Wykorzystanie ciepła odpadowego z wentylacji wyciągowej do podgrzewu c.w.u. w budynku wielorodzinnym. Studium przypadku

Wymagania dotyczące EP_max

Już prawie 3 lata minęły od aktualizacji wymagań dotyczących energochłonności dla budynków, wyrażanej wskaźnikiem rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP [1]. W przypadku wielorodzinnych budynków mieszkalnych dopuszczalną maksymalną wartość tego wskaźnika na potrzeby ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej ustalono na poziomie EP_max = 65 kWh/(m² rok), o 20% mniej, niż wymagano wcześniej. Tak istotna zmiana przepisów wywołała szeroką dyskusję na temat metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków [2] i możliwości spełnienia nowych wymagań przy wykorzystaniu dotychczasowych rozwiązań [3–6].

Choć nie ma wątpliwości, że nowe wymagania dotyczące EP miały być bodźcem do polepszenia standardów energetycznych krajowego budownictwa, w tym systemów grzewczo-wentylacyjnych i źródeł ciepła, które istotnie wpływają na charakterystykę energetyczną budynków [7–9], wielorodzinne budownictwo mieszkaniowe wydaje się nieco oporne na zmianę dotychczasowych standardów. Elementem mającym duży wpływ na charakterystykę energetyczną budynków wielorodzinnych jest system wentylacyjny ze względu na duże straty ciepła wiążące się z podgrzewem powietrza wentylacyjnego [10].

Typowe rozwiązanie wentylacji budynków mieszkalnych wielorodzinnych

Za typowe rozwiązanie wentylacji w krajowym budownictwie wielorodzinnym można uznać układy wyciągowe z pomieszczeń higienicznosanitarnych z napływem powietrza kompensacyjnego przez stolarkę okienną. Systemy tego typu mają swoje korzenie w układach wentylacji grawitacyjnej, które wyewoluowały na przestrzeni lat. Indywidualne kanały grawitacyjne zajmujące znaczną powierzchnię mieszkań są powszechnie zamieniane na zbiorcze piony wentylacji wyciągowej obsługujące pomieszczenia sanitarne (łazienki, kuchnie) o tej samej klasie higienicznosanitarnej, w których w każdym z pomieszczeń stosuje się aktywne elementy wyciągowe higrosterowalne lub stałoprzepływowe. Przepływ w instalacji wymuszany jest przez wentylatory dachowe pracujące w trybie utrzymania stałego podciśnienia w pionie [11] i usuwające powietrze zużyte poza budynek bez odzysku ciepła. Napływ powietrza wentylacyjnego przez nieszczelności jest obecnie mocno ograniczony ze względu na wysoką szczelność powietrzną współczesnej stolarki okiennej, stąd duża popularność systemowych nawietrzaków okiennych lub ściennych, które wyposażone są często w funkcje automatycznej lub manualnej regulacji strumienia powietrza napływającego do pomieszczeń [11].

O ile ze względu na efektywność energetyczną zastosowanie rozwiązania wentylacji opierającego się na systemach nawiewno-wywiewnych z bezpośrednim odzyskiem ciepła z powietrza usuwanego do powietrza nawiewanego jest niepodważalnie uzasadnione, o tyle szereg innych czynników związanych ze specyfiką budownictwa wielorodzinnego [10] sprawia, że inwestorzy w nowo projektowanych budynkach nadal preferują systemy wyciągowe. Główne przyczyny takiego podejścia to:

• mniejsze niż w przypadku wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej koszty inwestycyjne, istotne z perspektywy najpopularniejszej w kraju formy budowania tego typu obiektów przez deweloperów, którzy pokrywają koszty inwestycyjne, ale nie są obarczeni późniejszymi kosztami eksploatacyjnymi,
• mniejsza powierzchnia szachtów w odniesieniu do sprzedawanej powierzchni mieszkań niż w przypadku wentylacji nawiewno-wywiewnej,
• uwarunkowania społeczne związane z „przyzwyczajeniami” użytkowników do znanych od lat rozwiązań i „obawami” dotyczącymi nowych urządzeń i systemów narzucających zmianę dotychczasowego sposobu eksploatacji,
• przyzwyczajenia mieszkańców dotyczące użytkowania mieszkań i ich wyposażenia technicznego.

Wprowadzenie odzysku ciepła z powietrza usuwanego

Na etapie projektowym wznoszonego obecnie w Poznaniu budynku wielorodzinnego (patrz rys. 1) postawiono sobie za cel zrealizowanie wytycznych inwestora polegających na zachowaniu „klasycznego” rozwiązania systemu wentylacji (a właściwie jego części widocznej bezpośrednio dla mieszkańców, z zachowaniem powierzchni szachtów i układu mieszkań, które zostały wypracowane kilka lat wcześniej) z jednoczesnym ograniczeniem strat ciepła towarzyszącym takim systemom. Zaprojektowane rozwiązanie wentylacji mieszkań obejmuje system z kratkami wyciągowymi z ogranicznikami przepływu zainstalowanymi w poszczególnych pomieszczeniach higienicznosanitarnych i włączonymi do zbiorczych pionów wyciągowych. Przewidziano niezależne linie wyciągowe dla kuchni i łazienek z zachowaniem typowej, zgodnej z obowiązującymi przepisami i praktyką wydajności systemu, tj. 50 m³/h dla łazienek i kuchni oraz 30 m3/h dla toalet. Napływ powietrza świeżego będzie realizowany przez nawietrzaki okienne i ścienne. To typowe stałociśnieniowe rozwiązanie wentylacji części mieszkalnej oparto na elementach systemu Sensovent firmy Harmann [11]. W kuchniach przewidziano dodatkowo zbiorcze linie wyciągowe do ewentualnego podłączenia okapów kuchennych, wyposażone w klapy zwrotne. W budynku znajdują się korytarze komunikacyjne, a niektóre mieszkania obejmują także wydzielone pomieszczenia pomocnicze (garderoby). Obie grupy pomieszczeń to przestrzenie zamknięte i bezokienne, dla których przewidziano wentylację wyciągową o wydajności 15–30 m³/h (zależnie od wielkości pomieszczenia).

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002, nr 75, poz. 690, z późn. zm., t.j. DzU 2022, poz. 1225)

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2015, poz. 376, z późn. zm.)

3. Jadwiszczak Piotr, Nowe wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki – możliwość spełnienia wymagań EP, „Rynek Instalacyjny” 4/2014, rynekinstalacyjny.pl

4. Zaborowska Ewa, Charakterystyka energetyczna budynków mieszkalnych wielorodzinnych w perspektywie wymagań 2017–2021, „Rynek Instalacyjny” 1–2/2017, rynekinstalacyjny.pl

5. Bandurski Karol, Ratajczak Katarzyna, Amanowicz Łukasz, Transformacja energetyczna a Metodologia sporządzania charakterystyki energetycznej budynków, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” 10/2021

6. Bandurski Karol, Amanowicz Łukasz, Pawlak Filip, Nowa metoda wyboru rozwiązań instalacyjnych i założeń architektonicznych spełniających wymagania WT 2021 dotyczące EPmax w budynkach wielorodzinnych, „Rynek Instalacyjny” 4/2023, rynekinstalacyjny.pl

7. Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Praktyczne aspekty projektowania energooszczędnych systemów wentylacyjnych, „Rynek Instalacyjny” 6/2021, rynek­instalacyjny.pl

8. Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Stosowanie odzysku ciepła, OZE oraz zdecentralizowanych systemów wentylacyjnych w kontekście wymagań WT 2021, „Rynek Instalacyjny” 7–8/2021, rynekinstalacyjny.pl

9. Kurowski Krystian, Kondraciuk Monika, Jak spełnić wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki od 2021 roku? Ogrzewanie i wentylacja w warunkach technicznych, Porozumienie Branżowe na rzecz Efektywności Energetycznej – POBE, 2020

10. Gasiński Marcin, Budynki mieszkalne wielorodzinne – jak je wentylować w zgodzie z WT 2021?, „Rynek Instalacyjny” 1–2/2021, rynekinstalacyjny.pl

11. https://harmann.pl/systemy/sensovent.html (dostęp: 8.08.2023)

12. https://www.energiadlapoznania.pl/ (dostęp: 8.08.2023)

13. https://www.rp.pl/zdrowie/art39004491-legionella-na-podkarpaciu-kolejne-zgony-po-zakazeniu-bakteria (dostęp: 26.08.2023)