Analiza możliwości stosowania systemu wentylacji zdecentralizowanej w budynkach edukacyjnych

• Autorzy: Amanowicz Łukasz , Ratajczak Katarzyna , Szczechowiak Edward

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2019.10.3

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibilities of using a ventilation system decentralized in educational buildings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na zużycie energii w budynkach użyteczności publicznej, szczególnie w obiektach edukacyjnych, w dużym stopniu wpływa wentylacja. Wynika to z dużego zapotrzebowania na świeże powietrze z uwagi na dużą liczbę użytkowników. Stosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła w tego typu obiektach jest zatem uzasadnione ekonomicznie i ekologicznie. W nowoprojektowanych szkołach, żłobkach, przedszkolach czy salach wykładowych można na etapie projektu przewidzieć miejsce na instalację urządzeń wentylacji mechanicznej centralnej lub zdecentralizowanej. W obiektach już istniejących podczas ich termomodernizacji, znacznie łatwiejsze i tańsze może okazać się zastosowanie systemu wentylacji zdecentralizowanej w postaci niezależnych urządzeń dla każdego z pomieszczeń. W takiej sytuacji dobrym rozwiązaniem są mini-centrale wentylacyjne ścienne ze zintegrowaną czerpnio-wyrzutnią montowaną na zewnętrznej ścianie budynku. Jest to rozwiązanie powszechnie stosowane w budynkach edukacyjnych w Austrii czy Niemczech, ale niepraktykowane w Polsce z uwagi na wymagania prawne Warunków Technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT) odnośnie do lokalizacji czerpni względem wyrzutni. Intencją tych wymagań jest niedopuszczenie do zawracania powietrza wywiewanego z powrotem do pomieszczenia. W konsekwencji jednak wiele istniejących budynków pozbawia się w ten sposób możliwości poprawy jakości powietrza wewnętrznego i dostarczenia odpowiedniej ilości powietrza zewnętrznego. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych mających na celu ocenę mieszania się strumieni powietrza wywiewanego i nawiewanego w zintegrowanych czerpnio-wyrzutniach dwóch typów urządzeń wentylacji zdecentralizowanej przeznaczonych do zastosowania głównie w budynkach edukacyjnych (ale nie tylko). Wyniki badań pokazują, że mieszanie się strumieni powietrza w tych urządzeniach nie występuje. Z kolei możliwość filtracji powietrza, odzysku ciepła oraz dostosowania strumienia powietrza wentylacyjnego do aktualnych potrzeb (np. w funkcji obciążenia pomieszczenia ditlenkiem węgla, parą wodną lub w zależności od liczby osób) pozwala na poprawę jego jakości oraz komfortu klimatycznego przy realnie niskich kosztach. Ponadto urządzenia tego typu mogą być łatwo zastosowane w budynkach już istniejących, ponieważ nie wymagają instalacji systemu dystrybucji powietrza, co skłania do przemyśleń odnośnie do aktualności i zasadności istniejących wymagań prawnych.

EN

The consumption of energy in public buildings, especially in educational ones, is largely influenced by ventilation. This results from the high demand for fresh air due to the large number of users. The use of mechanical ventilation with heat recovery in this type of buildings is, therefore, economically and ecologically justified. In the newly designed schools, nurseries, kindergartens or lecture buildings, a place for the installation of central or decentralized mechanical ventilation systems can be planned at the design stage. In the already existing buildings it may be much easier and cheaper to use a decentralized ventilation system in the form of independent devices for each room during their thermomodernisation. In such a case a good solution are wall ventilation mini units with an integrated air intake / exhaust device mounted on the external wall of the building. It is a solution widely used in educational buildings in Austria or Germany, but not practiced in Poland due to the legal requirements of the technical conditions which should correspond to buildings and their location (WT) regarding the location of air intakes and exhausts. The intention of these requirements is to prevent the exhaust air from being returned to the room. As a consequence, many existing buildings are deprived of the possibility of improving the quality of the indoor air and the possibility to provide an adequate amount of fresh air. In this article, experimental studies have been carried out to assess the mixing of exhausted and fresh air streams in integrated air intake / exhaust devices of two types of decentralized ventilation units dedicated for use mainly in educational buildings (but not only). The results show that the mixing of air streams in these devices does not occur. In turn, the possibility of air filtration, heat recovery and adaptation of the ventilation air flow to the current needs (in the function of room load of carbon dioxide, steam or depending on the number of people) allows to improve air quality and climate comfort. In addition, devices of this type can be easily used in existing buildings, because they do not require the installation of an air distribution system, which makes us think about the timeliness and legitimacy of the existing legal requirements.

Słowa kluczowe

PL

wentylacja zdecentralizowana; badania czerpnio-wyrzutni; odzysk ciepła; budynki edukacyjne; jakość powietrza

EN

decentralized ventilation; investigations of air intake device; investigations of air exhaust device; heat recovery; education buildings; indoor air quality

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 10
• Strony: 20--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., fot., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Amanowicz Łukasz

• Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska

autor

Ratajczak Katarzyna

• Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska

autor

Szczechowiak Edward

• Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Amanowicz Łukasz, Edward Szczechowiak: Zasady projektowania systemów wentylacji budynków energooszczędnych. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2017 (48) 2: 72-78.
• [2] Amanowicz Łukasz, Michał Szymański, Radosław Gorzeński: Wentylacja – ważny element w kontekście energooszczędności laboratoriów. Laboratorium 2016 9-10: 49-55.
• [3] Amanowicz Łukasz, Janusz Wojtkowiak: "Badania eksperymentalne wpływu zmian sposobu zasilania powietrznego gruntowego wymiennika ciepła typu rurowego na jego charakterystykę przepływową. Część 1 Równomierność rozpływu”. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2010 (41) 6: 208-212, 220.
• [4] Amanowicz Łukasz, Janusz Wojtkowiak: "Wpływ właściwości cieplnych gruntu na wydajność powietrznych rurowych gruntowych wymienników ciepła (PRGWC)”. Instal 2015 366 (10): 59-62.
• [5] Amanowicz Łukasz, Janusz Wojtkowiak: "Wpływ nierówności rozdziału powietrza na wydajność cieplną wielorurowych gruntowych wymienników ciepła". Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2017 (48) 12: 413-417. DOI: 10.15199/9.2017.12.3.
• [6] Amanowicz Łukasz, Janusz Wojtkowiak: Badania wydajności cieplnej aluminiowego, sufitowego panelu grzewczo-chłodzącego. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2016 (47) 10: 413-417.
• [7] Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Szczechowiak Edward: "Badania jednorurowych systemów wentylacyjnych pod kątem oceny mieszania się strumieni powietrza w czerpni i wyrzutni". Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2019 (50) 6: 231-238.
• [8] Bandurski Karol, Koczyk Halina: "IEA EBC Annex 66 - Definition and Simulation of Occupant Behavior in Buildings – aktualne metody modelowania zachowania użytkowników budynku". Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2015 (46) 2: 63-68.
• [9] Basińska Małgorzata: "The use of multi-criteria optimization to choose solutions for Energy efficient buildings". Bulletin of the Polish Academy of Sciences technical sciences 2017 65 (6): 815-826. DOI: http://dx.doi.org/10.1515/bpasts-2017-0084
• [10] Basińska Małgorzata, Koczyk Halina, Szczechowiak Edward: Sensitivity analysis in determining the optimum energy for residential buildings in Polish conditions. Energy and Buildings 2015 107: 307-318. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.08.029
• [11] Basińska Małgorzata, Koczyk Halina, Kosmowski Andrzej, "Assessment of Thermo Modemization Using the Global Cost Method". Energy Procedia 2015 78: 2040-2045. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.204.
• [12] Basińska Małgorzata, Michałkiewicz Michał: "Zmienność mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza oraz stężenia pyłu wewnątrz i na zewnątrz wybranej poznańskiej". Inżynieria ekologiczna 2016 50: 17-25.
• [13] Basińska Małgorzata, Michałkiewicz Michał, Górzeński Radosław, "Stan systemu wentylacyjnego w budynku edukacyjnym i jego wpływ na jakość powietrza - analiza przypadku". Rynek Instalacyjny 2016 9: 74-84.
• [14] Chmielewski Krzysztof, Amanowicz Łukasz, Bezprzeponowe powietrzne gruntowe wymienniki ciepła w układach wentylacji mechanicznej. Rynek Instalacyjny 2017 5: 76-80.
• [15] Cholewa I., Siuta-Olcha A., Balaras C. A.: Actual energy savings from the use of thermostatic radiator valves in residential buildings-Long term field evaluation. Energy and Buildings 2017 151: 487-493.
• [16] Cholewa I., Balen I., Siuta-Olcha A.: On the influence of local and zonal hydraulic balancing of heating system on energy savings in existing buildings-Long term experimental research. Energy and Buildings 2018 179: 156-164.
• [17] Dudkiewicz Edyta, Fidorów-Kaprawy Nataliza, The energy analysis of a hybrid hot tap water preparation system based on renewable and waste sources. Energy 2017 (127): 198-208.
• [18] Ludwiczak Anna, Katarzyna Ratajczak, Wentylacja placówek dydaktyczno-edukacyjnych. Przegląd wybranych polskich i zagranicznych wymagań dotyczących strumienia powietrza i stężenia CO2. Rynek Instalacyjny 2018: 24-29.
• [19] Laska Marta, Dudkiewicz Edyta, "Research of CO2 concentration in naturally ventilated lecture room". International Conference on Advances in Energy Systems and Environmental Engineering (ASEE17), Wrocław, Poland, July 2-5, 2017 / B. Kaźmierczak [i in.] (Eds.). [Les Ulis]: EDP Sciences, 2017, art. 00099, s. 1-8. (E3S Web of Conferences, ISSN 2267-1242; vol. 22), https://doi.org/10.1051/e3sconf/20172200099
• [20] Laska Marta, Dudkiewicz Edyta, Thermal comfort study in naturally ventilated lecture room based on questionnaire survey. Proceedings of 10th Windsor Conference: Rethinking Comfort: Cumberland Lodge, Windsor, UK, 12th-15th April 2018 / ed. by Luisa Brotas [i in.]. Windsor: NCEUB: 634-648.
• [21] Ludwiczak Anna, Płóciennik Aleksandra, Ratajczak Katarzyna, Filipiak Magdalena, Jakość powietrza w żłobku - monitoring, ocena i rozwiązania problemów. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2018 (49): 374-380.
• [22] Małek Maria Teresa, Koczyk Halina: Rozwiązania stosowane w budownictwie energooszczędnym a komfort cieplny. Materiały Budowlane 216 27: 83-86.
• [23] Małek Maria Teresa, Symulacja pracy płaskiego kolektora słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej w warunkach polskich za pomocą programu TRNSYS. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2019 (50) 4: 142-148.
• [24] Mróz Tomasz, Szkarłat Kamil, Wpływ strategii sterowania na komfort klimatyczny w budynku pasywnym. Instal 2013 5: 18-27.
• [25] Radomski B., Jaskulska J.: Integracja systemów wentylacyjnych i grzewczo-chłodzących dla budynków pasywnych jednorodzinnych. Rynek Instalacyjny 2016 11: 51-56.
• [26] Radomski Bartosz, Karol Bandurski, Tomasz M. Mróz: Rola parametrów komfortu klimatycznego w budynkach pasywnych. Instal 2017 10: 27-33.
• [27] Ratajczak Katarzyna, Łochyński Szymon: Jakość powietrza w budynku użytkowanym jako żłobek. Rynek Instalacyjny 2017 10: 54-60.
• [28] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).
• [29] Sinacka Joanna, Ratajczak Katarzyna: Analysis of selected input data impact on Energy demand in office building - case study. 3rd International Workshop on Flexibility in Sustainable Construction (ORSDCE 2018), MATEC Web Conf. Vol. 222. DOI: https://doi.org/10.1051/matec-conf/201822201015
• [30] Sinacka Joanna, Szczechowiak Edward: Analiza eksploatacyjna budynku pasywnego w aspekcie komfortu klimatycznego i zużycia energii. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2017 (48) 12: 497-504.
• [31] Sinacka Joanna, Szczechowiak Edward: Modelowanie przepływu ciepła w budynku ze stropami i sufitami grzewczo-chłodzącymi. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 2018, (49) 7: 271-278.
• [32] Sowa Jerzy: Wentylacja hybrydowa - energooszczędny sposób poprawy jakości powietrza w budynkach szkolnych. Instal 2007, 12: 25-32.
• [33] Szymański Michał, Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Górzeński Radosław: Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych - wyposażenie techniczne. Wentylacja ogólna. Rynek Instalacyjny 2015, 11: 59-66.
• [34] Szymański Michał, Amanowicz Łukasz, Ratajczak Katarzyna, Górzeński Radosław: Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych - wyposażenie techniczne. Wentylacja technologiczna. Rynek Instalacyjny 2015, 12: 56-60.
• [35] Katalog urządzeń oraz materiały szkoleniowe firmy Blauberg, 2019.

Uwagi

PL

2. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).