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.
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