Wciąż rosnące ceny energii potęgują potrzebę planowania budynków energooszczędnych, co przy nowoczesnych architektonicznych rozwiązaniach niejednokrotnie jest ogromnym wyzwaniem inżynierskim.

Dlatego bardzo ważne jest, aby już w fazie wczesnego planowania architektonicznego dochodziło do konsultacji branżowych z inżynierami sanitarnymi. Realizacja nowoczesnego budynku niskoenergetycznego wymaga bardzo dobrej i sprawnej komunikacji pomiędzy wykonawcami a projektantami branżowymi.

Do rozwiązań, które wymagają ścisłej współpracy projektantów branżowych z architektami należą niewątpliwie rozproszone systemy fasadowe. Ich budowa i funkcje są ściśle zależne od architektury budynku jak i powierzchni fasady.

Rys. 1. Kompleksowe integralne planowanie

Systemy fasadowe – systemy decentralne

Systemy rozproszone mogą współpracować z jednostkami centralnymi. W typowym przypadku powietrze zewnętrzne (świeże) jest zasysane przez jednostkę rozproszoną – czerpnie fasadową, filtrowane i podgrzewane/chłodzone. Wywiew z pomieszczeń odbywa się poprzez jednostkę centralną, a odzysk ciepła realizowany może być przez pośredni system wodny.

Budowa urządzeń systemu rozproszonego

Podział urządzeń wynikający z ich funkcji dzieli się na urządzenia nawiewne, wywiewne, kombinowane nawiewno-wywiewne jak i cyrkulacyjne. Urządzenia nawiewne dla zwiększenia mocy chłodniczej mogą mieć dodatkowo funkcję pracy na powietrzu obiegowym. W zależności od miejsca montażu, urządzenia dzielimy na kompaktowe, podpodłogowe, ścienne i sufitowe.

Wymagania dla urządzeń rozproszonych

Szczegółowe wymagania dla urządzeń rozproszonych podane zostały w wytycznych niemieckich VDMA nr 24390 oraz w VDI nr 6035.

Rys. 2. Właściwości i funkcje fasady w nowoczesnym budynku

Wymagania akustyczne

W pomieszczeniach oczekiwany poziom ciśnienia akustycznego wynosi około 35 dB(A). Oznacza to, że przy typowej tłumienności pomieszczenia wynoszącej około 7 dB, poziom mocy akustycznej urządzenia nie powinien przekraczać 42 dB(A) (suma mocy akustycznych wielu źródeł nie jest tutaj analizowana). Biorąc pod uwagę ograniczone miejsce montażu dla jednostek podpodłogowych i fasadowych oraz fakt, że posiadają wentylator, klapy regulacyjne i zamykające, regulatory przepływu, filtr, wymiennik ciepła oraz zawory, wymagania konstrukcyjne są bardzo wysokie. W przeciwieństwie do jednostek centralnych montaż tłumika akustycznego jest ograniczony. Wymagany poziom ciśnienia akustycznego osiągnąć można przez odpowiedni dobór wentylatora, właściwe prowadzenie powietrza w urządzeniu oraz możliwie małe straty ciśnienia i chłonny materiał wewnątrz urządzenia. Dodatkowo urządzenia muszą posiadać odpowiednie właściwości izolacyjności akustycznej, tak by tłumić hałas zewnętrzny. Dla sprawdzenia tych parametrów stosuje się normę PN-EN ISO 10140 [1].

Rys. 3. Rozproszone dostarczanie powietrza świeżego przez podłogowy system fasadowy i centralny wywiew z korytarzy

Wymagania higieniczne

Budowa urządzeń decentralnych powinna spełniać takie same wymagania jak centralne urządzenia wentylacyjne. Ocena jednak pomiędzy urządzeniem centralnym a rozproszonym różni się nieznacznie. Urządzenia decentralne cyrkulacyjne lub indukcyjne pracujące w trybie powietrza cyrkulacyjnego nawiewa powietrze tam gdzie je pobiera. W przeciwieństwie do rozwiązań centralnych nie mogą pogorszyć jakości powietrza. Zgodnie z normą EN 13799 powietrze to nazywane jest wtórnym, a nie cyrkulacyjnym i nie podlega wysoki wymaganiom filtrowania.

Tryb cyrkulacyjny

Urządzenia rozproszone powinny mieć możliwość pracy w trybie powietrza cyrkulacyjnego. Gdy budynek nie jest użytkowany w nocy lub w weekend praca na powietrzu obiegowym jest energetycznie i ekonomicznie najwłaściwsza. Również w trakcie użytkowania pomieszczenia (budynku) praca w trybie powietrza obiegowego jest pożądana, jeśli wymagany strumień powietrza zewnętrznego jest zapewniony. Urządzenie powinno zatem mieć możliwość rozdziału pracy w trybie higienicznym (powietrze świeże) od trybu kalorycznego (grzanie/chłodzenie).

Wpływ wiatru

Różnica ciśnień pomiędzy środowiskiem wewnętrznym a zewnętrznym powstaje na skutek różnicy temperatury oraz wpływu wiatru, przy czym różnica ciśnień powodowana wiatrem jest dominująca przy budynkach wysokich. Prędkość wiatru zależna jest od wysokości, powoduje to różnice w przebiegu ciśnień na różnych piętrach budynku. Wiatr o prędkości 10 m/s (5 w skali Bf – dość silny wiatr) powoduje różnice ciśnień po stronie nawietrznej i zawietrznej od 30 do 40 Pa w stosunku do ciśnienia wewnątrz budynku. Różnica ciśnień powoduje zakłócenia pracy wentylatora i zmianę jego zadanych strumieni powietrza. Aby zapobiec wpływowi wiatru na pracę urządzenia fasadowego w trybie powietrza świeżego, montowane są regulatory przepływu lub wentylatory EC o regulacji stałych obrotów.

Rys. 4. Przykład systemu rozproszonego Kavent BA+, fot. Kampmann

System rozprowadzania powietrza w pomieszczeniu

(...)

Serwis

(...)

Zalety i wady systemu

(...)

Możliwości i ograniczenia stosowania

(...)

Podsumowanie

Systemy rozproszone są ciekawym rozwiązaniem dla budynków pod względem ich wentylacji i kondycjonowania. Podczas projektowania należy przeanalizować ich ograniczenia w stosowaniu. Pełna klimatyzacja budynku jest trudna w realizacji (osuszanie i nawilżanie powietrza). Systemy rozproszone dają użytkownikowi możliwość pełnej regulacji klimatu wewnątrz oraz mają wiele zalet w porównaniu do systemu centralnego. Przy remontach czy rewitalizacjach systemy rozproszone są często jedynym możliwym systemem do zastosowania.

LITERATURA:

PN-EN ISO 10140, Pomiary laboratoryjne izolacyjności akustycznej właściwej od dźwięków powietrznych.

Maciej DANIELAK
Kierownik Działu Sprzedaży Kampmann w Polsce

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 07/2014