Powszechna wentylacja dla szkół i domów

Od początku 2021 r. obowiązują nowe wymagania dotyczące wartości wskaźnika energii pierwotnej EP i żeby je spełnić, nie można stosować dotychczasowych tradycyjnych rozwiązań projektowych dla ogrzewania i wentylacji budynków. Szczelnie izolowane termicznie budynki potrzebują mniej energii na ogrzewanie, ale jednocześnie wymagają kontrolowanej wentylacji mechanicznej, najlepiej z odzyskiem ciepła. Zapewniają to centrale wentylacyjne nawiewno-wywiewne z odzyskiem ciepła wentylacyjnego (rekuperatory). Przed tymi urządzeniami rysuje się świetlana przyszłość – powstające domy jednorodzinne bez mechanicznej wentylacji kontrolowanej z odzyskiem ciepła to świadome marnowanie energii, rezygnacja z komfortu i w wielu regionach kraju narażanie mieszkańców na złą jakość powietrza wewnętrznego. I tak należy to ujmować w relacjach architekt – projektant – inwestor.

Ale nowe domy to nie największy problem. Prawdziwym wyzwaniem są budynki istniejące, które powinny zostać w najbliższych dwóch–trzech dziesięcioleciach zmodernizowane. Zdecydowana większość starych budynków, zwłaszcza wielorodzinnych i publicznych, w tym szkół i przedszkoli, ma archaiczną wentylację, która nie zapewnia dostatecznej wymiany powietrza. A nawet jeśli ta wymiana się odbywa, nie umożliwia uzdatnienia napływającego, zapylonego powietrza oraz odzysku energii (ciepła i chłodu) z powietrza usuwanego. Po ociepleniu budynków sporo oszczędzamy na ogrzewaniu, ale jeszcze nawet 40% jego kosztów można zaoszczędzić, kontrolując wentylację i odzyskując energię.

Nawet rząd dał się przekonać, że czas potraktować serio aktualne wymagania techniczne dla wentylacji w budynkach. Przekonały go do tego m.in. takie akcje społeczne, jak „Alarm smogowy” czy „Oddech dla szkół”, a także stały nacisk ze strony ekspertów zajmujących się audytami energetycznymi oraz naukowców, m.in. z Politechniki Warszawskiej oraz Poznańskiej, badających skuteczność wentylacji i skutki zdrowotne, jakie powoduje jej brak.

Przykładowo SmogLAB wraz z Krakowskim Alarmem Smogowym przeprowadził w 2018 roku pomiary jakości powietrza w szkołach w podkrakowskiej gminie Zabierzów pod kątem pyłów zawieszonych PM10. W tym wypadku zła jakość powietrza na zewnątrz budynku (smog) przekładała się na złą jakość powietrza w klasach, nawet przy nieobecności uczniów w szkole, brakowało zatem kontroli wentylacji i filtracji powietrza nawiewanego. Natomiast gdy dzieci były obecne, do pyłów z zewnątrz dochodził wysoki poziom CO2, powodujący spadek koncentracji i efektywności nauczania. A przy braku wentylacji rośnie również koncentracja wirusów, bakterii i zarodników grzybów. Codzienna wielogodzinna styczność z powietrzem złej jakości wywołuje zmiany w pracy organizmu i sprawia, że dzieci nie mogą maksymalnie wykorzystać swojego potencjału, a nawet przysypiają na lekcjach. Do tego dochodzą „wyziewy” z mebli i wykładzin – z informacji opublikowanych przez WHO wynika, że w powietrzu, którym oddychają w szkołach polscy uczniowie, wykryto jeden z najwyższych w Europie poziomów stężeń formaldehydu i benzenu (przyczyna m.in. powstawania nowotworów).

W obliczu tych faktów, stale podnoszonych przez różne organizacje i środowiska, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju stawia na technologie, które mają zapewnić dostęp do świeżego powietrza w szkołach i mieszkaniach w budynkach wielorodzinnych. Program „Wentylacja dla szkół i domów” ma na celu wspieranie technologii dla budynków istniejących, czyli rozproszonych systemów wentylacji, montowanych osobno w poszczególnych klasach i mieszkaniach. Dostępne są środki na „opracowanie innowacyjnych, efektywnych ekonomicznie technologii wentylacji mechanicznej z regulacją temperatury powietrza nawiewanego, przeznaczonych dla istniejących już budynków mieszkalnych i szkół”. Mają one gwarantować wysoką jakość powietrza poprzez obniżanie poziomu stężenia CO₂ oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych, a także filtrację zanieczyszczeń pyłowych PM2,5 i PM10. Cele wentylacyjne mają być realizowane przy jednoczesnym zmniejszeniu zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń, co zapewni funkcja odzysku ciepła, chłodu i wilgoci. Powstaną również technologie konieczne do realizacji unijnej strategii Fali renowacji, czyli powszechnego planu termomodernizacji budynków. NCBR premiuje systemy rozproszone, które będą też pełnić funkcje edukacyjne i budować świadomość użytkowników w zakresie potrzeby utrzymywania wysokiej jakości środowiska wewnętrznego poprzez dostarczanie informacji o mierzonych parametrach powietrza wewnętrznego na elektronicznych tablicach wyników oraz w aplikacji mobilnej.

NCBR wymaga, by nowe technologie wentylacji dla szkół i budynków mieszkalnych służyły również obniżeniu ich energochłonności. Systemy wentylacji mają być zintegrowane poprzez system automatyki m.in. z zaworami grzejnikowymi w celu unikania przegrzewania się pomieszczeń zimą. Budynki mają zostać także wyposażone w systemy centralnego zarządzania – mają być budynkami inteligentnymi, które informują nie tylko administrację, ale i firmy serwisowe. Celem jest racjonalne gospodarowanie energią do ogrzewania i wspieranie odchodzenia od spalania paliw kopalnych w ciepłownictwie. Wojciech Kamieniecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, deklaruje: Chcemy, żeby takie urządzenia znajdowały się w naszym kraju w każdej klasie i każdym mieszkaniu, które wymaga poprawy jakości powietrza.

Producenci, którzy przystąpią do programu (do 30 czerwca br.), mają 3 lata na opracowanie innowacyjnej technologii niedostępnej obecnie na rynku – odrębnie dla wentylacji sal lekcyjnych oraz lokali mieszkalnych.

Jak na tak ważne działanie, którego efektem mają być innowacyjne technologie stosowane następnie powszechnie i przez dziesięciolecia, dziwi krótki okres przyjmowanie zgłoszeń. Ponadto warto przy tej okazji wprowadzić szybkie zmiany w WT, które usuną ograniczenia dotyczące stosowania wentylacji zdecentralizowanej ściennej – chodzi o wymagania dla czerpni i wyrzutni, które ograniczają stosowanie urządzeń wentylacji decentralnej ze zintegrowanymi czerpnio-wyrzutniami ściennymi [1]. Rewizji wymagają również regulacje dot. oceny efektywności energetycznej takich systemów w obliczeniach charakterystyki energetycznej budynków. Inaczej działania NCBR tracą sens – po co tworzyć technologie, których stosowanie ograniczają obecne przepisy budowlane i nie są należycie premiowane w ocenie energetycznej budynku?

Tymczasem w segmencie central wentylacyjnych dla modernizowanych budynków producenci stale pracują nad nowymi rozwiązaniami – są to małe, kompaktowe centrale podwieszane i naścienne oraz wspomniane wcześniej urządzenia ścienne o zintegrowanej czerpni-wyrzutni. Drugi kierunek działań producentów to uzupełnianie oferty central o kompletne systemy dystrybucji powietrza – ten kierunek rozwija się także pod wpływem produktów opracowywanych przez firmy specjalizujące się dotychczas w produkcji przewodów z tworzyw. Ich doświadczenia z tworzenia łatwych w montażu systemów instalacji wodnych i kanalizacyjnych są wdrażane do instalacji wentylacyjnych. To przede wszystkim kompatybilność elementów – system składa się z 4–5 elementów łatwo konfigurowanych w całość instalacji. Kolejne nowe rozwiązanie to montaż elementów instalacji na „click” – nie trzeba specjalistycznych narzędzi i wykonuje się to bardzo szybko. Producenci zadbali również o klasy szczelności i powłoki biobójcze. Dostępne są systemy, które nie wymagają kolanek, bo rury są elastyczne i łatwo je formować i czyścić. Przewody i skrzynki rozdzielcze mają niewielkie rozmiary i można je ukryć w stropie lub w suficie podwieszanym. Wraz z centralą z odzyskiem ciepła oraz systemem sterowania tworzy to pełną ofertę.

Bardzo interesującym kierunkiem w kontekście perspektywy elektryfikacji ogrzewania oraz zmian w pracy instalatorów jest połączenie paru urządzeń w jeden kompaktowy system wentylacji, chłodzenia i przygotowania ciepłej wody wspomagany ciepłem z powietrza wywiewanego oraz ogrzewania centralnego wodnego zasilanego powietrzną lub gruntową pompą ciepła. Urządzenia te mają gabaryty sprzętu AGD (są łatwe w transporcie i wnoszeniu) i gotowe przyłącza. O ich potencjale może też zdecydować fakt, że mają one już gotowe sterowniki panujące nad całością, czyli centra efektywności energetycznej budynku, które zarządzają komfortem i zużyciem energii. W połączeniu z instalacjami prosumenckimi PV wpiętymi w inteligentne sieci elektroenergetyczne wygląda to na przyszłość budownictwa i ogrzewania oraz wentylacji inteligentnych budynków – a do takich zmierzamy.

Przez najbliższe dziesięciolecia instalatorzy nie będą narzekać na brak pracy – trzeba będzie zmodernizować instalacje c.o. i wdrożyć systemy wentylacji mechanicznej w milionach istniejących budynków. Będzie się zatem liczyć czas montażu i jego łatwość oraz modułowość rozwiązań. Również w nowych budynkach przewagę na rynku będą zdobywały kompletne systemy do wentylacji i ogrzewania, montowane na zasadzie, do której przyzwyczailiśmy się w komputerach, a w technice instalacyjnej zwanej „plug and go”.

Na rynku widać też rozwój nowych firm i marek, które zaczynały w fotowoltaice, a obecnie oferują pompy ciepła i rekuperatory wraz z systemami sterowania, co jest według prognoz docelowym standardem inteligentnych domów zero- i plusenergetycznych.

To, że takie trendy i plany są elementem działań i strategii całej Wspólnoty Europejskiej oraz praktycznie całego globu, daje nadzieję na realizację tych zamierzeń. Tym bardziej, że dobra wentylacja zaczyna być doceniana i po prostu się opłaca, tak jak zeroenergetyczne domy. Jest to co prawda plan pracy także dla naszych dzieci i ich dzieci, ale my zrealizujmy przynajmniej swoją część.

Literatura

1. Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Szczechowiak Edward, Stosowanie rekuperatorów ściennych w budynkach nowych i modernizowanych cieplnie w świetle aktualnych wymagań prawnych, „Rynek Instalacyjny” 11/2019, http://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/id4877,stosowanie-rekuperatorow-sciennych-w-budynkach-nowych-i-modernizowanych-cieplnie-w-swietle-aktualnych-wymagan-prawnych