ŠVOK sistemos

Gerai izoliuotų pastatų ŠVOK sistemos

Energiškai efektyvių namų šildymui reikia mažai energijos, todėl dažniausiai pakanka oro pašildymo vėdinimo sistemose. Pavyzdžiui, pasyviojo namo patalpų didžiausia šildymo galia yra 10–15 W/m2, kas sudaro 1.0–1.5 kW šiluminę galią 100 m2 ploto pastatui. Tradicinė radiatorinė arba grindų šildymo sistema tampa nebereikalinga. Šiluma į patalpas tiekiama per vėdinimo sistemą.

Yra dvi esminės alternatyvos:

  • tiekiamas oras centralizuotai pašildomas iškart už ventiliatoriaus; 
  • kiekvienai patalpai atskirai tiekiamas oras pašildomas vėdinimo kanale.

Pirmuoju atveju visoms patalpoms paruošiamas vienodos temperatūros oras. Antruoju atveju kiekvienai patalpai tiekiamo oro temperatūra gali būti skirtinga.

Energiškai efektyviuose pastatuose su gerų termoizoliacinių savybių atitvaromis geras šiluminis komfortas pasiekiamas esant žemesnėms patalpų oro temperatūroms. Siektina projektinė patalpų temperatūra yra 20–21°C.

Grindinis šildymas naudingas vonios patalpose, kadangi tai sudaro komfortiškas sąlygas ir pagreitina grindų džiūvimą. Tačiau, siekiant išvengti perkaitimo, grindų temperatūra turi būti žemesnė nei esant normaliam grindiniam šildymui. Grindų temperatūra turi būti tik 1-3°C aukštesnė už oro temperatūrą. Kitose patalpose reikia vengti didelių šildomų grindų plotų.

Patalpos oro temperatūros 0,1 m ir 1,1 m aukštyje (sėdinčio žmogaus kulkšnies ir kaklo lygyje) skirtumas turi būti ne didesnis kaip 2°C.

Pasyvus saulės energijos panaudojimas yra pasyviojo pastato šildymo sistemos dalis. Dėl saulės ir vidinių šaltinių poveikio, patalpų temperatūra gali būti skirtinga, todėl rekomenduojamas patalpų temperatūros reguliavimas. Pasyviojo namo šildymo sezonas trumpesnis už standartinio namo. Ankstyvą pavasarį saulės šiluma gali perkaitinti patalpas. Šilumos pritekėjimo apribojimas gali būti naudingas būdas išvengti vėsinimo.

Vėsinimo klausimai turi būti išspręsti suprojektuojant pasyvias apsaugos priemones. Tai gali būti langų užtemdymas, vėdinimo sistemos su vėsinimu nakties metu, efektyvaus vėdinimo sistemos dienos metu (žr. paveikslą). Vėdinimui reikalingas oras gali būti paimamas šiaurinėje pastato pusėje. Galima naudoti grunto šilumą ruošiant šviežią orą žiemą ir vėsinant jį vasarą. Žiemą pašildžius orą, sumažėja vėdinamų patalpų atvėsimo rizika ir pagerinamas vėdinimo sistemos naudingumo koeficientas.

Saulės šilumos nepraleidžiantys ir užtemdyti langai yra efektyvūs pasyvūs energijos tausojimo būdai.


Vėsinimo poreikis


Renkantis židinius, turi būti atkreiptas dėmesys į jų dydį. Kadangi energijos poreikis pasyviajam namui šildyti mažas, židinio išskiriamas šilumos kiekis taip pat turi būti mažas. Židinio išskiriama šiluminė galia yra tiesiogiai susijusi su jo mase.

Vėdinimo intensyvumas ir šilumogrąža
Dažniausiai statybos reglamentuose nurodomas reikalaujamas vėdinimo lygis yra 10–15 l/s vienam žmogui, tai yra apytikriai 1 l/s 1 m2 normalaus užimtumo biuro pastato ir 0,5 oro pasikeitimo per valandą gyvenamojo namo patalpose.
 
Biuro patalpų vėdinimo lygio, priklausomai nuo užterštumo, kategorijos (CEN1752).

Kategorija Tik darbuotojai  Mažai teršiančios medžiagos  Daug teršiančios medžiagos
   l/sm2  l/sm2 l/sm2 
 A 1,0 2,0  3,0 
 B 0,7  1,4  2,1 
 C 0,4  0,8  1,2 


Projektuojant vėdinimą, jo lygis gali būti nustatomas pagal anglies dioksido koncentraciją, tačiau tai nepatikima, nes CO2 koncentracija pastate dėl žmonių veiklos, vėdinimo ir išorės oro koncentracijos retai būna stabili. Anglies dioksido koncentracija nusistovėjusiomis sąlygomis apskaičiuojama pagal CO2 išskyrimą: 0.00567 l/s išskiria vienas biuro darbuotojas.
 
Iš patalpų šalinamame ore yra daug šiluminės energijos, todėl šilumogrąža yra ekonomiškas išlaidų energijai ir vėdinimo sistemų darbui mažinimo būdas. Šilumogrąžos efektyvumas didesnis esant intensyviam oro srautui ir žemai išorės temperatūrai. Nustatoma šilumogrąžos sistemų mažiausia efektyvumo riba ir oro tiekimo sistemos, kurioje naudojama šilumogrąža, dydis. Šiuo metu statybos normose nustatyti šilumogrąžos sistemų efektyvumo reikalavimai yra 30–40 %. Pasyviojo namo šilumogrąžos sistemos efektyvumas turi būti ne mažesnis nei 75 %. Šiuolaikinių šilumogrąžos sistemų metinis energinis efektyvumas, įvertinant šilumos nuostolius, siekia 90 %. Tačiau šalto klimato šalyse šį energinį efektyvumą sumažina energijos sąnaudos ledo tirpinimui nuo šilumogrąžos sistemos elementų.
 
Šviežias įtraukiamas oras gali būti pašildomas prieš jam patenkant į oro tiekimo sistemą, taip apsaugant sistemos elementus nuo apledėjimo. Grunte įrengti tiekiamo oro pirminio pašildymo šilumokaičiai sumažina arba netgi eliminuoja energijos sąnaudas ledui tirpinti. Požeminiai šilumokaičiai nerekomenduojami naudoti itin šalto klimato sąlygomis, nes gali kilti drėgmės kondensacijos ir higienos problemų. Šilumokaičiai su grunte įrengtu kontūru šviežiam orui pašildyti buvo sėkmingai išbandyti „Paroc“ pasyviajame pilotiniame name.
Gruntinės šilumos ir šalčio panaudojimas turi pranašumų, kai grunte esančiame vamzdyne cirkuliuoja skystis. Šiuo atveju sistemą sudaro šilumokaitis, siurblys ir gręžinyje arba grunte įrengtas vamzdynas. Pagal pašildymui arba atvėsimui reikalingą galią nustatomas vamzdyno ilgis arba gręžinio gylis. Horizontalaus požeminio vamzdyno šildymo galia siekia 10–20 W/m.
 

ŠVOK sistemų izoliacija

Šiuolaikiniuose sandariuose mažai energijos naudojančiuose pastatuose vis labiau didėja šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistemų svarba. Šildomas ir vėsinamas oras arba vanduo turi palaikyti nustatytą temperatūros lygį. Jei patalpų temperatūra pakyla per daug, patalpos turi būti papildomai vėdinamos, tokiu būdu yra patiriami papildomi šilumos nuostoliai.

Todėl svarbu stebėti ne tik galutinę temperatūrą, bet ir šilumos nuostolius. Netgi esant mažam galutinės temperatūros pokyčiui, šilumos nuostoliai gali būti reikšmingi.

Skaičiavimo pavyzdys:

Vėdinimo ortakio temperatūra ir šilumos nuostoliai

Matmenys:  315 mm 
Ilgis:  30 mm 
Oro tempratūra:  20°C 
Oro judėjimo greitis:  3 m/s
Aplinkos temperatūra 6°C 
 

Izoliacijos storis Šilumos nuostoliai,
Galutinė temperatūra,
°C 
Neizoliuotas 2607  12,9 
80 mm 226  19,3 
150 mm  143  19,5 

Vamzdžiai yra ŠVOK sistemų sudėtinė dalis ir turi būti izoliuoti, siekiant sumažinti energijos sąnaudas ir sistemų darbo išlaidas. Šilumos izoliacija reikalinga išlaikyti vamzdyne esančio vandens temperatūrą nustatytose ribose.  

Skaičiavimo pavyzdys:
Šilto vandens vamzdžio šilumos nuostoliai
Vamzdžio matmenys:  22 mm 
Vandens temperatūra:  55°C 
Aplinkos temperatūra: 20°C 

Izoliacija λ vertė
W/m°C 
Izoliacijos storis Šilumos nuostoliai
W/m 
Šilumos nuostoliai,
kWh/m, per metus
Neizoliuotas  - 0 mm  40 350 
„Paroc“ ŠVOK kevalas  0,035 20 mm   6,0 52
„Paroc“ ŠVOK kevalas  0,035 40 mm  4,5 39
„Paroc“ ŠVOK kevalas  0,035 60 mm  3,8 33

Siekiant išvengti kondensacijos ir mažinant išlaidas, šaltiems įrenginiams taip pat reikalinga efektyvi izoliacija. Bendrai, yra tris kartus brangiau sumažinti temperatūrą vienu laipsniu, negu ją tiek pat padidinti.
Išlaikyti vandens temperatūrą nustatytose ribose reikalauja ir sveikatos aspektai. Kai šilto vandens temperatūra nukrinta per daug, padidėja ligų išplitimo šiltame vandenyje rizika (pavyzdžiui, legioneliozė). Bakterijos dauginasi 25–45°C temperatūros, geriausiai – 35°C temperatūros vandenyje.

Izoliacijos poreikiui apskaičiuoti naudojama „Paroc“ skaičiavimo programa PAROC Calculus.