Poprawa wewnętrznego środowiska klimatycznego w modernizowanych budynkach
Modernizacja mająca na celu zwiększenie energooszczędności budynków prowadzi do nadmiernego ich uszczelnienia i może sprawić, że wymiana powietrza we wnętrzu będzie niewystarczająca. To często wpływa na pogorszenie jakości powietrza wewnątrz budynków. Tym problemem zajęli się uczestnicy projektu CETIEB (Cost-Effective Tools for Better Indoor Environment in Retrofitted Energy Efficient Buildings), finansowanego ze środków UE, w ramach którego stworzono inteligentne rozwiązania monitorowania oraz aktywne i pasywne metody poprawiania jakości powietrza w pomieszczeniach. W pierwszej kolejności zespół zidentyfikował istotne parametry jakości wewnętrznego środowiska klimatycznego, wpływ modernizowania budynków, istniejące luki w przepisach oraz strategie poprawy jakości powietrza we wnętrzach. W oparciu o zebrane wnioski powstały ogólnie dostępne wytyczne, które można pobrać ze strony internetowej projektu CETIEB. Monitorowanie i kontrolowanie środowiska w pomieszczeniach Opracowano i przetestowano kilka opłacalnych i łatwych w obsłudze systemów monitorowania. Należą do nich nowoczesne czujniki do wykrywania lotnych związków organicznych i światła, jak również system na podczerwień do monitorowania temperatury i przepływów energii oraz czujniki komercyjne do pomiaru stężenia dwutlenku węgla, światła UV i prędkości ruchu powietrza. Opracowano również platformę pośredniczącą, która umożliwia użytkownikom monitorowanie i kontrolowanie środowiska w pomieszczeniach. Platforma będzie dostępna w sprzedaży dla firm z branży HVAC (zajmującej się ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją). Większa precyzja dzięki nowoczesnym czujnikom Szczególnie obiecującą technologią są zaawansowane czujniki spektrometryczne działające w zakresie podczerwieni do wykrywania stężenia lotnych związków organicznych (VOC) na poziomie 2 ppm. Chociaż czułość nowego systemu czujników jest mniejsza od istniejących czujnikowych systemów pomiarowych całkowitego stężenia lotnych związków organicznych i tlenków metali (Total VOC MOX), to jego zaletą jest możliwość wykorzystania spektrum do łatwej identyfikacji różnych substancji. "Istniejące czujniki VOC są czułe, ale nie potrafią wskazać, jaka jest przyczyna zanieczyszczenia powietrza wewnątrz pomieszczeń, natomiast nasze czujniki umożliwiają taką identyfikację", mówi dr Jürgen Frick, koordynator projektu i kierownik Wydziału Energii, Klimatu i Komfortu Uniwersytetu w Stuttgarcie. Taki czujnik mógłby znaleźć zastosowanie w medycynie oraz w branży związanej z bezpieczeństwem i już jest dostarczany do wielu firm na bazie licencji OEM. Jest to kompaktowy mikrospektrometr wykorzystujący detektor ze zintegrowanym z układem mikroelektromechanicznym (MEMS) filtrem Fabry-Pérot na czipie, który jest tańszy od istniejących systemów. Zachowanie komfortu cieplnego Innowacyjny jest również nowo opracowany system komfortu cieplnego działający w zakresie podczerwieni. Zwykle czujniki ciepła instalowane są w ścianach, a zakres ich działania jest ograniczony. W przeciwieństwie do nich, system działający na podczerwień skanuje całe pomieszczenie, w tym ściany i podłogi, dokonując oceny komfortu cieplnego w różnych strefach pomieszczenia. Może na przykład uwzględniać efekt nasłonecznienia w przypadku, gdy światło słoneczne nagrzewa jedynie część pomieszczenia, lub różnice pomiędzy poziomem komfortu nauczyciela (który stoi i jest bardziej aktywny) i ucznia (który siedzi i jest pasywny). Podczas testów systemu uzyskano oszczędności energii na poziomie 15%, a jego twórcy z Università Politecnica delle Marche w Ankonie we Włoszech złożyli wniosek patentowy i planują dalsze działania w formie spin-off. Nowe systemy izolacyjne i filtracyjne W ramach projektu CETIEB stworzono również system Passive Plaster System zbudowany z trzech warstw, który zmniejsza różnice temperatur i wilgotności w pomieszczeniach oraz usuwa zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach na bazie aktywności fotokatalitycznej. Szczególnie obiecująca jest zaprawa izolacyjna — pierwsza funkcjonalna i w pełni mineralna warstwa systemu. Na dalszym etapie prac po zakończeniu projektu system osiągnął przewodność cieplną rzędu 0,060 W/(mK) w porównaniu do 0,066 W/(mK), czyli wartości osiąganej przez konwencjonalne tynki zawierające polistyren. Schwenk Putztechnik GmbH & Co. KG, producent warstwy izolacyjnej, planuje wprowadzenie na rynek produktów na jej bazie w Szwajcarii i Niemczech. Jednym z opracowanych systemów aktywnej kontroli jest prototyp biofiltra powietrza. Biofiltr filtruje, oczyszcza, nawilża i natlenia filtrowane powietrze, zmniejszając stężenie VOC aż o 50%. Projekt CETIEB przybliżył nas do urzeczywistnienia planów budownictwa pasywnego, poprawiając jednocześnie zdrowie i komfort Europejczyków w tych przestrzeniach. Projekt ostatecznie przyczyni się do poprawy produktywności, jak również wpłynie na zmniejszenie ilości zwolnień lekarskich, kosztów leczenia oraz kwot ewentualnych odszkodowań.
Słowa kluczowe
CETIEB, energooszczędność, budynki, VOC, izolacja, środowisko w pomieszczeniach, zdrowie
