Systemy ogrzewania powietrznego w nowoczesnym budownictwie jednorodzinnym

Obserwując rozwój budownictwa zauważamy dwa zasadnicze nurty. Domy są coraz bardziej wygodne oraz wykonane z coraz lepszych materiałów. Jest to zresztą ogólna prawidłowość rozwoju charakterystyczna nie tylko dla budownictwa. W branży budowlanej o rozwój pierwszego nurtu dbają architekci, o rozwój drugiego - budowlańcy. Trzecim uczestnikiem procesu tworzenia budynku są instalatorzy. To oni muszą dbać by projektowane przez nich instalacje zapewniały właściwy poziom komfortu użytkowania, oraz były na właściwym poziomie technologicznym. Żadna z tych trzech grup nie działa zupełnie niezależnie a wręcz przeciwnie - następuje sprzężenie zwrotne - każde działanie którejkolwiek powoduje konieczność reakcji reszty.

Skupię się na zagadnieniach dotyczących projektantów i wykonawców instalacji grzewczo-wentylacyjnych.
Zwiększenie izolacyjności termicznej przegród budowlanych - mówiąc w uproszczeniu - ogranicza się do zmiany dwóch parametrów:
• zmniejszenia współczynnika przenikania ciepła (k) przez zastosowanie lepszych materiałów izolacyjnych i wyższą jakość spoin budowlanych oraz
• zmniejszenia stopnia infiltracji powietrza zewnętrznego przez zastosowanie bardzo szczelnej stolarki budowlanej - hermetycznych okien aluminiowych czy drewnianych.
Ostatni postulat skądinąd słuszny pociąga za sobą określone konsekwencje, których zbagatelizowanie może doprowadzić do efektów odwrotnych od zamierzonych. Na pierwszy plan wysuwa się zapewnienie właściwej wentylacji. Tradycyjna wentylacja grawitacyjna przestaje spełniać swoje zadania, ponieważ jako założenie projektowe przy jej stosowaniu przyjmuje się określoną nieszczelność okien i drzwi.
Aby uniknąć pojawienia się wilgoci w okresie letnim, czy wprost braku świeżego powietrza w okresie całorocznym, wentylacja musi być zorganizowana w sposób kontrolowany łatwy do regulacji i skalkulowania kosztów eksploatacji.
Charakterystyczną cechą użytkową domów jednorodzinnych jest ich strefowość. W znakomitej większości dzielą się one na piętra wypoczynkowe, sypialne i ewentualnie robocze. Naturalną więc sprawą jest ich podział również na strefy grzewcze z możliwością obniżenia temperatury na obszarach nieużywanych i szybkiego podniesienia temperatury tuż przed rozpoczęciem tegoż użytkowania.
Jeszcze inną sprawą jest jakość powietrza w domach. W okresie zimy pojawia się problem suchości powietrza, urządzenia elektryczne w które nasze mieszkania są wyposażone, często aż w nadmiarze powodują szkodliwą jonizację dodatnią, alergikom źle się mieszka w pomieszczeniach zakurzonych. Słowem - jest to cały zespół zagadnień który składa się na wytworzenie określonej atmosfery domu. Instalacja grzewcza w zależności od sposobu jej zastosowania kształtuje tę atmosferę w kierunku poprawy lub pogorszenia.
Receptą na większość tych niedogodności jest system centralnego ogrzewania powietrznego. Systemy tego rodzaju stanowią znakomitą większość instalacji grzewczych w domach jednorodzinnych w Stanach Zjednoczonych i są tam znane pod nazwą HVAC. Centralna obróbka powietrza i przesyłanie go do punktów odbiorczych pozwalają na całkowitą kontrolę parametrów powietrza wewnętrznego przy minimalizacji ilości urządzeń i wysokiej całkowitej sprawności instalacji. Ogrzewanie powietrzne charakteryzuje się niespotykaną w innych systemach grzewczych dynamiką działania podniesienie temperatury z dyżurnej ok. 10-12oC do użytkowej 20oC następuje niemal natychmiastowo w czasie krótszym niż 15 min. Systemy powietrzne przy zastosowaniu filtrów usuwają z pomieszczeń kurz, a nawet przykry zapach.
.


Podstawę budowy systemów ogrzewania powietrznego HVAC stanowi piec powietrzny, gazowy. Zbudowany on jest z jednostki wentylatorowej, atmosferycznej komory spalania, oraz części sterowniczej i regulacyjnej. Piec jest sterowany termostatem wewnętrznym utrzymującym temperaturę na zadanym poziomie, jeżeli termostat jest wyposażony w zegar możemy zadawać temperatury w zależności od czasu. Na wlocie do urządzenia zainstalowany jest filtr tkaninowy wielokrotnego użytku. Gabaryty ok. 1m x 1m x 0,4 m powodują, że transport na budowę i montaż nie nastręczają problemów. Piec może być również podwieszony pod sufitem. Jego uzupełnienie stanowią elementy do obróbki powietrza:
• chłodnice
• nawilżacze (wodne lub parowe)
• filtry (zgrubne lub elektrostatyczne) mogą one być dostawiane w późniejszym okresie dzięki czemu rozbudowę systemu rozciągnąć można w czasie, w pierwszym etapie zatrzymując się jedynie na funkcji grzewczej.
Drugą zasadniczą częścią systemu jest instalacja kanałowa. Prowadzi się ją w ścianach i przestrzeni międzystropowej czy międzylegarowej. Materiałem z którego wykonywana jest instalacja jest pianka poliuretanowa powlekana obustronnie folią aluminiową. To właśnie właściwości tego tworzywa powodują, że jest ona cicha (materiał tłumi dźwięki), lekka (blisko pięciokrotnie niż kanał z blachy stalowej ocynkowanej), niepalna, a straty ciepła na przesyle są minimalne (współczynnik przenikania k = 0,83 W / m² K). Instalacja kanałowa przez czerpnię powietrza zewnętrznego dostarcza świeże powietrze w sposób ciągły do wnętrza domu. Elementy nawiewne to wysokiej jakości anemostaty o charakterystykach przepływu zapewniających równomierny i bezgłośny nawiew. Ich wygląd potrafi wzbogacić efekt wizualny wnętrza szczególnie przy zastosowaniu punktowego oświetlenia sufitowego. Ukrycie instalacji pozwala na nieograniczone meblowanie pokojów i eliminuje rzadko stanowiące ozdobę grzejniki wodne.


Wyjątkowe wzbogacenie instalacji grzewczych, powietrznych stanowi kominek grzewczy. Włączony we właściwy sposób do instalacji kanałowej stanowi on alternatywne źródło ciepła dla domu, tanie i niezawodne ponieważ niezależne od zewnętrznych źródeł energii (paliw i energii elektrycznej). Przy korzystaniu z efektów estetycznych palącego się kominka korzystamy z jego efektów cieplnych.
Efektywność systemów powietrznych poprawić można przez pozyskanie energii cieplnej zgromadzonej w ziemi. Przepuszczając powietrze zewnętrzne przez komory wypełnione kamieniami, zagłębione w ziemi na 1-2 m, w najtańszy sposób uzyskujemy wstępne schłodzenie latem, odpowiednią jonizację i wilgotność powietrza wentylacyjnego. Właśnie w okresie letnim takie rozwiązanie stanowić może substytut klimatyzacji, również taniej i niezawodnej.
Po bliższe informacje zapraszam Państwa do naszego biura.
B

mgr inż. Michał Zalewski
CREON