Pierwsza część artykułu (opublikowana w nr CH&K 12/2007) została poświęcona omówieniu nowego podejścia rozszerzającego etap przedprojektowy i etap projektowania o elementy ułatwiające późniejszy wybór. Omówiono zasady prowadzenia analizy przedprojektowej ze szczególnym naciskiem na stworzenie wytycznych projektowych (Design Brief’u) oraz na wykonanie wstępnej analizy systemowej z identyfikacją źródeł, instalacji, urządzeń i elementów systemu HVAC. 

Wstępny wybór systemów HVAC
     Przygotowanie zestawu możliwych rozwiązań systemowych pozwala na wstępną selekcję systemów. Część rozwiązań może nie odpowiadać specyfikacji założeń projektowych, część zaś może być charakterystyczna dla innych budynków lub innych warunków eksploatacji. Co więcej, już teraz można odrzucić rozwiązania, które na pierwszy rzut oka nie będą pasowały do opracowywanego systemu, np. nie będą w stanie zapewnić odpowiedniego poziomu komfortu wewnętrznego.
     W budynkach biurowych możliwy scenariusz wyboru systemu klimatyzacji może zawierać przykładowo:
● system CAV,
● system CAV z minimalną ilością powietrza zewnętrznego,
● system VAV,
● system wentylacji wyporowej ze stałą ilością powietrza,
● klimakonwektory wentylatorowe (fan-coil’e),
● belki chłodzące,
● stropy chłodzące,
● klimatyzatory typu „split”,
● klimatyzatory typu „multisplit”,
● system VRV.

     Co więcej, uzupełnienie wspomnianej uprzednio matrycy rozwiązań o parametry poszczególnych systemów (np. temperatury czynników i mediów) pozwala na pełną identyfikację i opis poszczególnych systemów. Dodatkowo wiedząc na jakich parametrach powinny one funkcjonować możliwe staje się powiązanie ich w spójną całość, co ma szczególne znaczenie w przypadku wykorzystania systemów ze źródłami odnawialnymi, które najczęściej pracują na odmiennych parametrach roboczych. W ten sposób możliwym staje się opis parametrów poszczególnych systemów co w znaczący sposób ułatwia powiązanie ich ze źródłami energii elektrycznej, ciepła i „chłodu”.
     Posiadając wybrną grupę rozwiązań, które są możliwe do zastosowania należy przeanalizować ich cechy funkcjonalne. Najbardziej zaawansowaną metodą są symulacje budynku z systemami klimatyzacji, wentylacji, ogrzewania i chłodzenia.

Zbudowanie modelu budynku z systemami HVAC
     Nowoczesne symulacje umożliwiają przeprowadzenie analizy funkcjonowania systemu w konkretnym budynku. W pierwszym kroku wprowadzane są dane architektoniczne analizowanego obiektu. Podając dane geometryczne, materiałowe oraz szczegóły pomieszczeń możliwe staje się zamodelowanie przestrzeni, wraz ze wszystkimi elementami rozwiązań architektonicznych. W szczególnych przypadkach możliwe jest trójwymiarowe zamodelowanie geometrii rozpatrywanych pomieszczeń.
     Krok drugi to najczęściej opis funkcjonowania poszczególnych pomieszczeń w odniesieniu do występujących obciążeń cieplnych czyli opracowanie profili wykorzystania pomieszczeń wraz z ilościowym określeniem liczby osób, urządzeń, oświetlenia itp. Ważnym elementem tego etapu jest ilościowe (np. liczba komputerów) oraz jakościowe (np. profil wykorzystania pomieszczenia przez pracowników) określenie funkcjonowania rozpatrywanych pomieszczeń.
     W większości symulacji trzecim krokiem jest zdefiniowanie parametrów komfortu analizowanych pomieszczeń. W zależności od złożoności modelu można zdefiniować temperaturę (obliczeniową, minimalną, maksymalną), wilgotność (wraz z dokładnością jej utrzymania), ilość powietrza świeżego itp.
     Ważnym elementem niniejszego etapu jest uświadomienie poziomu środowiska wewnętrznego jaki chcielibyśmy uzyskać w pomieszczeniach. Zostało to dobitnie wyrażone w nowym podejściu jaki reprezentują normy EN 15251: „Kryteria klimatu wewnętrznego w zakresie komfortu termicznego, jakości powietrza, oświetlenia i hałasu” oraz EN 13779: „Wentylacja budynków niemieszkalnych. Wymagania dotyczące właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji”. W opinii autora jasne zdefiniowanie oczekiwanego poziomu komfortu w pomieszczeniach pozwala na pełniejsze oszacowanie końcowych rezultatów. Co więcej, jest to znacznie bardziej uczciwe podejście do tych zagadnień w stosunku do aktualnego ustawodawstwa polskiego. Podstawą do tego stwierdzenia niech będzie choćby strumień powietrza świeżego przypadający na osobę. W przypadku wymienionych norm europejskich strumień ten zależy od klasy środowiska wewnętrznego i z reguły jest znacznie wyższy od zapisanego np. w normie PN-83/B-03430 Az 3, w której przywołano minimalną wartość strumienia nadal przez wielu projektantów utożsamianą z wartością obliczeniową.
     Tak przygotowane dane stanowią komplet informacji o pomieszczeniach w budynku który posłuży jako obiekt do wstawienia systemów HVAC. Jest to najważniejszy etap każdego rodzaju symulacji. W zależności od możliwości programów mamy do dyspozycji możliwość wbudowania w opisywaną przestrzeń od kilku do kilkudziesięciu systemów. Niestety tylko część z nich znajduje praktyczne zastosowanie w polskich warunkach projektowych, pozostałe stanowią domenę odmiennych technicznie kultur inżynierskich.
     W zależności od stopnia złożenia możliwe staje się w bardziej zaawansowanych aplikacjach symulacyjnych wprowadzenie bardzo precyzyjnych danych dotyczących systemu, włączając w to szczegóły ilościowe i jakościowe oraz system automatycznej regulacji i sterowania.
     Posiadając opis budynku oraz przygotowany opis poszczególnych systemów wybranych na etapie ich wstępnego wyboru możliwe staje się przeprowadzenie symulacji funkcjonowania obiektu z systemami.

Symulacja funkcjonalna modelu z wybranymi systemami HVAC
(...)

Dokonanie pełnej analizy systemowej (tzw. System Benchmarking)
(...)

● środowisko wewnętrzne (...)
● architektura i konstrukcja (...)
● energia (...)
● HVAC (...)
● koszty (...)

Wybór systemu HVAC
(...)

Podsumowanie
     Współczesne projektowanie systemów HVAC wymaga znacznego poszerzenia dotychczasowej metodyki opracowania projektu o wielokryterialną procedurę wyboru systemu. Przedstawiony powyżej materiał przybliża kryteria oceny poszczególnych systemów. Ponieważ do ich wykonania niezbędnym staje się pozyskanie wiarygodnych danych coraz częściej sięga się po narzędzia symulacji systemów HVAC już na etapie przedprojektowym. Dzięki temu projektant uzyskuje oszacowanie ilościowe projektowanego systemu. Uzupełnieniem tych danych powinny być analizy funkcjonowania systemu w cyklu życia obiektu, co pozwoli na precyzyjniejsze poszukiwanie rozwiązania optymalnego w danym przypadku. Co więcej, podczas poszukiwania niniejszego rozwiązania zmodyfikowany zostaje proces projektowy, dzięki czemu już na etapie przedprojektowym projektant podnosi wiedzę i świadomość inwestora dając mu ponadto wiarygodne argumenty podczas commissioningu oraz na etapie eksploatacji. Taka analiza stanowi obecnie przykład jednej z najbardziej zaawansowanych stosowanych w krajach, w których rola projektanta oraz nakłady na jego pracę są na znacznie wyższym poziomie. Może także w Polsce powinniśmy już przygotować się na taką sytuację.