Możliwości i problemy naturalnego chłodzenia i wentylacji budynków biurowych
Odpowiednie chłodzenie i wentylacja budynków biurowych to jeden z ważniejszych problemów utrzymania komfortowych warunków mikroklimatycznych ich wnętrz. Duże nagromadzenie pracowników i sprzętu elektronicznego, m.in. dynamiczny wzrost liczebności sprzętu komputerowego, powodują zagrożenie przegrzewania się pomieszczeń biurowych. Procesy egzotermiczne są na tyle znaczne, że w niektórych budynkach nawet w okresie grzewczym może następować przegrzewanie pomieszczeń. Nie tylko utrzymanie komfortu termicznego, ale także komfortu higienicznego związanego z jakością powietrza jest tu istotnym problemem.
Konieczna jest zapewnienie efektywnego i zdrowego systemu chłodzenia i wentylacji. We współczesnej architekturze proekologicznej odchodzi się od wyłącznego wykorzystania mechanicznych systemów HVAC (ang. Heating-Ventilation-Air Conditioning) na rzecz naturalnego chłodzenia i wentylowania przestrzeni wewnętrznej.
Naturalne chłodzenie należy rozumieć jako szereg działań zapobiegających przegrzewaniu, które obejmują m.in. ochronę przed oddziaływaniem promieni słonecznych i wysokiej temperatury powietrza zewnętrznego oraz pochłanianie i magazynowanie ciepła w masie termicznej (w tym również wykorzystanie wody).
Naturalna wentylacja, to z kolei przepływ i wymiana powietrza oparte na procesach niewymuszonych. Należy wyróżnić: wentylację poprzeczną, którą cechuje przepływ mas powietrza w kierunku poziomym oraz wentylację wyporową, inaczej zwaną grawitacyjną – przepływ w kierunku pionowym.
Proces odchodzenia od wykorzystania mechanicznych systemów HVAC, jako jedynego systemu kształtowania środowiska atmosferycznego budynku spowodowany jest kilkoma czynnikami. Po pierwsze pozwala na zaoszczędzenie znacznych nakładów materialnych, związanych z funkcjonowaniem i amortyzacją energochłonnych systemów klimatyzacyjnych, wentylatorów itp. Doświadczenia z krajów zachodnich pokazują, że na tym polu można poczynić znaczne oszczędności, zmniejszając energochłonność budynków nawet o kilkadziesiąt procent.
Inną istotną przyczyną jest coraz mniejsza akceptacja systemów klimatyzacyjnych przez pracowników biurowych. Uważa się, że tzw. „syndrom chorych budynków” (ang. sick building syndrom-SBS), który zaistniał głównie w budynkach biurowych spowodowany jest wytworzeniem sztucznego mikroklimatu wnętrz. Badania ankietowe przeprowadzone w USA wykazały, że aż 89% pracowników chce pracować w mikroklimacie naturalnym.
Trzeci istotny powód dotyczy zagadnień ekologicznych. Coraz większa konieczność ochrony środowiska naturalnego i tego świadomość wśród ludności krajów rozwiniętych powoduje, że zwracają się oni ku naturalnym sposobom ogrzewania, chłodzenia i wentylowania pomieszczeń. Wykorzystanie naturalnych źródeł energii – czystych, bezodpadowych i praktycznie niewyczerpalnych zyskuje tu przewagę nad, pochłaniającymi znaczne ilości energii elektrycznej, systemami mechanicznymi. Energię te bowiem wciąż uzyskuje się w głównej mierze z kopalnych paliw energetycznych - paliw nieprzyjaznych środowiskowo.
Należy dodać, że proekologiczne wykreowanie wizerunku firmy staje się tez coraz bardziej skutecznym działaniem marketingowym.
Koncepcje wykorzystania naturalnego chłodzenia i wentylowania w budynku znane są już z najdawniejszych czasów.
Już w starożytności budynki kształtowano tak, by zapewnić komfort termiczny ich użytkownikom przez cały rok. Portyki kamiennych greckich świątyń, to m.in. elementy zacieniające, a ich odsłonięta, masywna konstrukcja – element pochłaniający nadwyżki ciepła.
W niektórych greckich wioskach, np. jaskiniowej wiosce na Santorini, domy przylegają do południowego zbocza, wykorzystując ziemię, jako masę termiczną obniżającą wahania temperatury.
Renesansowa „Willa Capra Rotonda” Palladia stanowi przykład koncepcji naturalnego wentylowania pomieszczeń, polegającego na wprowadzaniu w partii podpiwniczenia chłodnego powietrza do wnętrza i przez otwory w stropie rozprowadzania go we wnętrzu aż do wyprowadzenia w górnej partii kopuły.
Budowle Bliskiego Wschodu – rejonu o suchym i gorącym klimacie dostarczają przykładów wykorzystania wody, jako czynnika chłodzącego. Jedne z ciekawszych rozwiązań - wieże wiatrowe zwane badgirami służyły wykorzystani wiatru i wciąganiu świeżego powietrza odgórnie do budynku. W górnej partii wieży umieszczano zbiorniki z zimną wodą, które schładzały napływające do środka powietrze.
Efektywne naturalne chłodzenie i wentylowanie budynków wieloprzestrzennych, do których zazwyczaj należą budynki biurowe, jest z racji ich złożoności architektonicznej i konstrukcyjnej zadaniem trudnym. Ograniczeniem jest też zależność od uwarunkowań pogodowych (np. wentylacja naturalna sensowna jest wówczas, gdy wartość temperatura otoczenia jest niższa od temperatury otoczenia).
Niemniej obecne próby rozwiązania tych problemów i powrotu do strategii naturalnego chłodzenia i wentylacji pomieszczeń, posiłkowane zaawansowaną techniką i technologią oraz wiedzą zakresu kształtowania tzw. pasywnej architektury słonecznej, jawią się jako zjawisko niezmiernie ciekawe i godne uwagi.
Wykorzystanie otwieranych okien
Najprostszym sposobem naturalnego chłodzenia i wentylowania pomieszczeń jest zastosowanie otwieranych okien. Odchodzi się tym samym od idei szczelnie „opakowanego pudełka” - budynków z hermetycznie zamkniętymi systemami elewacyjnymi, których rozkwit przypadł na lata 60-80-te ubiegłego wieku.
Otwieranie okien zapewnia wymianę powietrza z otoczeniem. Przy odpowiednim zaprojektowaniu budynku możliwe jest wykorzystanie wentylacji poprzecznej. Warunkiem jest przede wszystkim ulokowanie otworów okiennych w przynajmniej w dwóch różnych płaszczyznach ścian zewnętrznych (najlepiej przeciwległych), celem wytworzenia systemu poprzecznego przepływu powietrza. Przepływ ten jest z kolei możliwy przy wąskich planach obiektów biurowych (do ok.12m głębokości). Biura wielkoprzestrzenne lub rozbudowane formy biur grupowych są w tym aspekcie niekorzystne. Przyjęcie koncepcji „cross ventilation” powoduje konieczność projektowania układów otwartych biur o wąskich traktach użytkowych bądź biur celkowych z otworem cyrkulacyjnym w wewnętrznej ścianie. Uzasadnione może być też łączenie tych układów, np. w formie biur typu „kombi”.
Otwieranie okien umożliwia realizację koncepcji chłodzenia nocnego. Jest jednak skuteczne wówczas, gdy budynek cechuje się dużą masą termiczną. Chłód zakumulowany w ciągu nocy w masywnych przegrodach wewnętrznych ulega w ciągu dnia emisji do otoczenia.
Wyk. 1 Rola „masy termicznej” w naturalnym chłodzeniu budynku; na podst. poz. [2]
Wietrzenie nocne z wykorzystaniem otwieranych okien może być jednak ograniczone ze względu na ryzyko przedostania się osób niepożądanych do wnętrza, zwłaszcza w przypadku okien niższych kondygnacji a także z uwagi na brak ochrony przed silnymi opadami atmosferycznymi lub wiatrami. Okna jako elementy jednopowłokowe są też niekorzystne w aspekcie kontroli przepływu powietrza w ciągu dnia. Łatwo doprowadzić do przeciągów, a także przegrzania lub nadmiernego wychłodzenia wnętrza, gdy czynności otwierania i zamykania okien nie są ze sobą skoordynowane. Otwieranie okien może wreszcie znacznie pogarszać warunki akustyczne panujące we wnętrzu obiektu.
Wykorzystanie szklanych ścian dwupowłokowych
Wspomniane problemy są zredukowane lub nie występują przy wykorzystaniu szklanych ścian dwupowłokowych. Ściany te składają się z dwóch warstw szklenia odsuniętych od siebie o kilkanaście do kilkudziesięciu centymetrów. Warstwę wewnętrzną mogą tworzyć tradycyjne okna (system niejednorodny). Z kolei warstwę zewnętrzną stanowi wówczas szklana powłoka. Dzięki zewnętrznej warstwie szklenia, otwieranie okien nie grozi przeciągom, co jest szczególnie istotne w budynkach wysokich i wysokościowych. Powłoka zewnętrzna stanowi też ekran akustyczny oraz osłonę przeciwwiatrową, a także zabezpieczenie przed dostępem niepożądanych osób do środka. Okna w wewnętrznej ścianie mogą być uchylane bez znacznego pogorszenia komfortu akustycznego, zagrożenia przeciągami, przedostawaniem się opadów atmosferycznych, a w nocy - włamaniem.
Mimo, iż największe zalety stosowania szklanych systemów dwupowłokowych wiążą się z ochroną akustyczną, to jedną z istotniejszych ról, jaką mogą pełnić, jest naturalna wentylacja pomieszczeń. Dotyczy to tzw. systemów otwartych, tj. systemów przystosowanych do wymiany powietrza wewnętrznego z otoczeniem. Pomiędzy dwiema warstwami szklenia istnieje pustka powietrzna, która służy jako kanał cyrkulacyjny. Wykorzystywana jest wentylacja wyporowa. W założeniu, ogrzane powietrze w przestrzeni międzypowłokowej cyrkuluje do góry i zostaje wyprowadzone na zewnątrz. Ciąg powietrza ku górze wyprowadza ciepłe, „zużyte” powietrze z powierzchni biurowej, zasysając w dolnej partii chłodne powietrze z zewnątrz. W klasycznej postaci szklanych ścian dwupowłokowych, chłodne powietrze z przestrzeni międzypowłokowej wprowadzane jest do przyległych pomieszczeń przez dolne otwory cyrkulacyjne i wyprowadzane w górnej części.
Wyk. 2 Schemat funkcjonowania klasycznej
szklanej ściany dwupowłokowej, wg poz. [7]
Właściwe funkcjonowanie szklanych ścian dwupowłokowych w aspekcie naturalnego wentylowania nie jest proste do osiągnięcia. Poza czynnikami zewnętrznymi, niejako niezależnymi, jak siła i kierunek wiatru, temperatura powietrza zewnętrznego, nasłonecznienie elewacji, istnieją czynniki dyktowane cechami przestrzennymi i technologicznymi ścian dwupowłokowych, które decydują o sprawnej niewymuszonej wentylacji wyporowej. Do najważniejszych należą: szerokość odstępu miedzy dwiema warstwami ściany, przekrój i rozmieszczenie otworów cyrkulacyjnych, obecność podziałów pionowych i poziomych w przestrzeni międzywarstwowej oraz – gdy się przewiduje- kierunek ułożenia przestrzennych elementów zacieniających.
Przykładowo, ściany dwupowłokowe o niewielkim rozstawie warstw, z gęstymi podziałami poziomymi i horyzontalnie rozmieszczonymi żaluzjami, nawet przy najbardziej sprzyjających warunkach zewnętrznych, mogą wymagać wymuszonego ruchu powietrza. Należy podkreślić, że nie ma gotowej recepty na sprawne funkcjonowanie ścian – każdy projekt wymaga indywidualnego podejścia z uwzględnieniem specyficznych uwarunkowań zewnętrznych.
Tabela 1 Wyniki badań nad przewidywanymi sposobami wymiany powietrza w zależności od warunków pogodowych w jednym z budynków biurowych w Hamburgu. WN – wentylacja naturalna, WM – wywiew mechaniczny, K – klimatyzacja; wg poz. [2]
Wykorzystanie przeszklonych atriów/pasaży
Przeszklone atria, w tym pasaże, to rozwiązania coraz chętniej wykorzystywane do naturalnej wentylacji wyporowej. Ulokowane w wewnętrzne strefie budynku pozwalają na tworzenie budynków o głębokim planie. Mówi się często, że stanowią „płuca budynku”. Z założenia, ogrzane powietrze w górnej części przestrzeni atrialnej ulega wyprowadzeniu przez otwory cyrkulacyjne w partii dachowej. Powstaje podciśnienie, które powoduje zasysanie powietrza z dolnych partii budynku, czyli tzw. efekt kominowy. Przepływ powietrza ku górze sprawia z kolei, ze w dolnej części chłodne świeże powietrze zostaje wprowadzane do środka.
Powietrze to może być i jest najczęściej wprowadzane przez otwierane okna w elewacjach. Przeszklone atrium tworzy system wentylacji poprzeczno–wyporowej. Powietrze wprowadzane przez okna przepływa poprzecznie przez pomieszczenia wewnętrzne, po czym ogrzane wędruje ku górze w przestrzeni atrialnej i tam zostaje wyprowadzone na zewnątrz.
Uzyskanie wyżej opisanego modelowego/teoretycznego funkcjonowania atriów w rzeczywistości jest zadaniem trudnym do realizacji, gdyż zależy od wielu czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć: wielkość powierzchniową otworów cyrkulacyjnych, geometrię świetlika dachowego, wysokość i smukłość przestrzeni atrialnej. Do tego dochodzą uwarunkowania mikroklimatyczne, m.in. siła i kierunek oddziaływania wiatru.
Przykładowo, w wysokich atriach na pewnym poziomie może następować zaleganie ciepłych mas powietrza. Niewielka smukłość może z kolei osłabiać efekt kominowy, niedostateczna wielkość powierzchniowa redukuje wymianę powietrza, zbyt duża zaś powoduje niekomfortowy, zbyt szybki przepływ powietrza. Wreszcie geometria dachu może sprawiać, że na jego powierzchni wskutek zawirowań powietrza zewnętrznego, wytworzy się strefa podciśnienia, która spowoduje, że zakładany kierunek przepływu powietrza zostaje odwrócony.
Interesującym przykładem zastosowania pasażu przeszklonego jako „płuc budynku” jest obiekt „Sur-Tec” w miejscowości Zwingerberg w Niemczech. Budynek charakteryzuje się bardzo czytelnym układem pasmowym odzwierciedlającym ideę strefowania termicznego przy zachowaniu wąskiego traktu użytkowego powierzchni biurowej. Celkowy układ biurowy ma głębokość jedynie 4,2 m. Uchylne okna pozwalają na wykreowanie systemu wentylacji porzeczno-wyporowej z przyległym do biur pasażem. Kolejną strefę tworzą kolejno: laboratoria, magazyn i hala produkcyjna. Jako, że część laboratoryjno-przemysłowa wymaga i w związku z tym korzysta z mechanicznych systemów HVAC, naturalnej wentylacji podlega przestrzeń atrialna i biura. Jakość powietrza poprawia bujna zieleń we wnętrzu. Nadwyżki ciepła pochłaniane są przez wyeksponowane, masywne ściany budynku. Powietrze napływające przez okna, schładzane jest przy powierzchni zbiornika wodnego, który zaprojektowano przy elewacji biurowej. Chłodne, zwilżone powietrza przenika zatem do biur, dochodząc do przestrzeni atrialnej poprzez otwory nad drzwiami pokoi biurowych. Tam unosi się i zostaje wyprowadzone przed otwory cyrkulacyjne w szklanym świetliku przekrywającym pasaż.
Fot. 1 Budynek biurowo-produkcyjny „Sur-Tec” w Zwingenbergu (Niemcy)
z przeszklonym pasażem jako „płucami budynku”
Wykorzystanie kominów słonecznych
Kominy słoneczne stanowią stosunkowo młode rozwiązanie we współczesnej architekturze proekologicznej. Szczególnym powodzeniem cieszą się na wyspach brytyjskich. Idea funkcjonowania kominów słonecznych nie odbiega znacząco od działania kominów tradycyjnych. Cechą charakterystyczną jest przeznaczenie do naturalnej wentylacji wyporowej przy wykorzystaniu ogrzewania energią słoneczną.
Kominy wystają na ogół zdecydowanie ponad obrys dachu i cechują się znaczną smukłością. Cechy te mają sprzyjać przepływowi powietrza i prędkości jego wymiany. Wyniesione ponad dach, są w górnej partii nagrzewane przez promienie słoneczne. W wyniku stratyfikacji powietrza następuje wzmożony efekt kominowy. Powietrze z wnętrza wydostaje się przez otwory cyrkulacyjne w górnej części komina. W tej części są też często przeszklone, aby dzięki efektowi szklarniowemu, maksymalnie pozyskiwać ciepło z nasłonecznienia.
Wyk. 3 Schemat funkcjonowania komina słonecznego
Kominy mogą być ulokowane na obrzeżach budynku - w obrębie ich elewacji. W tym układzie występują niekiedy razem ze ścianami dwupowłokowymi. Częściej jednak spotyka się je w konfiguracji penetracyjnej, tj. jako elementy „przebijające” bryłę budynku. Układ taki jest korzystny w aspekcie efektywnego wentylowania wnętrza, gdyż zasięgiem obejmuje nie tylko łatwe do naturalnego chłodzenia i wentylowania przybrzeżne części przestrzeni wewnętrznej, ale także te usytuowane najgłębiej. Kominy takie mają tu przewagę nad kominami w układzie przylegającym i elewacjami dwupowłokowymi. Wadą jest na ogół ograniczenie elastyczności przestrzeni wewnętrznej oraz problemy związane z bezpieczeństwem p-poż.
Nowatorskie i oryginalne rozwiązanie wprowadzono w budynku biurowym „WAT GmbH” w Karlsruhe. Jego charakterystycznym elementem jest tzw. ściana kominowa będąca przetworzoną formą komina słonecznego. Czarna ściana przecina bryłę budynku wzdłuż dłuższego boku w proporcjach mniej więcej 1:3/2:3. Ściana składa się z dwóch pełnych warstw oddzielonych od siebie pustką powietrzną. Stanowi dukt wentylacyjny, w którym przepływa powietrze.
Największe walory ściany w aspekcie naturalnego chłodzenia i wentylowania biur ujawniają się w wietrzeniu nocnym. U podstawy budynku chłodne powietrze przedostaje się otworami wentylacyjnymi w obszar przestrzeni międzywarstwowej. Tam, w wyniku efektu kominowego, unosi się. Następnie napływa do wnętrza przez otwory cyrkulacyjne umieszczone na każdej kondygnacji w dolnej części ściany.
W słoneczne dni, ciemna barwa ściany i jej wysunięcie ponad dach budynku sprawiają, że w górnej partii silnie się nagrzewa, zwiększając efekt kominowy. Schłodzone w ciągu nocy ściany wypromieniowuje chłód na zewnątrz. Następnie, zużyte i ciepłe zostaje wyprowadzone za pośrednictwem ściany kominowej na zewnątrz. Powietrze to przedostaje się do „pustki” międzywarstwowej przez otwory cyrkulacyjne rozmieszczone w górnej części ściany na każdej kondygnacji.
Problem tkwi w rozdzieleniu wydostającego się ogrzanego powietrza od napływu świeżego schłodzonego powietrza
Należy dodać, że budynek wykorzystuje wiele technik naturalnego chłodzenia i wentylacji. Posiada m.in.: odsłonięte stropy, podłogi wyposażone w dukty wentylacyjne, rozbudowany system elementów zacieniających, zminimalizowaną powierzchnię ściany zachodniej, jako płaszczyzny powodującej największe nagrzewanie się budynku w okresie letnim.
Fot. 2 Budynek biurowy „WAT GmbH” w Karlsruhe
z charakterystyczną ścianą kominową
Inny interesujący przykład zmodyfikowanej formy kominów słonecznych cechuje projekt budynku biurowego w Katanii. Budynek położony w gorącym klimacie śródziemnomorskim wymagał zmodyfikowania koncepcji kominów słonecznych występujących na wyspach brytyjskich i innych krajach klimatu umiarkowanego. Architekt -Mario Cucinella posłużył się wodą jako czynnikiem chodzącym, nawiązując tym samym do bliskowschodnich rozwiązań wież wiatrowych- średniowiecznych bagdirów.
Rozwiązania z wykorzystaniem cieczy
Koncepcja zaproponowana przez M. Cucinellę, tzw. „downdraught evaporating cooling” polega w tym przypadku na schładzaniu ciepłych mas powietrza w górnej partii komina z wykorzystaniem cieczy, która przez parowanie schładza powietrze i powoduje jego opadanie. Dzieje się tak, dzięki zastosowaniu mikronizerów (ang. micronisers) – cieczowych elementów chłodniczych ulokowanych na szczytach wież.
Kominy zostały rozmieszczone modularnie w przestrzeni wewnętrznej, tak aby zachować jak największą elastyczność kształtowania przestrzeni wewnętrznej. Dla efektywnego wykorzystania kominów, stanowiska robocze zostały maksymalnie zbliżone do ich ścian. Kominy funkcjonują także jako dukty wyciągowe, wyprowadzając w nocy nagrzane powietrze z powierzchni biurowej na zewnątrz.
Ich forma lekko rozszerza się ku podstawie. Kształt ten uznano jako optymalny w kontekście dystrybucji schłodzonego powietrza, a także doprowadzania światła dziennego do wnętrza.
Wyk. 4 Koncepcja biurowca w Katanii (Sycylia) z zastosowaniem
kominów jako wież wentylacyjno-chłodniczych, wg poz. [3]
Generalnie chłodzenie cieczą przez parowanie odbywa się przy wykorzystaniu czynnego strumienia cieczy (rozpylaczy, tryskaczy itp.) lub akwenów (zbiorniki wodne itp.).
Ten rodzaj chłodzenia jest odpowiedni dla klimatów ciepłych i suchych. Spotyka się jednak zastosowania w klimatach umiarkowanych, zwłaszcza wówczas, gdy budynek jest szczególnie silnie narażony na przegrzewanie. Dzieje się tak przy dużych powierzchniach przeszklenia wyeksponowanych ku słońcu.
W budynku „Őkohaus” we Frankfurcie/M projektu Joachima Eble, wprowadzono od strony południowej wielkoprzestrzenną strukturę szklarniową. Struktura ta w sensie energetycznym jest pasywnym kolektorem ciepła słonecznego. W lecie jednak powoduje zagrożenie przegrzewania się wnętrza. W celu jego uniknięcia, szklarnię wyposażona w system elementów zacieniających, szkło o podwyższonych właściwościach termoizolacyjnych, otwory cyrkulacyjne. W strategii naturalnego chłodzenia dużą rolę odgrywa także woda.
Tuż przy szklarni zaprojektowano sztuczny zbiornik wodny, który schładza i nawilża napływające do szklarni powietrze zewnętrzne. Zbiornik ten kontynuowany jest wewnątrz przestrzeni szklarniowej. Tu pełni także rolę elementu magazynującego ciepła – masy termicznej. Nadwyżki ciepła pochłaniane są też dzięki niespotykanie grubym 50 cm murom i posadzce.
W niemal bliźniaczym, nieco młodszym budynku „Prisma” w Norymberdze, ten sam architekt zastosował czynny strumień wody w chłodzeniu szklarni. Dolną część szklenia stanowi ściana dwupowłokowa z wewnętrznym systemem zraszania powietrza. Powietrze przechodząc przez ścianę kanałem międzywarstwowym zostaje schłodzone. Do zasilania zraszaczy służy częściowo deszczówka, która z dachu doprowadzana jest w partię podpiwniczenia i stamtąd przesyłana do systemu chłodniczego.
Wyk. 5 Schemat ściany zewnętrznej z zastosowaniem
systemu chłodzenia strumieniem cieczy
– budynek „Prisma” w Norymberdze
Do wad chłodzenia cieczą należy zaliczyć koszty utrzymania infrastruktury i urządzeń lub konstrukcji będących elementem systemu chłodzenia. W klimacie chłodnym, występuje problem z konserwacją, zwłaszcza związany z zapobieganiem korozji urządzeń chłodniczych.
W klimacie wilgotnym, ten rodzaj chłodzenia paradoksalnie może przyczyniać się do wzrostu wartości odczuwanej temperatury powietrza, a także sprzyjać rozwijaniu się grzybów i bakterii lubiących środowisko o dużej wilgotności. Wreszcie w przypadku systemów czynnego przepływu cieczy, wątpliwości może budzić ich rzeczywisty proekologiczny charakter, zwłaszcza w sensie energetycznym. System chłodzący wymaga bowiem zasilania energią z zewnątrz, co powoduje, że nie można uznać ten rodzaj chłodzenia za czysto naturalny.
Zakończenie
Strategia wykorzystania naturalnego chłodzenia i wentylowania wnętrz biurowych wymaga szeregu analiz i ustaleń we wstępnej fazie projektowej. Przede wszystkim istotna jest analiza uwarunkowań otoczenia w aspekcie mikroklimatu panującego na działce (nasłonecznienia, wiatrów, temperatury i wilgotności powietrza zewnętrznego). Po wtóre, przyjęcie konkretnego sposobu naturalnego chłodzenia i wentylacji wymaga skonfrontowania go z zakładanym programem użytkowym budynku, procesami użytkowymi, koncepcją przestrzenną i konstrukcją oraz zagospodarowaniem najbliższego otoczenia. Są to czynniki, które przesądzają o pomyślności przyjętej strategii.
Analizy współczesnych budynków biurowych wskazują, że naturalne chłodzenie i wentylacja jako jedyna metoda kształtowania środowiska mikroklimatycznego biur sprawdza się jedynie w niewielkich obiektach. W bardziej rozbudowanych budynkach biurowych, powinna stanowić wspomaganie i uzupełnienie mechanicznych systemów HVAC.
W naszych warunkach geograficznych, najbardziej racjonalna wydaje się tzw.„strategia mix-mode” polegająca na korzystaniu przemiennie z naturalnych sposobów chłodzenia i wentylacji oraz mechanicznych systemów HVAC.
Autor: dr inż. arch. Janusz Marchwiński
Źródło: Chłodnictwo&Klimatyzacja
Bibliografia:
1. Behling S.,S. , Solar Power. The Evolution of Sustainable Architecture, Munich-London-New York 2000;
2. Daniels K. , The Technology of Ecological Building, Basel-Boston-Berlin 1997;
3. Francis E., Ford B., Recent Develompents in Passive Downdraught Evaporative Cooling (w: European Directory of Sustainable and Energy Efficient Building 1999 ), London 1999;
4. Jones D.L. , Architecture and Environment. Bioclimatic Building Design, London 1998;
5. Nikken Sekkei, Amity with Environment- Toward Creation of Sustainable Cities and Buildings; The Life Cycle of Buildings oraz Energy Saving in Architecture , materiały reklamowo informacyjne z międzynarodowej konferencji Sustainable Building 2000, Maastricht 2000;
6. Marchwiński J., Rola pasywnych i aktywnych rozwiązań słonecznych w kształtowaniu architektury budynków biurowych i biurowo-przemysłowych, praca doktorska – Wydział Architektury Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005;
7. Zielonko-Jung K., Podwójne elewacje szklane we współczesnej architekturze, praca doktorska – Wydział Architektury Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003;
