Podjęcie decyzji o przeprowadzeniu termomodernizacji zależy od wielu czynników. Oszczędność energii, a w związku z tym zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych budynku i poprawa komfortu są konfrontowane z ograniczonymi możliwościami finansowania takiej inwestycji. 

Czynniki finansowe są jednak jedynie jednym z wielu powodów przeprowadzania modernizacji budynków i ich systemów HVAC. Zmiana charakteru użytkowania, designu, wymagań technicznych, ale i również zmiany przepisów wymuszają od właścicieli przeprowadzanie modernizacji technicznych budynków. W bardzo wielu przypadkach związane jest to z dość dużym wyzwaniem technicznym, gdyż przepisy techniczne podlegają zmianą i są to zazwyczaj zaostrzone wymagania techniczne.

Modernizacja źródła ciepła / chłodu

Jednym z pierwszych elementów systemu HVAC, których modernizację (zazwyczaj wymianę) się analizuje jest źródło ciepła lub chłodu, czyli wymiennikownia, kocioł, pompa ciepła czy agregat wody lodowej. W tym przypadku prócz samych aspektów technicznych źródła ciepła należy wziąć pod uwagę fakt, że np. stosowanie pomp ciepła wiąże się z niskim parametrem wody grzewczej. Ma to ogromny wpływ na istniejącą instalację grzewczą i wentylacyjną oraz moce grzewcze odpowiednich komponentów instalacji.

Problemy z miejscem

Dość częstym powodem modernizacji budynków jest podwyższenie standardów pomieszczeń, np. pomieszczeń biurowych. Jeszcze 20 lat temu chłodzenie / klimatyzacja nie było często stosowane. Dzisiaj jest standardem w większości pomieszczeń a pomieszczeń biurowych w szczególności. Wynika to również z konkurencji na rynku nieruchomości, ale i wymagań przepisów prawa pracy. Biurowce klasyfikowane są w trzech stopniach: A, B i C. Za najlepsze uznawane są obiekty klasy A, natomiast budynki klasy B i C w ogólnie przyjętym założeniu są mniej atrakcyjne. Wymagania, jakie pojawiają się między innymi w tych kategoriach dotyczą systemu HVAC, automatyki oraz hałasu.

Zdarza się, że pomieszczania biurowe wyposażane są w funkcje chłodzenia. Wówczas wymianie podlegać powinna zasadniczo cała instalacja wodna wraz z końcówkami mocy. Można sobie jednak wyobrazić doposażenie budynku w dodatkowa 2-rurową instalację wody lodowej oraz dodatkowe jednostki chłodnicze. Budynek oczywiście wymaga montażu dodatkowego źródła chłodu, np. agregatu wody lodowej.

Dość często w takiej sytuacji wybrane biura są doposażane w system freonowy. Takie rozwiązanie często jednak wiąże się z lokalnym dyskomfortem termicznym ze względu na niskie temperatury nawiewu i dość ograniczone możliwości montażu jednostek wewnętrznych.

Oczywiście interesujące są pod względem architektonicznym rozwiązania, jakie można zintegrować z architekturą pomieszczenia. Zwykle „technika” ukrywana jest w suficie podwieszonym lub podłodze technicznej. Są to również idealne miejsca, w których można umieścić urządzenia wentylacyjne, grzewcze lub chłodnicze oraz przewody doprowadzające. Jest to również dobre rozwiązanie dla modułowej (rastrowej) aranżacji wnętrz.

Rys. 1. Przykład sufitowego wentylatorowego systemu klimatyzacyjnego z funkcją wentylacji [1]

Rys. 2. Przykład integracji urządzeń HVAC w podłodze wzdłuż fasady

Nowe standardy energetyczne − ErP

Od 1 stycznia 2016 r. systemy wentylacyjne, zgodnie z rozporządzeniem komisji UE 1253/2014 [2], muszą spełniać szereg ważnych wymogów, które w już w następnym roku 2018 zostaną dodatkowo rozszerzone. Ma to na celu zwiększenie wydajności systemów wentylacyjnych, przy równoczesnym zmniejszeniu zużycia energii elektrycznej i cieplnej.

Istotne jest, że w trakcie modernizacji i przebudowy systemów HVAC nowe standardy muszą być zachowane. Konsekwencje modernizacji mogą być zatem bardzo duże. Najistotniejsze punkty rozporządzenia UE 1253/2014 dotyczące systemów wentylacyjnych to: 

• podział systemów wentylacyjnych na jednokierunkowe, tzw. JSW, i dwukierunkowe, tzw. DSW, i ich definicja;
• wprowadzono wymagania w zakresie: regulacji wentylatorów – obowiązkowa wielobiegowa (>2 stopni pracy) lub bezstopniowa regulacja;
• minimalna efektywności wentylatorów;
• odzysk ciepła w centralnych systemach wentylacyjnych – odzysk ciepła jest obowiązkowy, musi mieć określoną minimalną sprawność, musi być też regulowany i wyposażony w obejście;
• maksymalny pobór mocy w stosunku do wydajności energetycznej całego urządzenia wentylacyjnego.

Przykładem związanym z trudnościami modernizacji systemów HVAC może być modernizacja biurowców, których system grzewczy, klimatyzacyjny oraz wentylacyjny bazuje na wysokociśnieniowych systemach indukcyjnych. Były one dość popularne w latach 90. Szczególnie istotną zaletą tych systemów było to, że chłodzenie zapewnić można było bez stosowania rozproszonych wentylatorów. Aktualnie podlegają one pracom modernizacyjnym i ze względu na wymogi energetyczne trzeba zrezygnować z wysokociśnieniowych przewodów.

W takim przypadku można zastąpić system indukcyjny systemem klimakonwektorowym połączonym z systemem wentylacyj centralnej. Dość dużym wyzwaniem jest jednak zmieszczenie jednostek wraz z podłączeniami w niedużych istniejących obudowach.

Rys. 3. Schemat instalacji indykcyjnej i możliwego zastąpienia go nowoczesnym systemem klimakonwektorowym z doprowadzeniem powietrza świeżego

Rys. 4. Porównanie schematów instalacji c.o. w projekcie wykonanym ręcznie oraz z użyciem BIM [3]

Nowe czynniki chłodnicze

(...)

Cyfrowy projekt

(...)

Modernizacja automatyki

(...)

Podsumowanie

Prace modernizacyjne instalacji wentylacyjnej i klimatyzacyjnej bardzo często nie wiążą się z wymianą wybranego elementu instalacji, ale z całym systemem oraz powiązanymi z nim elementami. Modernizowane instalacje muszą odpowiadać obowiązującym standardom oraz normom. Metody projektowania ulegają znacznemu rozwojowi, aby prawidłowo zmodernizować instalacje najczęściej projekt musi być wykonany od początku z użyciem metod cyfrowych.

 dr inż. Maciej DANIELAK
− Export Sales Director,
Kampmann GmbH

LITERATURA:

[1] Materiały firmy Kampmann, www.kampmann.pl

[2] Rozporządzenie komisji (UE) nr 1253/2014 z 7 lipca 2014 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych.

[3] http://bimvision.eu