interior

Casa familiei, în care a fost evaluată calitatea mediului interior, este situată în satul Unterrabnitz din Austria și îndeplinește parametrii nZEB. În timpul măsurătorilor, care au avut loc în două faze, o familie de trei locuia în ea.

Majoritatea clădirilor rezidențiale din Slovacia au fost construite în secolul al XX-lea, deci nu mai îndeplinesc cerințele privind eficiența energetică [1]. Au fost luate măsuri de remediere la nivel național pentru îmbunătățirea acesteia și reducerea consumului de energie al acestor clădiri [2].

Din 2021, toate clădirile noi din Slovacia vor trebui să îndeplinească cele mai stricte criterii energetice pentru construcții - casele (clădirile rezidențiale) vor trebui proiectate și implementate astfel încât, atunci când sunt aprobate, să fie clasificate în clasa energetică A0 conform indicatorului global.

Pur și simplu, cererea de energie primară va trebui să fie mai mică de 54 kWh/(m 2. A) pentru casele familiale, mai mică de 32 kWh/(m 2. A) pentru clădirile de apartamente și 60 kWh/(m 2. A) pentru clădiri de birouri. În acest caz, acestea vor fi clădiri cu o cerere de energie aproape nulă (nZEB).

Aceste condiții de clasificare pot fi realizate prin aplicarea perfectă a sistemelor de izolație termică pe anvelopa clădirii (de exemplu, 400 mm de vată minerală pe acoperiș, 200 mm de polistiren EPS pe pereții perimetrali și 150 mm de polistiren EPS 150S pe podea).

Criteriile pentru construcții transparente sunt la fel de stricte ca și pentru construcțiile menționate. Ferestrele și ușile trebuie să aibă un coeficient de transfer de căldură mai mic de 0,6 W/(m 2 K). Aceste măsuri de economisire a energiei vizează direct reducerea valorii U a structurilor clădirilor pentru a reduce în continuare pierderea de căldură a clădirilor.

Cu toate acestea, creșterea în continuare a grosimii izolației termice pe anvelopa clădirii nu atinge eficiența energetică necesară exprimată printr-un indicator global, prin urmare sunt proiectate sisteme de inginerie ecologică de înaltă calitate (HVAC-R) și rolul proiectantului de servicii de construcții devine mai important .

Studiu intern de evaluare a calității mediului

Studiul, care a avut ca scop evaluarea calității mediului interior într-o clădire cu o cerere de energie aproape nulă, a fost creat în colaborare cu Universitatea de Științe Aplicate, FH Burgenland.

Indicatorul analizat al experimentului a fost calitatea mediului interior, care afectează sănătatea, productivitatea și bunăstarea ocupanților casei. Include calitatea aerului interior, confortul luminii, aspecte acustice și vibraționale și confort termic.

O clădire cu o cerere de energie aproape nulă ar trebui proiectată nu numai în funcție de criteriile energetice, ci ar trebui să ia în considerare și cerințele de mediu - de exemplu, ar trebui să asigure rata necesară de schimb de aer în toate încăperile și materialele care emit substanțe nocive (cum ar fi compuși organici volatili) nu trebuie utilizate substanțe, formaldehidă, dioxid de azot și altele asemenea). Studiul a analizat intensitatea schimbului de aer și confortul termic al populației.

FIG. Casă de familie selectată pentru măsurători experimentale

Clădire cotată

Casa familiei, în care a fost evaluată calitatea mediului interior, este situată în satul Unterrabnitz din Austria. Casa a fost aprobată în 2016 și îndeplinește toți parametrii clădirii cu cerințe de energie aproape zero.

În timpul măsurătorilor experimentale, o familie de trei locuia în casa familiei - doi adulți și un copil.
Casa familiei folosește un sistem de încălzire prin pardoseală la temperatură scăzută și răcire la tavan cu temperatură ridicată.

Sursa de căldură și frig este o pompă de căldură reversibilă sol-apă, care asigură, de asemenea, prepararea apei calde printr-un rezervor de stocare de 300 de litri. Pentru a sprijini consumul de energie electrică, pe acoperiș au fost instalate panouri fotovoltaice cu sistem de stocare a energiei electrice.

Pentru a asigura intensitatea necesară a schimbului de aer în camera tehnică, a fost instalată o unitate centrală a unui sistem de ventilație forțată cu recuperare de căldură. Camera tehnică a unei case de familie cu tehnologie de mediu instalată este prezentată în Fig. 2.

FIG. Tehnologia de mediu instalată într-o casă de familie cu o cerere de energie aproape zero

Metodologia de măsurare

Calitatea mediului interior într-o clădire dată a fost măsurată în două perioade de timp. Primele măsurători au avut loc în vara anului 2017, când răcirea tavanului era funcțională. A doua perioadă de măsurare a fost publicată pentru ianuarie și februarie 2018.

Au fost selectate patru camere pentru măsurare, în care seturile de măsurare au fost ulterior instalate. Aceste camere erau:

  • coridor,
  • spalatorie,
  • sufragerie,
  • dormitor.

Următoarele dispozitive de măsurare au fost utilizate atât iarna, cât și vara:

  • Vaisala carbocap GMP252 - contor de concentrație CO2,
  • Vaisala GMD 20 & GMW 21/22 - contor de concentrație CO2,
  • Vaisala HUMICAP HMP110 - contor combinat de temperatură interioară și umiditate relativă.

A fost creată o rețea fără fir pentru a comunica cu dispozitivele instalate și a stoca datele măsurate, care stocau datele măsurate pe un server central. Aceste date au fost apoi accesibile și descărcate sub formă de tabel. Ca parte a evaluării, au fost create patru fusuri orare:

  • Măsurători cu normă întreagă,
  • timp de muncă
  • Timp liber,
  • Noaptea.

Evaluarea datelor a fost efectuată în conformitate cu standardele EN 15 251 și EN 7730 (condițiile pentru clasificare și evaluare din standarde sunt date în tabelul 1). Din punctul de vedere al microclimatului căldură-umiditate, categoriile I și II, i. j. temperaturi cuprinse între 20 și 24 ° C.

Umiditatea relativă ar trebui să fie între 30 și 70%. Calitatea aerului interior este acceptabilă dacă datele sunt clasificate în categoriile I, II și III. Categoria IV nu este acceptabilă din cauza concentrației ridicate de dioxid de carbon în aerul interior (mai mult de 1.000 ppm).

FIG. 3 Set de măsurare

Rezultatele

Rezultatele prezentate arată microclimatul de căldură-umiditate și calitatea aerului din interior.

Hol

Concentrațiile de CO2 nu au depășit valoarea limită (Fig. 4, Tabelul 2). Evaluarea temperaturii interioare arată cât timp au petrecut locuitorii în camera evaluată (procent). În acest caz, rezidenții au petrecut timp doar în categoriile I și II.

FIG. 4 concentrația de CO2 în coridor

Spalatorie

Concentrațiile de CO2 nu au depășit valoarea limită din cameră, care a fost clasificată în categoriile I și II (Fig. 6, Tabelul 3). Evaluarea mediului termic arată că locuitorii și-au petrecut cea mai mare parte a timpului în categoriile I și II.

Sufragerie

Concentrațiile măsurate de CO2 în cameră nu au depășit valoarea limită, de cele mai multe ori au fost clasificate în categoria II (Fig. 9, Tabelul 4). Evaluarea mediului termic arată că locuitorii au petrecut timp în principal în categoria I.

Dormitor

Concentrația medie de CO2 din dormitor nu a depășit valoarea limită, nici noaptea, nici pe parcursul întregii perioade de măsurare. Valoarea maximă măsurată a fost de 819 ppm. Media calculată a fost de 520 ppm.

La evaluarea funcționării pe tot parcursul zilei, valorile „peek” au fost găsite în concentrație, în timp ce valoarea maximă nu depășea 1.300 ppm (Fig. 10, Tabelele 5 și 6).

Evaluarea mediului termic arată că locuitorii au petrecut timp în principal în categoria II (în timpul măsurătorilor pe tot parcursul zilei și noaptea), doar 11% din timpul petrecut în categoria III, în timpul măsurătorilor nocturne (Fig. 11).

Discuţie

Bunăstarea termică a locuitorilor (o familie de trei) în casa familiei în perioada de iarnă a fost în mare parte inclusă în categoriile I și II în camerele evaluate. În funcție de timpul total, clasificarea rezultată este următoarea: 8% categoria I, 70% categoria II și 22% categoria III. Temperatura medie a fost de 20,4 ° C.

În ceea ce privește calitatea aerului interior din încăperile evaluate, rezultatele sunt următoarele:

  • intrare: 11% categoria I, 85% categoria II, 4% categoria III,
  • birou: 97% categoria I, 3% categoria II,
  • camera de zi: 8% categoria I, 78% categoria II, 14% categoria III,
  • dormitor: 42% categoria I, 10% categoria II, 12% categoria III, 36% categoria IV, cu o valoare medie de 795 ppm; în timpul măsurătorilor nocturne, rezultatele au arătat 85% în categoria I și 15% în categoria II.

Fluctuațiile concentrației de dioxid de carbon au fost astfel măsurate numai în timpul zilei în dormitor. Această amplitudine se explică prin aportul insuficient de aer proaspăt în timpul după-amiezii, când copilul dormea ​​în cameră.

Concluzie

Calitatea aerului din interior este un factor dominant al expunerii personale generale, oamenii petrecând 90% din timpul lor în interior [7]. Evaluarea calității aerului interior a arătat rezultate similare cu alte cercetări [2, 3, 4], și anume că ventilația mecanică ajută la menținerea calității mediului interior la un nivel ridicat.

Evaluarea a arătat, de asemenea, că un sistem de ventilație setat și proiectat corect va crește intensitatea schimbului de aer în intervalele de timp necesare pentru a asigura un mediu interior sănătos - concentrația medie de CO2 pe parcursul perioadei de măsurare a fost sub 600 ppm, în timp ce temperatura medie a aerului interior a fost de 20,4 ° C.

Măsurătorile experimentale au arătat că odată cu intensitatea energetică scăzută a clădirii, calitatea mediului interior a fost acceptabilă datorită tehnologiei de mediu de ultimă generație. Pompa de căldură în combinație cu panourile fotovoltaice a furnizat căldura necesară, în timp ce o cantitate mare de energie nu a fost preluată din rețeaua publică, ci din surse regenerabile de energie.

Lucrarea a fost creată în cooperare cu Universitatea de Științe Aplicate, FH Burgenland și a fost susținută de Ministerul Educației, Științei, Cercetării și Sportului din Republica Slovacă prin granturi KEGA 044STU-4/2018, VEGA 1/0847/18 și VEGA 1/0807/17.

Articolul a fost publicat în revista TZB Haustechnik 2/2019.