Rozwiązania klimatyzacyjne w budownictwie ekologicznym

Relacja z seminarium Swegon Air Academy
„Rozwiązania klimatyzacyjne w budownictwie
ekologicznym”
W dniu 28 września w Łodzi odbyło się seminarium Swegon Air Academy, które dotyczyło rozwiązań
klimatyzacyjnych w budownictwie ekologicznym. Po raz pierwszy organizacja ta założona przez
szwedzki koncern Swegon przyjechała do Łodzi, dlatego niewątpliwie wszystkie osoby związane z
branżą HVAC na terenie Łodzi czekały na to wydarzenie. Wśród słuchaczy można było zauważyć
przedstawicieli firm zajmujących się projektowaniem i wykonawstwem instalacji klimatyzacyjnych,
chłodniczych i wentylacyjnych oraz grono osób związanych z uczelniami technicznymi, ośrodkami
badawczymi i innymi organizacjami.
Seminarium rozpoczęło się od przedstawienia idei Swegon Air Academy słuchaczom przez prezesa
Swegon Sp. z o.o. Witolda Levena. Można było się dowiedzieć, że Swegon Air Academy to forum
wymiany wiedzy i doświadczeń w dziedzinie wentylacji i klimatyzacji oraz w zagadnieniach
pochodnych, związanych z kształtowaniem klimatu wewnętrznego. Seminarium prowadzone w
ramach akademii jest kierowane nie tylko do profesjonalistów, lecz także dla osób chcących
poszerzyć swoją wiedzę w tych dziedzinach. Po krótkiej 20 minutowej prezentacji organizacji
przedstawiono pierwszy z dwóch wykładów zaplanowanych na seminarium. Pierwszy wykład
poprowadził szwedzki inżynier Max Tilberg, który jest specjalistą od projektowania infrastruktury
budynku, kształtowania się klimatu wewnątrz budynków oraz szeroko rozumianej technologii HVAC.
Wystąpienie Maxa Tiberga było swego rodzaju prezentacją rozwiązań klimatyzacyjnych
zastosowanych w budynku biurowym Bengt Dahlgren w Goteborgu. Wykład był podzielony na 4
główne części:
●
●
●
●
Założenia projektowe
Cel energetyczny (planowane zużycie energii w budynku)
Rozwiązania techniczne związane z systemami wentylacji oraz klimatyzacji
Uzyskane rezultaty (porównanie założonych wartości zużycia energii do rzeczywistych wartości)
Głównym założeniem projektu budynku Bengt Dahlgren było spełnienie norm pozarządowej
organizacji Green Building. Zgodnie z wytycznymi organizacji budynkiem energooszczędnym można
nazwać obiekt, którego zużycie energii maksymalnie wynosi 75% średniej rocznej danego kraju. W
Szwecji średnie roczne zużycie energii na m2 wynosi 100 kWh, dlatego głównym celem budynku było
osiągnięcia poziomu 75 kWh/m2. Max Tiberg w tym momencie podkreślił, że owe zużycie energii nie
uwzględnia energii wykorzystywanej do oświetlenia oraz napędzenia urządzeń elektronicznych
takich jak kuchenki, alarmy itd. Dlatego firma postanowiła, że do audytu energetycznego doda
wszystkie te elementy, które nie są uwzględnione w wymaganiach Green Building, i postara się
osiągnąć lub zbliżyć się do wymaganego poziom zużycia energii.
Podczas projektowania budynku napotkano szereg problemów związanych z samą konstrukcją.
Miejscem jego budowy była stara część Goteborgu, gdzie przeważały budynki fabryczne wykonane w
19-sto wiecznym stylu. W związku z tym architekci nie otrzymali zgody na wykonanie nowocześnie
wyglądającego budynku. Władze Goteborgu zażądały, że budynek ma być wykonany z czerwonej
cegły, aby komponował się ze starszą zabytkową częścią okolicy. Kolejnym ogromnym problemem
była wielkość oszklonej elewacji budynku. Projektanci budynku założyli, że będzie ona stanowić 90%
całej zewnętrznej powierzchni budynku, na co przyszli użytkownicy z Firmy Swegon nie mogli się
zgodzić ze względu na towarzyszące takiemu rozwiązaniu koszty eksploatacyjne. Po długich
rozmowach doszło do osiągnięcia konsensusu i ostatecznie nowo powstały budynek miał posiadać 60
% szklanej elewacji. Ostatecznie budynek zajął 4300 m2 powierzchni, składał się z 6 kondygnacji i
może w nim przebywać 200 stałych pracowników. Przy projektowaniu budynku dodatkowo brano
pod uwagę 4 główne elementy:
●
●
●
●
●
Technologie wykorzystane w budynku miały spełniać normy BAT (Best Available Technology)
Wykorzystanie naturalnego chłodu (Free-Cooling) – system pozwalający na schłodzenie
pomieszczenia/wody powietrzem pochodzącym z otoczenia (bez użycia sprężarek)
Wszystkie elementy mają mieć dokładnie sprecyzowaną funkcję
Budynek ma mieć wszystkie cechy budynku słonecznego (intensyfikowanie wykorzystania i
gromadzenie promieniowania słonecznego w dzień oraz ograniczenie emisji zgromadzonego
promieniowania na zewnątrz budynku w nocy)
Budynek miał spełnić normy ISO 773 w kategorii B pod względem zadowolenia pracowników
budynku z warunków panujących wewnątrz pomieszczeń (90% osób zadowolonych z klimatu
wewnętrznego, 10% niezadowolonych)
Po tym wstępie Max Tiberg rozpoczął omawianie wszystkich systemów
wentylacyjno-klimatyzacyjnych, chłodniczych oraz grzewczych wykorzystywanych w biurowcu.
Wentylacja i klimatyzacja
System wentylacji i klimatyzacji w budynku składa się z dwóch central klimatyzacyjnych DCV o
maksymalnej wydajności 5 000 dm3/s każda. Druga centrala pracuje jedynie w trakcie
najcieplejszych dni lata, dlatego przez większą część roku budynek obsługiwany jest przez jedną
centralę. System kanałów wentylacyjnych jest prowadzony w sposób pierścieniowy, co ułatwia
możliwość modernizacji całego systemu, jednak stanowi ogromną trudność dla zautomatyzowania
całego systemu, którą ostatecznie zajmuje się specjalnie napisany program. Podczas wykładu
podkreślono również, że cała instalacja została zaprojektowana z 25% zapasem, a prędkość
powietrza w kanałach wentylacyjnych znajduje się w granicach 3 – 1 m/s. Takie prędkości w polskiej
praktyce wentylacyjnej są praktycznie niespotykane i informacja ta wzbudziła wśród słuchaczy duże
zainteresowanie, co mocno ożywiło cały wykład.
Chłodzenie
Chłodzenie budynku było od początku jednym z najważniejszych elementów, w którym starano się
wykorzystać arktyczny klimat Szwecji. Ostatecznie zastosowano system Free-Cooling, który jest
bardzo energooszczędnym rozwiązaniem, co niewątpliwie obniżyło zużycie energii w biurowcu.
Ogrzewanie
Ogrzewanie budynku zostało zaprojektowane w tradycyjny sposób i realizowane jest za pomocą
zwykłych grzejników konwekcyjnych. Jednak istotnym elementem wyboru tego rozwiązania były
korzyści wynikające z usytuowania urządzeń. Dzięki zamontowaniu ich we wnękach podłogowych
pod oszklonymi powierzchniami działają one jako pewnego rodzaju kurtyny powietrze, odgradzające
wnętrze budynku od zimnej szyby. Konwekcyjny strumień ciepłego powietrze unosząc się przy
kaloryferach stanowi barierę znacznie utrudniającą migrację zimnego powietrza chłodzonego w
okolicy okien, do wnętrza pomieszczenia.
Izolacja
Przez to, że większą część elewacji budynku stanowią szklane przegrody, problemem przy jego
projektowaniu było zatrzymanie jak najwięcej ciepła w jego wnętrzu. Pierwszą zaporę zapobiegającą
przenikaniu ciepła z budynku do środowiska zewnętrznego stanowią przegrody budowlane o bardzo
niskim współczynniku przenikania ciepła. Drugą barierą są same okna. Charakteryzują się one
bardzo niskim współczynnikiem przenikania ciepła 0,85 W/m2K. Warto tu przytoczyć polską normę
dotyczącą izolacyjności okien, w której dopuszcza się w budownictwie stosowanie okien o
współczynniku 1,7 – 1,8 W/m2K, a w budownictwie energooszczędnym na terenie Polski
wykorzystywane są okna o współczynniku przenikania ciepła około 1,2 W/m2K. Ostatnią linią obrony
przed ucieczką ciepła z wnętrza budynku są specjalnie zaprojektowane żaluzje, które w zależności od
oświetlenia i temperatury zewnętrznej zamykają się bądź otwierają.
Automatyka
Budynek Beng Dahlgren miał być przedstawicielem budownictwa inteligentnego, dlatego też został
on wyposażony w szereg rozwiązań technologicznych w postaci czujników, których zadaniem jest
natychmiastowe reagowanie na zmiany parametrów klimatycznych w budynku i nie tylko. W
budynku obecne są czujniki na bieżąco monitorujące obecność ludzi w pomieszczeniach , które
oprócz temperatury regulują poziom natężenia światła i mierzą stężenie CO2. Dzięki temu
pracownicy nie muszą martwić się o oświetlenie, gdyż jest ono dostosowywane do aktualnych
warunków, a przy braku obecności ludzi automatycznie się wyłączają.
Max Tiberg na koniec swojego wykładu zaprezentował zużycie energii w poszczególnych sektorach
działalności budynku w warunkach teoretycznych (założonych w projekcie) oraz rzeczywistych
(określonych na podstawie użytkowania budynku):
Tabela 1. Zużycie energii w poszczewólnych obszarach związanych z wymaganiami norm Green
Building
Wartość w kWh/m2
Mierzony parametr
Warunki teoretyczne Warunki rzeczywiste
Ogrzewanie
23
19
Ciepła woda użytkowa
3
3,4
Odzysk ciepła z serwerowni
-9
-9
Energia potrzebna do wprawienia w ruch pop, sprężarek
itd.
19
14
Chłodzenie
11
6,6
Instalacja kolektorów słonecznych
-1
-1,3
SUMA
46
32,7
Z zaprezentowanych szacunków widać, że budynek zdecydowanie zarówno w warunkach
teoretycznych jak i rzeczywistych sprostał normom Green Building. Dlatego dodatkowo do bilansu
dodano elementy związane z zapotrzebowaniem na energię: oświetlenia, serwerowni, kuchni,
rozdzielni, systemu ochrony oraz wszystkich elementów zewnętrznych budynku wymagających
zasilania elektrycznego.
Tabela 2. Zużycie energii przez elementy nie wchodzące w skład wymagań norm Green Building
Zużycie energii przez inne elementy
niewchodzące w skład wymagań Green
Building
Warunki teoretyczne
[kWh/m2]
Warunki rzeczywiste
[kWh/m2]
43
36
Po zsumowaniu wartości związanych z wymaganiami Green Building oraz zużycia energii przez inne
elementy niewchodzące w skład tych wymagań otrzymano:
Tabela 3. Całkowite zużycie energii przez budynek
Całkowite zużycie energii
Warunki teoretyczne [kWh/m2]
Warunki rzeczywiste [kWh/m2]
89
68,7
Zgodnie z obliczeniami przedstawionymi w czasie prezentacji widoczne było, że bezwzględnie
budynek spełnia wymagania norm stawianych przez Green Building, a nawet zdecydowanie
przewyższa je pod względem energetycznym. Całkowite zużycie energii wyniosło w przybliżeniu 69
kWh/m2, a więc zdecydowanie mniej niż wymaganie postawione na etapie projektowania całego
budynku. W trakcie prezentacji widoczne było duże zaciekawienie całym wykładem. Słuchacze co
chwilę zadawali wnikliwe pytania co sprawiło, że cały wykład był niezmiernie ciekawy.
Drugą część spotkania miał wypełnić wykład cenionego w Polsce specjalisty dr inż. Mariana Rubika,
który prawdopodobnie dla każdego specjalisty w dziedzinie klimatyzacji i ogrzewnictwa jest pewnego
rodzaju autorytetem. Wykład dotyczył „Oszczędności energii i ochrony środowiska w rozwiązaniach
urządzeń i systemów chłodniczych w klimatyzacji”. Niestety z powodu żywej i długiej wymiany
poglądów podczas pierwszego wykładu, Pan dr inż. Marian Rubik miał niespełna godzinę na
przedstawienie swoich badań i obserwacji, co przy prezentacji liczącej ponad 70 slajdów okazało się
praktycznie niemożliwe. Wykład przeprowadzony przez Przewodniczącego Rady Naukowo Programowej w Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła, ogólnie dotyczył
wykorzystywanych obecnie metod chłodniczych w Polsce. Wykład rozpoczął się od przedstawienia
tabel wykresów zużycia energii w poszczególnych krajach Europy oraz innych największych
producentów energii elektrycznej na świecie (USA, Rosja i Chiny), co ostatecznie doprowadziło do
porównania całkowitych emisji dwutlenku węgla w poszczególnych krajach świata. Konkluzją z tej
części wykładu było określenie czy kraje mają szansę spełnić wymagania postawione w ramach
Protokołu z Kioto. Dr inż. Marian Rubik potwierdził, że Polska wypadła w tej dziedzinie bardzo
obiecująco i ma szanse spełnić te wymagania, jednak zasygnalizował również, że takie państwa jak
USA czy Chiny zamiast zmniejszać emisję dwutlenku węgla, co roku notują podwyższanie się tego
parametru.
Powyższa część wykładu zabrała prowadzącemu zdecydowaną większość czasu i w kolejnych jego
etapach nie było możliwości na wnikliwe omawianie tematu chłodniczych instalacji. W dalszej
wypowiedzi przedstawione zostały przyszłe rozwiązania w dziedzinie czynników chłodniczych oraz
aktualne sposoby wytwarzania chłodu (sprężarkowe oraz adsorpcyjne). Intencje wykładowcy były
ogromne i prawdopodobnie gdyby nie ograniczenia czasowe bylibyśmy świadkami kolejnej
fascynującej konwersacji między prowadzącym a gośćmi seminarium. Mamy nadzieję, iż poruszone
aspekty są wstępem do kolejnych spotkań z Dr inż. Marianem Rubikiem.
W tym momencie zakończyła się część wykładowa seminarium po raz kolejny „na scenę” wszedł
Prezes firmy Swegon w Polsce Pan Witold Leven, przedstawiając osiągnięcia firmy Swegon w
naszym regionie. Sztandarowymi przedsięwzięciami Swegonu w tym regionie okazały się fabryka P
& G koło Aleksandrowa Łódzkiego oraz fabryka Hutchinson w Łodzi. Ponadto zostało
przedstawionych wiele innych inwestycji, które jak powiedział Prezes Witold Leven stawiają Łódź w
gronie największych beneficjentów produktów firmy Swegon.
Po zakończeniu prezentacji goście zostali zaproszeni na poczęstunek, w trakcie którego nie
brakowało konwersacji na temat wcześniejszych wykładów. Posiłek był także ostatnim elementem
całego seminarium, które niewątpliwie było bardzo interesujące i nasza redakcja z przyjemnością
pojawi się na kolejnych jego odsłonach.
Zdjęcia:
Autor: mgr inż. Artur Kołodziejczyk
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
KONTAKT
Swegon
E-mail: [email protected]
WWW: www.swegon.pl
Tel.: (061)816-87-00