Czy kiedykolwiek zastanawiało Cię, co sprawia, że zimą w domu jest przyjemnie ciepło, a latem odświeżająco chłodno? Albo jak masywne drapacze chmur utrzymują wysoką jakość powietrza, odpowiednią temperaturę wewnętrzną, niezależnie od warunków atmosferycznych na zewnątrz? Odpowiedź leży w często pomijanym, ale kluczowym dla współczesnego budownictwa, świecie ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, z języka angielskiego powszechnie określanym skrótem HVAC, od „heating, ventilation & air-conditioning”.
HVAC, czyli systemy zapewniające ogrzewanie, wentylację i klimatyzację, to integralna część naszego życia, działająca w tle, by zapewnić komfort i chronić nasze zdrowie. Ale co dokładnie składa się na tę technologię, którą tak często traktujemy jako oczywistość? Odpowiedzi znajdziecie w niniejszym artykule.
Powszechność systemów HVAC
Systemy HVAC są wszechobecne, kontrolując klimat wewnętrzny w praktycznie wszystkich budynkach, choć często ich nie dostrzegamy. W biurach i budynkach komercyjnych regulują temperaturę i jakość powietrza, co bezpośrednio wpływa na produktywność i well-being[i]. W obiektach specjalistycznych, takich jak szpitale, odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu sterylnych i bezpiecznych warunków.
Wentylacja a klimatyzacja – czy są naprawdę tym samym?
Choć często mylone, wentylacja i klimatyzacja pełnią różne funkcje w kontroli klimatu wewnątrz pomieszczeń. Co do zasady, wentylacja skupia się na utrzymaniu jakości powietrza poprzez wymianę powietrza, czyli usunięcie powietrza zanieczyszczonego i wprowadzenie w jego miejsce świeżego, uzdatnionego powietrza.
We współczesnych systemach wentylacji mechanicznej, czyli takich, w których ruch powietrza jest wymuszony pracą wentylatorów, w proces wentylacji zaangażowanych jest wiele komponentów, takich jak centrale wentylacyjne, systemy kanałów wentylacyjnych i wentylatory wywiewne oraz wiele innych. Klasyczny układ wentylacji bytowej zapewnia stały dopływ świeżego powietrza zewnętrznego i zapobiega gromadzeniu się zanieczyszczeń, jak dwutlenek węgla.
Klimatyzacja, z kolei, wykracza poza sam przepływ powietrza, mając za zadanie regulację parametrów powietrza, takich jak temperatura, wilgotność i czystość powietrza, aby stworzyć optymalne warunki komfortu wewnętrznego.
Podstawowe zasady HVAC – skupienie na jakość powietrza wewnętrznego
Przed zagłębieniem się w procesy związane z ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją, istotne jest zrozumienie kluczowego aspektu, którym te systemy zarządzają, jakim jest jakość powietrza wewnętrznego (IAQ, Indoor Air Quality). Jakość powietrza wewnętrznego odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu komfortu w przestrzeniach zamkniętych i jest fundamentalnym zagadnieniem, za które odpowiedzialne są systemy HVAC.
IAQ odnosi się do jakości powietrza wewnątrz i wokół naszych przestrzeni życiowych, szczególnie w odniesieniu do zdrowia oraz komfortu użytkowników budynków. Obejmuje utrzymanie czystego, świeżego powietrza o odpowiednich parametrach fizycznych, wolnego od zanieczyszczeń, alergenów i szkodliwych związków.
Dlaczego skupiać się na IAQ w dyskusji o HVAC?
Powód jest prosty, choć kluczowy: systemy HVAC mają za zadanie nie tylko utrzymanie odpowiedniej temperatury. Chodzi również o zapewnienie, że powietrze, którym oddychamy w przestrzeniach zamkniętych ma określone parametry. Od filtrowania pyłów, kurzu i alergenów po regulowanie wilgotności oraz neutralizowanie zapachów i regulowanie stężenia dwutlenku węgla, systemy HVAC odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu jakości powietrza wewnątrz. Jest to szczególnie istotne w dzisiejszym świecie, gdzie znaczną część czasu spędzamy wewnątrz – czy to w domu, pracy czy w miejscach publicznych.
Kluczowe czynniki wpływające na jakość powietrza
Spróbujmy przybliżyć zatem kluczowe czynniki wpływające na jakość powietrza wewnętrznego i sposób, w jaki systemy HVAC tymi czynnikami sterują, tworząc optymalne środowisko wewnętrzne.
Wentylacja (wymiana powietrza)
Proces polegający na wymianie powietrza wewnątrz budynku na świeże powietrze z zewnątrz, co jest kluczowe dla rozcieńczania zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu wewnętrznym. Skuteczna wentylacja zmniejsza poziomy zanieczyszczeń (w tym dwutlenku węgla wydalanego podczas oddychania), wilgotności i zapachów. W praktyce: pomyśl o tym, jak otwarcie okna w dusznym pomieszczeniu może natychmiast sprawić, że poczujemy się znacznie bardziej świeżo i komfortowo.
Kontrola wilgotności
Wilgotność odnosi się do ilości wilgoci w powietrzu. Idealne poziomy wilgotności powietrza wewnątrz powinny mieścić się w zakresie od 30% do 50%. Wysoka wilgotność może prowadzić do rozwoju pleśni i kondensacji pary wodnej np. na przegrodach zewnętrznych, podczas gdy niska wilgotność może powodować suchość skóry oraz problemy oddechowe, w tym zwiększoną podatność na infekcje[ii]. W praktyce: zimą powszechnym jest stosowanie nawilżaczy powietrza, aby zwiększyć wilgotność względną w pomieszczeniach, poprawiając komfort.
Kontrola temperatury
Temperatura jest kluczowym parametrem jakości powietrza wpływającym na komfort wewnętrzny. Można przyjąć, że zakres komfortu dla temperatury wewnętrznej wynosi ogólnie od 20°C do 26°C. Akceptowalna temperatura będzie się również różnić w zależności od innych czynników. Na przykład, osoba może zaakceptować wyższą temperaturę w pomieszczeniu, jeśli jest narażona na bezpośredni przepływ powietrza (tzw. przeciąg).
Praktycznym przykładem będzie tu wentylator sufitowy skierowany na osoby poniżej – nie obniża on temperatury, ale poprawia komfort ludzi w przegrzanym pomieszczeniu.
Filtracja i oczyszczanie powietrza
Filtracja powietrza w systemach HVAC odpowiada za zatrzymywanie kurzu, pyłów, pyłków, alergenów i innych cząstek zależnie od skuteczności filtrów. Skuteczność filtra mierzy się jego ratingiem MERV (ang. Minimum Efficiency Reporting Value) – im wyższy rating MERV, tym wyższa jest skuteczność filtracji. Oczyszczacze powietrza mogą posunąć się krok dalej, usuwając gazy i zapachy, używając technologii takich jak węgiel aktywny lub światło UV.
Praktycznym przykładem może być tu ulga, jaką mogą odczuwać osoby cierpiące na alergie w środowisku o wysokoskutecznej filtracji powietrza, gdzie stężenia pyłków i alergenów są na niskim poziomie.
Kontrola źródeł zanieczyszczeń
Kontrola źródeł zanieczyszczeń polega na zmniejszaniu lub eliminowaniu źródeł zanieczyszczeń wewnętrznych, takich jak dym tytoniowy, produkty chemiczne i niektóre materiały budowlane. Na przykład stosowanie farb o niskiej zawartości LZO (lotne związki organiczne) w domu zmniejsza emisję szkodliwych gazów, przyczyniając się do lepszej jakości powietrza wewnątrz budynku.
Przykłady z życia wzięte
Przyjrzyjmy się kilku przykładom z życia codziennego ilustrującym wpływ jakości powietrza wewnętrznego na codzienne życie.
W domu
Obecność zwierząt domowych w budynku może wprowadzać sierść i roztocza do powietrza. System HVAC z wysokoefektywnym filtrem powietrza może znacząco zmniejszyć te alergeny, poprawiając jakość powietrza dla mieszkańców, zwłaszcza osób z alergiami.
Powszechnym obecnie zastosowaniem, które poprawia jakość powietrza wewnętrznego, są oczyszczacze powietrza wyposażone w filtry HEPA (ang. High Efficiency Particulate Air), które zatrzymują co najmniej 99,95% cząsteczek o średnicy 0,3 mikrona unoszących się w powietrzu. Oznacza to, że zatrzymują one cząsteczki kurzu, pyłków i innych substancji znajdujących się w powietrzu, ale także bakterie (o średnicy 0,2–2,0 mikrona) i wirusy (o średnicy 0,02–0,3 mikrona).
W szkole
Szkoły stanowią kluczowe miejsce, w którym jakość powietrza wewnętrznego ma ogromne znaczenie. Odpowiednia wentylacja i kontrola temperatury oraz wilgotności są niezbędne, aby zapewnić zdrowe i sprzyjające uczeniu się środowisko dla uczniów. Badanie przeprowadzone przez Wargockiego, P. i Wyona, D.P. (2013), zatytułowane „The effects of moderately raised classroom temperatures and classroom ventilation rate on the performance of schoolwork by children” pokazuje, jak jakość środowiska wewnętrznego, w tym temperatura i intensywność wentylacji, wpływa na wyniki nauki dzieci.
Wyniki sugerują, że komfortowa temperatura i właściwa jakość powietrza znacząco zwiększają produktywność oraz efektywność nauki w salach lekcyjnych, podkreślając istotną rolę systemów HVAC w utrzymaniu optymalnych warunków nauki.
W biurze
W środowisku biurowym skuteczna wentylacja jest kluczem do minimalizowania stężęnia dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń. Dlatego też nowoczesne biura często są wyposażone w zaawansowane systemy HVAC zaprojektowane do ciągłego monitorowania i regulowania ilości i jakości powietrza.
Badania, takie jak to z 2016 roku przeprowadzone w „Environmental Health Perspectives”, podkreślają, jak jakość powietrza wewnętrznego wpływa na funkcje poznawcze wśród pracowników biurowych. Ujawniają one wyraźną korelację między dobrze wentylowanymi przestrzeniami biurowymi, a podniesioną zdolnością do podejmowania decyzji, podkreślając rzeczywiste korzyści efektywnych, nowoczesnych technologii HVAC w tworzeniu zdrowszego i bardziej dynamicznego miejsca pracy.
W nawiązaniu do powyższego, poniżej zdjęcie wykonane w naszym gdańskim oddziale Sii, które obrazuje główne elementy typowej podsufitowej jednostki klimatyzacyjnej (tzw. klimakonwektora), odpowiedzialnej za utrzymanie właściwej temperatury wewnętrznej zarówno latem, jak i zimą, wraz z objaśnieniami dla głównych jej komponentów. Ma to na celu przedstawienie krótkiego wytłumaczenia technologii odpowiedzialnej za utrzymanie optymalnej jakości powietrza wewnętrznego.
![Fig. 1 Biuro Sii w Gdańsku, przestrzeń wspólna – objaśnienie najważniejszych elementów typowej jednostki klimatyzacyjnej (tzw. klimakonwektora) z towarzyszącymi rurociągami i kanałami wentylacyjnymi Biuro Sii w Gdańsku, przestrzeń wspólna – objaśnienie najważniejszych elementów typowej jednostki klimatyzacyjnej (tzw. klimakonwektora) z towarzyszącymi rurociągami i kanałami wentylacyjnymi](https://sii.pl/blog/wp-content/uploads/2024/03/image2-1-1024x723.jpeg)
Jednostki tego typu odpowiedzialne są za utrzymanie właściwej temperatury zarówno latem, jak i zimą w gdańskim biurze Sii.
Aspekt ludzki – komfort i zdrowie
Systemy HVAC robią więcej niż tylko regulują temperaturę – są one niezbędne dla naszego zdrowia i komfortu. Skuteczna wentylacja zmniejsza stężenie zanieczyszczeń czy alergenów w powietrzu, co jest szczególnie istotne dla osób z problemami oddechowymi. W regionach o skrajnych warunkach klimatycznych systemy HVAC nie tylko zapewniają komfort, ale są wręcz konieczne dla naszego przetrwania.
Poza kwestiami zdrowotnymi istnieje też aspekt psychologiczny. Badania pokazują, że ludzie są bardziej produktywni i szczęśliwsi w środowiskach o właściwej temperaturze i dobrej jakości powietrza. Dlatego za każdym razem, gdy cieszysz się przyjemną atmosferą w budynku, pamiętaj, że systemy HVAC, choć działają w ciszy, odgrywają w istotną niemałą rolę.
Wnioski
Podsumowując, systemy HVAC stanowią kluczową, choć często niedostrzeganą, część naszego codziennego życia. Zapewniają nam komfort, chronią nasze zdrowie i poprawiają ogólną jakość tej części naszego życia, którą spędzamy w przestrzeniach zamkniętych. Systemy te są obecne wszędzie, od naszych prywatnych domów, poprzez miejsca pracy, aż po obiekty infrastruktury krytycznej, pełniąc cichą, ale istotną rolę.
Zrozumienie czym są systemy grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne to nie tylko poznawanie technologii – to także uświadomienie sobie rosnącego ich wpływu na nasze codzienne funkcjonowanie. Wraz z postępującymi innowacjami i udoskonalaniem technologii, oraz jednocześnie często postępującym zanieczyszczeniem środowiska naturalnego, znaczenie systemów HVAC w naszym życiu będzie bezsprzecznie rosło, przyczyniając się jeszcze mocniej do poprawy jakości środowiska wewnętrznego zarówno jak chodzi o jego komfort, jak i zrównoważone podejście do otaczającej nas natury.
[i] Hedge, A., Dorsey, J. A., & Erickson, W. A. (2012). The effects of indoor environmental quality on performance and productivity. Indoor Air, 22(5), 28-40.
[ii] Wolkoff, P., & Kjærgaard, S. K. (2007). The dichotomy of relative humidity on indoor air quality. Environment International, 33(6), 850-857
Zostaw komentarz