Budownictwo energooszczędne i pasywne uległo w ostatnim okresie zdecydowanemu ożywieniu.

Wielu inwestorów zarówno prywatnych, jak i publicznych przywiązuje dużą wagę do zastosowania w planowanych inwestycjach energooszczędnych rozwiązań. Umożliwiają one w pierwszej linii obniżenie kosztów eksploatacji budynków, ale również ułatwiają przyznanie funduszy unijnych.

Główną przyczyną tej tendencji są rosnące ceny tradycyjnych nośników energii oraz poprawa świadomości ekologicznej społeczeństwa. Na skutek wprowadzenia świadectw energetycznych w Polsce zwracamy również uwagę na zastosowanie rozwiązań energooszczędnych w celu uzyskania lepszej oceny energetycznej budynku, co przekłada się na korzystniejszą wycenę nieruchomości. Naprzeciw takiemu trendowi wychodzi firma REHAU ze swoimi energooszczędnymi rozwiązaniami wykorzystującymi ciepło geotermalne. Jednym z nich jest gruntowy powietrzny wymiennik ciepła AWADUKT Thermo – rozwiązanie wspomagające i uzupełniające system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

W jaki sposób działa gruntowy powietrzny wymiennik ciepła?

System AWADUKT Thermo oparty jest na rurowym wymienniku ciepła. Zasada działania gruntowego powietrznego wymiennika ciepła (w skrócie GPWC) polega na wykorzystaniu temperatury gruntu oscylującej na poziomie ok. 8°C (na głębokości ok. 1,5 m poniżej rzędnej terenu) do ocieplenia lub schłodzenia powietrza płynącego systemem kolektorów. Powietrze to jest następnie przekazywane do centrali wentylacyjnej (najczęściej rekuperatora), gdzie dochodzi do dodatkowego przejęcia ciepła z powietrza zużytego w budynku. Tak przygotowane powietrze jest rozprowadzane w budynku systemem rur wentylacyjnych. Doświadczenia pokazują, że dzięki zastosowaniu GPWC można podnieść temperaturę doprowadzanego powietrza o 22 ?C w zimie i obniżyć o 20 ?C w lecie. Dzięki takiemu zabiegowi powietrze zasysane zimą do centrali wentylacyjno-rekuperacyjnej zostaje wstępnie ogrzane, co przekłada się na mniejsze zużycie energii elektrycznej potrzebnej do podgrzania powietrza do wymaganej temperatury w danym obiekcie. Analogicznie w lecie, w przypadku wystąpienia upałów z temperaturami do 33°C, powietrze po przejściu przez wymiennik ochłodzi się do temperatury 16°C. Nie ma wówczas konieczności montowania instalacji klimatyzacyjnej, która zapewnia jedynie chłodne powietrze lokalnie, blisko klimatyzatora. Często narzekamy również przy klimatyzatorach na łatwość przeziębienia oraz bóle głowy. Efekt klimatyzacyjny uzyskany dzięki gruntowemu wymiennikowi powietrza tworzy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania oraz stabilny i równomierny rozkład temperaturowy w pomieszczeniach.

W szkołach i przedszkolach, gdzie często panuje zaduch, który może przyczynić się do obniżenia koncentracji uczniów, złego samopoczucia oraz częstych zachorowań. Odpowiedzialna jest nieefektywna wentylacja pomieszczeń oraz wysokie stężenie dwutlenku węgla. Tylko wystarczająca ilość świeżego powietrza w pomieszczeniach szkolnych jest w stanie zapewnić wysoką formę umysłową i fizyczną uczniów. Im wyższa jakość powietrza, tym lepsza możliwość koncentracji. W budynkach z tradycyjną wentylacją wymusza to częste wietrzenie pomieszczeń, również aby zabezpieczyć wnętrze przed zbyt wysoką wilgotnością.

Paradoks – właśnie w budynkach energooszczędnych oraz poddanych termomodernizacji dochodzi do uszczelnienia przegród, co ma na celu zabezpieczenie budynku przed nadmierną utratą ciepła. Zapomina się jednak o tym, że należy dostarczyć tym samym do budynku odpowiednią ilość świeżego powietrza. Wówczas wietrzy się przez otwieranie okien, przez które ulatuje niesłychanie duża ilość wartościowego ciepła z budynku.

Idealnym rozwiązaniem jest wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła i zastosowaniem GPWC, która pozwoli pogodzić dwa wyzwania budownictwa energooszczędnego: efektywną szczelność oraz dopływ świeżego powietrza.

       

Zasada działania GPWC latem                 

Zasada działania GPWC zimą

Jakie są podstawowe różnice między rurami kanalizacyjnymi z PVC a rurami AWADUKT Thermo wykonanymi ze specjalnego PP?

System rur GPWC AWADUKT Thermo stworzony został specjalnie do zastosowania jako gruntowy powietrzny wymiennik ciepła:
– rury AWADUKT Thermo posiadają antybakteryjną warstwę wewnętrzną i minimalizują niebezpieczeństwo rozwijania się drobnoustrojów,
– rury AWADUKT Thermo mają większą przewodność cieplną i umożliwiają lepszą wymianę ciepła między GPWC a gruntem. Rury PCV posiadają często rdzeń spieniony i z tego powodu mają właściwości izolacyjne,
– rury AWADUKT Thermo dzięki swojej wytrzymałości i odporności na uderzenia nadają się szczególnie do układania w gruntach rodzimych o cząstkach gruboziarnistych,
– rury AWADUKT Thermo mają dodatkowo podwyższoną sztywność wzdłużną zapobiegającą powstawaniu tzw. zastoisk kondensatu.

Na czym polega antybakteryjność systemu AWADUKT Thermo?

Rury AWADUKT Thermo, jako jedyne w Polsce, mają opatentowaną antybakteryjną warstwę wewnętrzną, która zapewnia higieniczne i czyste powietrze doprowadzane do budynku. Podczas specjalnego procesu wewnętrzna warstwa rury wzbogacana jest cząstkami srebra, które są całkowicie bezpieczne pod względem fizjologicznym. Dodatki te stosowane są m.in. w medycynie i urządzeniach gospodarstwa domowego w celu zapobiegania rozwojowi drobnoustrojów. Właściwości antybakteryjne warstwy wewnętrznej utrzymują się przez cały okres eksploatacji rur. Zabrudzenia nie osadzają się na wewnętrznej warstwie rur, ponieważ wskutek filtrowania powietrza cząstki brudu zatrzymywane są przy zasysaniu powietrza. Przepłukiwanie rur podczas tworzenia się kondensatu zapewnia ciągłe, prawidłowe funkcjonowanie systemu przez wiele lat. Dodatkowo doprowadzane powietrze podlega standardowo wstępnemu oczyszczeniu, przechodząc przez filtr zgrubny lub drobny wg PN-EN 779. Kurz i pył jest w większości zatrzymywany, a zanieczyszczenie rury GPWC jest dzięki temu minimalizowane.
(…)

Jakie wymagania stawia się gruntowym powietrznym wymiennikom ciepła?

1. Wysoka przewodność cieplna
Podwyższona przewodność cieplna rur polipropylenowych systemu AWADUKT Thermo umożliwia optymalną wymianę ciepła między zasysanym powietrzem a gruntem, co przekłada się na bardzo wysoką sprawność systemu. Ze względu na działanie izolacyjne zamkniętego powietrza nie należy stosować rur z PVC z rdzeniem spienionym i rur dwuściennych strukturalnych (…)

2. Wysoka sztywność wzdłużna rur
Wysoka sztywność wzdłużna rur AWADUKT Thermo zapobiega powstawaniu tzw. syfonów zastoiskowych kondensatu. Dzięki temu zminimalizowana zostaje możliwość zbierania się wody kondensacyjnej w zagłębieniach rur wywołanych nierównomiernym osiadaniem gruntów i zapewniony jest bezpieczny odpływ kondensatu. Z tego względu nie zaleca się stosowania dla GPWC rur o niewystarczającej sztywności wzdłużnej.

3. Szczelność na przenikanie radonu
Radon jest występującym w naturze gazem szlachetnym, bezbarwnym, bezwonnym, posiadającym właściwości promieniotwórcze. Występuje powszechnie w skałach i glebie. Powstaje w wyniku rozpadu szeregu promieniotwórczego uranu i toru. Radon przenika przez glebę, rozpuszcza się w wodzie i uwalniany jest na powierzchni gruntu do atmosfery. System GPWC AWADUKT Thermo i jego elementy są nieprzepuszczalne dla radonu. Wymagana szczelność systemu uzyskana została m.in. dzięki specjalnej konstrukcji mufy z pierścieniem zabezpieczającym Safety-Lock, który mocuje uszczelkę na stałe w mufie i zabezpiecza ją przed wypięciem.

4. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe
System gruntowego powietrznego wymiennika ciepła AWADUKT Thermo jest ponadto systemem bezpiecznym pod względem przeciwpożarowym. Potwierdza to opinia nr 2660/BM/05 Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie .

5. Możliwość płukania systemu
Systemy gruntowych powietrznych wymienników ciepła muszą nadawać się do płukania wodą, w przypadku gdy dojdzie do nadmiernego zanieczyszczenia wymiennika. Rury AWADUKT Thermo można swobodnie zalać wodą i odebrać ją za pomocą pompy zanurzeniowej z pływakiem zamontowanej w studzience do odprowadzania kondensatu. System AWADUKT Thermo nadaje się również do ciśnieniowego płukania wodą, jeżeli zajdzie taka potrzeba.

Powyższe właściwości systemu AWADUKT Thermo, potwierdzone przez Instytut ITB (dawniej COBRTI INSTAL) uzyskaną Aprobatą Techniczną AT/2006-02-1579, umożliwiają osiągnięcie priorytetowego celu: niższe koszty ogrzewania w zimie oraz komfortowe i chłodne powietrze latem.

Obiekty referencyjne

Wśród najciekawszych obiektów referencyjnych o przeznaczeniu publicznym znajdują się:

1. Sala gimnastyczna w gimnazjum w Rakoniewicach (woj. wielkopolskie) – 2009
– wydajność instalacji 8 000 m3/h
– zastosowano 720 m rur AWADUKT Thermo DN 250 oraz 120 m rozdzielacza AWADUKT Thermo DN 800

rakoniewice

2. Budynek kręgielni i restauracji w Myszkowie (woj. śląskie) – 2008
– wydajność instalacji 10 500 m3/h (2 układy po 8 000 m3/h i 2 500 m3/h)
– zastosowano 960 m rur AWADUKT Thermo DN 200 oraz 100 m rozdzielacza AWADUKT Thermo DN 1000

myszkow

(…)

Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne a zwrot z inwestycji

Już na samym starcie budowy obiektu, w którym przewidzieliśmy wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła, oszczędzamy na koszcie wykonania kominów do wentylacji grawitacyjnej. Jest to czynnik, o którym inwestorzy często zapominają, a który potrafi sporo kosztować. Zmniejsza nam to zdecydowanie koszt całkowity wykonania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Trzeba jednak pamiętać o tym już na etapie projektowania budynku, tak by nie było za późno, gdy zdecydujemy się na montaż wentylacji mechanicznej.
Doświadczenie pokazuje, że dzięki zastosowaniu gruntowego wymiennika ciepła w połączeniu z urządzeniem do odzysku ciepła (rekuperatorem) jesteśmy w stanie zaoszczędzić na kosztach ogrzewania w okresie zimowym ok. 30%. Dodatkowo uzyskujemy latem efekt klimatyzacyjny właściwie za darmo, co przy wysokich kosztach inwestycji i eksploatacji instalacji klimatyzacyjnej pozostaje nie bez znaczenia. Okres zwrotu z inwestycji szacuje się na okres 6–7 lat przy założeniu stałych cen tradycyjnych nośników energii, jak chociażby gaz ziemny. Dobrze jednak wiemy, że nieodnawialne źródła energii ulegają powolnemu wyczerpaniu, a koszty ich wydobycia rosną, co przekłada się na stale rosnące ich ceny w średniorocznym tempie, ok. 10–15%. Przy założeniu tak dynamicznego wzrostu cen gazu amortyzacja systemu GPWC skraca się znacząco, nawet poniżej 5 lat.

Bieżące koszty GPWC kształtują się na minimalnym poziomie. Należy uwzględnić jedynie nieznaczne zużycie energii urządzenia wentylacyjnego. Poza tym konieczna jest regularna kontrola lub wymiana filtrów powietrza. W zależności od warunków środowiska, lokalizacji i klasy filtra, filtry na czerpni powietrza należy czyścić lub wymieniać co 6–12 miesięcy.

Jestem przekonany, że cieszący się coraz większym uznaniem system gruntowego powietrznego wymiennika ciepła AWADUKT Thermo przyczyni się do wymiernych oszczędności u wielu inwestorów, jak również do wzrostu świadomości ekologicznej społeczeństwa. Już dziś można powiedzieć z pełnym przekonaniem, że mechaniczna wentylacja z odzyskiem ciepła z wykorzystaniem GPWC stała się ważnym elementem budownictwa energooszczędnego i przyczynia się do uzyskania znacząco lepszych parametrów energetycznych budynku w procedurze przyznawania świadectw energetycznych.

Jakub Koczorowski
Manager Grupy Produktów
Odnawialne Źródła Energii
REHAU

Cały artykuł GLOBEnergia 4/2009