вътрешната

Фамилната къща, в която е оценено качеството на вътрешната среда, се намира в село Unterrabnitz в Австрия и отговаря на параметрите на nZEB. По време на измерванията, които се проведоха на две фази, в него живееше тричленно семейство.

Повечето жилищни сгради в Словакия са построени през 20-ти век, така че вече не отговарят на изискванията за енергийна ефективност [1]. Взети са общонационални коригиращи мерки за подобряването му и намаляване на енергопотреблението на тези сгради [2].

От 2021 г. всички нови сгради в Словакия ще трябва да отговарят на най-строгите строителни енергийни критерии - къщите (жилищни сгради) ще трябва да бъдат проектирани и изпълнени, така че когато бъдат одобрени, те да бъдат класифицирани в енергиен клас A0 според глобалния показател.

Просто казано, потреблението на първична енергия ще трябва да бъде по-малко от 54 kWh/(m 2. A) за семейни къщи, по-малко от 32 kWh/(m 2. A) за жилищни сгради и 60 kWh/(m 2. A) за офис сгради. В този случай това ще бъдат сгради с почти нулево потребление на енергия (nZEB).

Тези условия за класификация могат да бъдат постигнати чрез перфектно нанасяне на топлоизолационни системи върху обвивката на сградата (напр. 400 мм минерална вата на покрива, 200 мм полистирол EPS по периметърните стени и 150 мм полистирол EPS 150S на пода).

Критериите за прозрачни конструкции са толкова строги, колкото и за споменатите конструкции. Прозорците и вратите трябва да имат коефициент на топлопреминаване по-малък от 0,6 W/(m 2. K). Тези енергоспестяващи мерки са насочени директно към намаляване на стойността на U на строителните конструкции с цел допълнително намаляване на топлинните загуби на сградите.

По-нататъшното увеличаване на дебелината на топлоизолацията върху обвивката на сградата не постига необходимата енергийна ефективност, изразена чрез глобален индикатор, поради което са проектирани висококачествени инженерни системи за околна среда (HVAC-R) и ролята на дизайнера на строителни услуги става по-важна .

Проучване за оценка на качеството на вътрешната среда

Изследването, чиято цел е да се оцени качеството на вътрешната среда в сграда с почти нулево потребление на енергия, е създадено в сътрудничество с Университета за приложни науки, ФХ Бургенланд.

Анализираният показател на експеримента беше качеството на вътрешната среда, което влияе върху здравето, производителността и благосъстоянието на обитателите на къщата. Той включва качество на въздуха в помещенията, светлинен комфорт, акустични и вибрационни аспекти и топлинен комфорт.

Сграда с почти нулево енергийно търсене трябва да бъде проектирана не само по отношение на енергийните критерии, но също така трябва да се вземат предвид и екологичните изисквания - например, тя трябва да осигури необходимия обмен на въздух във всички помещения и материали, които отделят вредни вещества (като например летливи органични съединения) не трябва да се използват. вещества, формалдехид, азотен диоксид и други подобни). Изследването анализира интензивността на въздушния обмен и топлинния комфорт на населението.

Фиг. Фамилна къща, избрана за експериментални измервания

Оценена сграда

Фамилната къща, в която е оценено качеството на вътрешната среда, се намира в село Унтерабниц в Австрия. Къщата е одобрена през 2016 г. и отговаря на всички параметри на сградата с почти нулеви енергийни изисквания.

По време на експерименталните измервания в семейната къща живеело тричленно семейство - двама възрастни и едно дете.
Семейната къща използва система за нискотемпературно подово отопление и високотемпературно охлаждане на тавана.

Източникът на топлина и студ е обратима термопомпа земя-вода, която също осигурява подготовката на топла вода чрез 300-литров резервоар за съхранение. На покрива бяха монтирани фотоволтаични панели със система за съхранение на електроенергия, за да се поддържа консумацията на електроенергия.

За да се осигури необходимата интензивност на въздушния обмен в техническото помещение, беше инсталиран централен блок на принудителна вентилационна система с рекуперация на топлина. Техническото помещение на семейна къща с инсталирана екологична технология е показано на фиг. 2.

Фиг. Инсталирана екологична технология в семейна къща с почти нулево потребление на енергия

Методология за измерване

Качеството на вътрешната среда в дадена сграда се измерва в два периода от време. Първите измервания се проведоха през лятото на 2017 г., когато охлаждането на тавана беше функционално. Вторият период на измерване е публикуван за януари и февруари 2018 г.

За измерване бяха избрани четири стаи, в които впоследствие бяха монтирани измервателните комплекти. Тези стаи бяха:

  • коридор,
  • перално помещение,
  • хол,
  • спалня.

През зимата и лятото са използвани следните измервателни устройства:

  • Vaisala carbocap GMP252 - измервател на концентрацията на CO2,
  • Vaisala GMD 20 & GMW 21/22 - измервател на концентрацията на CO2,
  • Vaisala HUMICAP HMP110 - комбиниран измервател на вътрешна температура и относителна влажност.

Беше създадена безжична мрежа, която да комуникира с инсталираните устройства и да съхранява измерените данни, които съхраняват измерените данни на централен сървър. Тогава тези данни бяха достъпни и изтеглени в таблична форма. Като част от оценката бяха създадени четири часови зони:

  • Измервания на пълно работно време,
  • работно време
  • Свободно време,
  • Нощно време.

Оценката на данните е извършена в съответствие със стандарти EN 15 251 и EN 7730 (условията за класификация и оценка от стандартите са дадени в таблица 1). От гледна точка на топлинно-влажния микроклимат, категории I и II, т.е. j. температури между 20 и 24 ° C.

Относителната влажност трябва да бъде между 30 и 70%. Качеството на въздуха в помещенията е приемливо, ако данните са класифицирани в категории I, II и III. Категория IV не е приемлива поради високата концентрация на въглероден диоксид във въздуха в помещенията (над 1000 ppm).

Фиг. 3 Измервателен комплект

Резултатите

Представените резултати показват топлинно-влажния микроклимат и качеството на въздуха в помещенията.

Коридор

Концентрациите на CO2 не надвишават граничната стойност (фиг. 4, таблица 2). Оценката на вътрешната температура показва колко време са прекарали обитателите в оценяваната стая (процент). В този случай жителите прекарват време само в категории I и II.

Фиг. 4 Концентрация на CO2 в коридора

Перално помещение

Концентрациите на CO2 не надвишават граничната стойност в помещението, която е класифицирана в категории I и II (фиг. 6, таблица 3). Оценката на термичната среда показва, че жителите са прекарвали по-голямата част от времето си в категории I и II.

Хол

Измерените концентрации на CO2 в помещението не надвишават граничната стойност, като през повечето време тя е класифицирана в категория II (фиг. 9, таблица 4). Оценката на термичната среда показва, че обитателите са прекарвали време основно в категория I.

Спалня

Средната концентрация на CO2 в спалнята не надвишава граничната стойност нито през нощта, нито през целия период на измерване. Максималната измерена стойност е 819 ppm. Изчислената средна стойност е 520 ppm.

При оценяване на целодневната работа в концентрацията бяха открити стойности за „надникване“, докато максималната стойност не надвишава 1300 ppm (фиг. 10, таблици 5 и 6).

Оценката на термичната среда показва, че обитателите са прекарвали времето предимно в категория II (по време на целодневни измервания и през нощта), само 11% от времето, прекарано в категория III, по време на нощни измервания (фиг. 11).

Дискусия

Топлинното благосъстояние на обитателите (тричленно семейство) в семейната къща през зимния период е включено най-вече в категории I и II в оценяваните стаи. Според общото време получената класификация е, както следва: 8% категория I, 70% категория II и 22% категория III. Средната температура е 20,4 ° C.

Що се отнася до качеството на вътрешния въздух в оценяваните помещения, резултатите са както следва:

  • вход: 11% категория I, 85% категория II, 4% категория III,
  • офис: 97% категория I, 3% категория II,
  • хол: 8% категория I, 78% категория II, 14% категория III,
  • спалня: 42% категория I, 10% категория II, 12% категория III, 36% категория IV, със средна стойност 795 ppm; по време на нощни измервания резултатите показват 85% в категория I и 15% в категория II.

По този начин колебанията в концентрацията на въглероден диоксид бяха измерени само през деня в спалнята. Тази амплитуда се обяснява с недостатъчното подаване на свеж въздух в следобедните часове, когато детето е спало в стаята.

Заключение

Качеството на въздуха в помещенията е доминиращ фактор за цялостната лична експозиция, като хората прекарват 90% от времето си на закрито [7]. Оценката на качеството на въздуха в помещенията показва подобни констатации като други изследвания [2, 3, 4], а именно, че механичната вентилация помага да се поддържа качеството на вътрешната среда на високо ниво.

Оценката също така показа, че правилно настроената и проектирана вентилационна система ще увеличи интензивността на обмяната на въздух във времевите интервали, необходими за осигуряване на здравословна вътрешна среда - средната концентрация на CO2 през целия период на измерване е била под 600 ppm, докато средната температура на въздуха в помещенията беше 20.4 ° С.

Експерименталните измервания показаха, че при ниската енергийна интензивност на сградата, качеството на вътрешната среда е приемливо благодарение на най-съвременните екологични технологии. Термопомпата в комбинация с фотоволтаични панели осигурява необходимата топлина, докато голямо количество енергия не се взема от обществената мрежа, а от възобновяеми енергийни източници.

Работата е създадена в сътрудничество с Университета за приложни науки, ФХ Бургенланд и е подкрепена от Министерството на образованието, науката, изследванията и спорта на Словашката република чрез безвъзмездни средства KEGA 044STU-4/2018, VEGA 1/0847/18 и VEGA 1/0807/17.

Статията е публикувана в списание TZB Haustechnik 2/2019.