Ciągle jest niedoceniana kwestia wpływu na człowieka tego wszystkiego, co go bezpośrednio otacza w miejscu zamieszkania i w miejscu pracy. Z pojawiających się ostatnio publikacji, w tym również polskich autorów, wynika zaś jednoznacznie, że jakość środowiska wewnątrz budynków jest często o wiele gorsza niż w przestrzeni zewnętrznej, nawet na obszarach wielkich aglomeracji miejskich. Imperatyw energooszczędności i nowe technologie doprowadziły do paradoksalnej sytuacji, w której mimo stosowania coraz lepszych materiałów buduje się coraz gorsze domy, nieprzyjazne dla człowieka hermetycznie zamknięte klatki.


Ciągły postęp w dziedzinie chemii budowlanej pozwala przyjąć umiarkowanie optymistyczną postawę w stosunku do kwestii skażenia atmosfery wewnętrznej toksynami pochodzącymi z tego źródła. Świadomość społeczna tu jest zresztą dość wysoka, dzięki prowadzonym na szeroką skalę działaniom informacyjnym i edukacyjnym .
Wiadomo, że niedostatek tlenu prowadzi do ociężałości fizycznej i umysłowej. Dlatego też, stosownie do zasad sztuki inżynierskiej, powinno się dostarczać człowiekowi około 15 m³ świeżego powietrza w ciągu godziny.
Problemu właściwego dostarczania świeżego powietrza do wnętrza domu jednorodzinnego nie da się już rozwiązać serwując parę kratek wentylacji grawitacyjnej. Architektów czasem zdaje się w ogóle nie obchodzić, czym będą oddychać ich klienci.
Optymalna dla nas jest wilgotność względna powietrza w granicach 50 ÷ 65%; krótkotrwale dobrze znosimy nawet znaczne odchylenia. Krótkotrwale, ale nie stale: to trzeba sobie uświadomić nader dobitnie. Rozpowszechnienie systemów centralnego ogrzewania wodnego spowodowało, że przez wiele miesięcy w roku, tak w domu, jak i w miejscu pracy, otacza nas powietrze o wilgotności względnej rzędu 30% lub niższej.
Wyniki badań opublikowanych w ostatnich latach coraz intensywniej zwracają naszą uwagę na jeszcze jeden parametr powietrza, o którym dotąd właściwie się u nas w ogóle nie mówiło. Chodzi tu o jonizację powietrza. Dobrze czujemy się po burzy nie tylko dlatego, że powietrze jest takie czyste i przyjemnie pachnie ozonem, ale przede wszystkim z powodu dużej zawartości cząstek naładowanych ujemnie. Stwierdzono, że wydajność intelektualna, i odporność na zmęczenie fizyczne są w zaskakująco silny sposób zależne od stopnia i rodzaju jonizacji powietrza.
Elementy wyposażenia mieszkań, jak np. meble czy wykładziny podłogowe często posiadają właściwości elektrostatyczne bardzo niekorzystne dla utrzymania ujemnej jonizacji powietrza. Wrogiem ładunków ujemnych jest radiacja emitowana przez monitory komputerów i domowe telewizory, dym papierosowy a także futro nie mającego złych zamiarów naszego psa. Niekorzystny jest pod tym względem zwykły domowy kurz zawierający pyłki roślinne, roztocza, zarodniki bakterii i prostych grzybów oraz bogatą gamę innych alergenów. Zmysły ludzkie niestety nie posiadają możliwości oceny rodzaju i stopnia zjonizowania powietrza.
Do dobrego samopoczucia i dla zachowania zdrowia, człowiekowi na co dzień potrzebne jest do oddychania powietrze nie tylko o przyjemnej temperaturze, ale także bogate w tlen, o właściwym stopniu nawilżenia, korzystnym ujemnym zjonizowaniu, wolne od alergenów.
W sytuacji, kiedy systemy centralnego ogrzewania wodnego pozwalają jedynie na kontrolę temperatury, niekorzystnie wpływając na wilgotność i jonizację powietrza, ich stosowanie należy w przyszłości ograniczyć do tych przypadków, w których jest to z jakichś powodów racjonalne.
Jedyną godną popularyzacji alternatywą są systemy centralnego ogrzewania powietrznego, tańsze w eksploatacji i zdecydowanie bardziej przyjazne ludzkiemu gatunkowi. Znane są one powszechnie zwłaszcza na kontynencie amerykańskim: w budownictwie jednorodzinnym - stanowią tam ponad 70% stosowanych rozwiązań. Nie chodzi tu oczywiście o anachroniczne systemy grawitacyjne z komorą grzewczą, choć do dziś spotkać można i w Polsce znakomicie funkcjonujące ich przykłady.
Współczesne rozwiązania opierają się o urządzenia mechanicznie wymuszające obieg powietrza. Rozprowadzane jest ono po obiekcie systemem kanałowym, wykonywanym głównie techniką klejenia z dźwiękochłonnej, termoizolacyjnej pianki poliuretanowej. Czerpanie świeżego powietrza odbywa się w sposób ściśle kontrolowany. Może ono być pobierane poprzez zład kamienny. Jest to podziemna komora, wypełniona często kamieniem polnym, o temperaturze utrzymującej się całorocznie w zakresie +4 ÷ +12oC. Latem powietrze ulega tu wstępnemu schłodzeniu i osuszeniu, zimą może ulec ogrzaniu i nawilżeniu. Ciepło zużytego, usuwanego na zewnątrz powietrza może być w znacznym stopniu odzyskiwane przy pomocy odpowiednich rekuperatorów. Istnieje prosta możliwość ciągłej filtracji mechanicznej i elektrostatycznej powietrza wewnątrz domu, jego jonizacji i kontrolowanego nawilżania.
Omawiane rozwiązania posiadają jeszcze jedną istotną zaletę: doskonała dynamika sterowania temperaturą i łatwość rekuperacji ciepła stwarzają warunki dla nieosiągalnej w innych systemach oszczędności energii. Mniejsze jej zużycie oznacza nie tylko niższe koszty eksploatacyjne, ale też mniej zanieczyszczone środowisko.
Generatorami ciepłego powietrza są z reguły piece nadmuchowe lub - wreszcie i u nas stosowane - pompy cieplne.
Piece nadmuchowe najczęściej są opalane gazem ziemnym, ale przy jego niedostępności mogą być zasilane lekkim olejem opałowym lub ciekłym propanem. Rozwinięciem opartych o piece nadmuchowe instalacji centralnego ogrzewania powietrznego są systemy HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning). W rozwiązaniach tych do pieca dobudowuje się blok chłodzący: urządzenia są zespolone tak, że korzystają że wspólnego zespołu wentylatorowego, wspólnego zasilania i sterowania. Systemy HVAC umożliwiają praktycznie pełną kontrolę podstawowych parametrów powietrza przez cały rok.
Rosnące wymogi łączenia komfortu i ochrony środowiska z ekonomią powodują coraz szersze zainteresowanie systemami klimatyzacyjnymi rozumianymi jako instalacje ogrzewania powietrznego z możliwością chłodzenia. Sercem tych instalacji jest klimatyzator - pompa cieplna, zwany inaczej klimatyzatorem rewersyjnym.
Pompy cieplne mogą pracować w różnych układach: powietrze - powietrze, ziemia - powietrze, woda - powietrze. Układ ziemia - powietrze odnosi się do sytuacji, w której ciepło jest czerpane z ziemi (dolne źródło ciepła), a rozprowadzane w postaci ciepłego powietrza wewnątrz budynku. Układy, w których dolnym źródłem ciepła jest ziemia lub woda są tańsze w eksploatacji, ale na ogół wydatnie droższe w budowie. Dzięki prostocie i taniości montażu oraz innym oczywistym zaletom popularnym rozwiązaniem stały się pompy cieplne powietrze - powietrze, czyli czerpiące ciepło z powietrza zewnętrznego klimatyzatory rewersyjne. Ich ewidentną wadą jest malejąca wraz z temperatura skuteczność działania. Stąd też przy temperaturach rzędu -5 ÷ -7oC i niższych muszą być one wspomagane nagrzewnicami elektrycznymi lub ciepłem innego pochodzenia. Przy obecnej wysokości ceny prądu elektrycznego koszty eksploatacyjne takich układów są na tym samym poziomie, co tradycyjnych systemów opalanych sieciowym gazem ziemnym.
Zdrowie, ekonomia, ekologia i komfort - to cztery podstawowe argumenty przemawiające za koniecznością przełamania powszechnie funkcjonujących stereotypów myślowych w dziedzinie techniki ogrzewczej.
Oddychające domy nie są teorią - oby jak najprędzej stały się powszechną rzeczywistością.
dr inż. Erazm W. Felcyn
Creon Sp. z o.o.


Komentarze

  • Analiza kosztów

    Panie Doktorze czy przeprowadzał pan szczegółową analizę kosztów projektu? Chodzi mi o relacje pomiedzy pompą ciepła, a podgrzewaniem powietrza za pomocą kotła gazowego?
    Grzegorz
    Politechnika Gdańska

  • Koszty są podobne

    Firma np.PYROX specjalizująca się w ogrzewaniach nadmuchowych daje nagrzewnicę kanałową na każde pomieszczenie,aby termostat mógł wyłączć w danym pom. ogrzewanie nie wyłanczając wentylacji. Przy piecu c.o. jest to nimożliwe, zaś co do pomp ciepła to przy przyzwoitej izolacji domu okres zwotu znacznie przekracza trwałość. Dlatego szkoda o tym pisać.

  • Mam pytanie dotyczące zastosowania pomp ciepła.

    Czy z tego wynika że można w ogrzewaniu nadmuchowym zastosować jako źródło ciepła gruntową pompę ciepła a jeśli tak to jak dokładnie technicznie wygląda układ przekazywania ciepła z pompy do kanałów namuchowych i jakie są parametry ciepła zasilania i nadmuchu.