Termograficzna ocena izolacyjności termicznej instalacji klimatyzacji i wentylacji w placówce zdrowia
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 28.03.2018

W artykule zawarto analizę zdjęć termowizyjnych i histogramów centrali klimatyzacyjno-wentylacyjnej oraz kanałów i przewodów pod kątem rozkładu temperatury i określenia nieszczelności w ciągłości izolacji termicznej. Ocenę izolacyjności termicznej przeprowadzono w placówce zdrowia. 

 

Obecnie ważnym wymogiem dotyczącym komfortu a nawet bezpieczeństwa biologicznego jest regulacja i stabilizacja parametrów powietrza w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie. Instalacja c.o., wentylacji i klimatyzacji ma duży wpływ na procesy ogrzewania i chłodzenia, z czym związana jest wielkość zużycia energii w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej [3]. Instalacja klimatyzacji i wentylacji mechanicznej jest podstawowym wyposażeniem budynków użyteczności publicznej i coraz częściej zamieszkania zbiorowego. Pozwala ona na uzyskanie odpowiednich parametrów, takich jak czystość mikrobiologiczna, wilgotność i temperatura w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie. Sam proces klimatyzacji polega na kształtowaniu parametrów powietrza, w celu wytworzenia odpowiedniego mikroklimatu sprzyjającego dobremu samopoczuciu osób znajdujących się w klimatyzowanym pomieszczeniu oraz stwarza optymalne warunki eksploatacji urządzeń. W instalacji klimatyzacji następuje kondycjonowanie powietrza tj. uzyskanie odpowiedniej temperatury i wilgotności powietrza poprzez nawilżenie, osuszenie, podgrzewanie bądź chłodzenie. Istnieją obiekty, w których klimatyzacja jest niezwykle ważna. Tymi obiektami są między innymi placówki zdrowia. W placówkach tych, większość osób tj. personel, pacjenci, odwiedzający, spędzają czas w pomieszczeniach zamkniętych, w których powinna funkcjonować sprawna klimatyzacja. Utrzymanie powietrza czystego biologicznie wymaga między innymi terminowych prac konserwacyjnych urządzeń odpowiadających za wentylację i klimatyzację, częstych przeglądów i natychmiastowego usunięcia usterek instalacji. W szpitalach nie chodzi tylko o stworzenie warunków komfortowych, ale również bezpiecznych dla pacjenta. W wadliwych instalacjach mogą rozwijać się różnego rodzaju bakterie i drobnoustroje jak na przykład gronkowiec złocisty [2]. Zanieczyszczone powietrze zazwyczaj nie jest zagrożeniem dla zdrowego człowieka, jednak obniżenie odporności chorego sprzyja infekcji osłabionego pacjenta podczas operacji, może opóźnić gojenie się ran, a nawet prowadzić do różnego rodzaju powikłań. Kolejnym argumentem przemawiającym za częstszym przeglądem stanu instalacji mogą być koszty ochłodzenia budynku. Z biegiem czasu wprowadzane są nowe technologie mogące znacznie obniżyć koszt klimatyzowania budynku. Ich wykorzystanie, w miejsce starej, zużytej instalacji może być opłacalne. Według normy PN-EN 15780 obszary zabiegowe w szpitalach należą do wysokiej klasy czystości instalacji. Zgodnie z nią, centrale wentylacyjne lub klimatyzacyjne powinny być kontrolowane co 12 miesięcy, a filtry co 6 miesięcy. Natomiast obszary ogólne szpitala należą do średniej klasy czystości i w tym przypadku okres kontroli filtrów nie powinien być dłuższy niż 12 miesięcy. Istotne znaczenie dla zagwarantowania wymagań higienicznych przywiązuje się do prawidłowej eksploatacji i konserwacji instalacji, określając między innymi zakres, sposób oraz częstość wykonywania kontroli również użytego sprzętu. Wymagania zawarte w Polskich Normach dotyczących eksploatacji zwracają szczególną uwagę na utrzymanie odpowiedniej temperatury i wilgotności przepływającego powietrza w przewodach ograniczających gromadzenie wilgoci w instalacji w związku z niebezpieczeństwem gromadzenia się obrostów biologicznych i stratach ciepła/chłodu przez nieszczelną izolację termiczną.

 

W literaturze przedmiotu brakuje doniesień mówiących o wykorzystaniu termowizji do oceny izolacyjności termicznej instalacji klimatyzacji i wentylacji.

 

W związku z tym podjęto badania z wykorzystaniem kamery termowizyjnej, których celem była ocena stanu szczelności izolacji przewodów klimatyzacji i wentylacji oraz ich central.

 

 

Materiały i metody

 

Badania przeprowadzono dla budynku użyteczności publicznej, który pełni funkcję szpitala. Jest to budynek wielokondygnacyjny posiadający podpiwniczenie. Prace budowlane rozpoczęto w lipcu 1980 roku, a zakończono w 1995 roku. W ciągu roku placówka medyczna obsługuje ponad 10 tys. pacjentów w 19 oddziałach. Przed modernizacją w szpitalu pracowały trzy systemy wentylacyjne znajdujące się w piwnicy i na poddaszu budynku. Instalacja została wykonana zgodnie z normami i standardami dla roku 1978 [4]. Modernizacja wentylacji i klimatyzacji obejmowała sale operacyjne oraz sale towarzyszące. Budynek szpitalny znajduje się w miejscowości leżącej II strefie klimatycznej.

 

 

Stan istniejący

 

W 2012 roku przeprowadzono modernizację obejmującą zainstalowanie central wentylacyjno-klimatyzacyjnych nawiewno-wywiewparonych OPTIMA PURO-NW (rys. 1.) marki Clima Gold NLW3 i LNW4, obsługujących dwie sale operacyjne oraz central dla korytarzy, sal przygotowania chorych oraz sal personelu OPTIMA KRYSZTAŁ-NW marki Clima Gold NLW7, znajdujące się w wentylatorowni na poddaszu budynku. Wymienione centrale należą do grupy central modułowych- higienicznych.

 

 

2017 12 19 1

Rys. 1. Centrala wentylacyjna OPTIMA PURO-NW

 

 

Ze względu na szczupłość miejsca w całej pracy nazwa centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne zostały skrócone do wentylacyjne.

 

Centrale pracują ze 100% użyciem powietrza świeżego. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego dla sal operacyjnych wynoszą, niezależnie od pory roku, od 18 do 26°C przy wilgotności względnej 30÷60%, a dla korytarzy i sal przyległych od 18 do 25°C przy wilgotności względnej 30÷60% [1]. Zasilanie w czynnik grzewczy o parametrach 70/90°C centrale czerpią z rozdzielaczy zlokalizowanych w węźle cieplnym. Szafy klimatyzacyjne podłączone są do systemu BMS i sprowadzone do pomieszczenia sterowni w piwnicy. Powietrze podlega obróbce w centrali klimatyzacyjnej i w zależności od potrzeb jest podgrzewane do wymaganej temperatury, tj. 18°C w lecie i 20°C w zimie. Nawiew i wywiew realizowany jest poprzez nawiewniki i kratki wentylacyjne. Powietrze transportowane jest systemem kanałów wentylacyjnych. Podłączenie do nawiewników odbywa się za pomocą systemu fl ex. Wywiew powietrza z centrali unoszony jest ponad dach budynku. Kanały wentylacyjne wykonane są z blachy ocynkowanej, izolowanej wełną mineralną (ρ = 40÷80 kg·m-3, λ = 0,045 W·(m·K)-1) o grubości 5 cm [1; 9; 10]. Kanały i przewody rozprowadzające powietrze do miejsc przeznaczenia zaizolowane są wełną mineralną zabezpieczoną z zewnątrz folią aluminiową. Dla wszystkich pomiarów kamerą termowizyjną współczynnik emisji wynosi 0,95, a temperatura tła 5,5°C. Zaprojektowane kanały spełniają warunki dotyczące szczelności dla klasy D zgodnie z normą PN-EN 12237. Każde przejście przez podłogę w maszynowni zostało wyposażone w klapę przeciwpożarową. W skład centrali nawiewno - wywiewnej pracującej na potrzeby nawiewu wchodzi sekcja przepustnicy, wymiennik glikolowy, pompa ciepła, wentylator nawiewny, nagrzewnica wodna, nawilżacz parowy z wytwornicą pary oraz filtr. Ciepło doprowadzane jest do nagrzewnic w rurach miedzianych. Nawilżacze parowe czerpią zasilanie z przyłącza wody zlokalizowanego w piwnicy poprzez stację uzdatniania wody Inwater 250 l·h-1. Woda rozprowadzana jest systemem rur PEX o średnicy DN 16. Zmodernizowana instalacja posiada świadectwa zgodności z normami PN EN 1886:2008 oraz PN EN 1751:2002.

 

 

2017 12 20 1

Rys. 2. Moduł kondycjonujący powietrze: a) obraz termowizyjny; b) histogram (opracowanie własne)

 

 

2017 12 20 2

 Rys. 3. Połączenia modułu centrali i przewodów: a) obraz termowizyjny; b) histogram (opracowanie własne)

 

 

Wyniki badań

 

(...)

 

 

Centrale wentylacyjne

 

(...)

 

 

Kanały i przewody

 

(...)

 

 

Wyniki i dyskusja

 

W pracy zawarto analizę zdjęć i histogramów wykonanych kamerą termowizyjną instalacji klimatyzacji i wentylacji w placówce zdrowia.

 

Łącznie zbadano 9 obszarów, (3 miejsca na centralach, 6 miejsc na kanałach i przewodach) w różnych miejscach instalacji wentylacyjnej, gdzie istnieje największe ryzyko wystąpienia strat ciepła/zimna. Dla wszystkich pomiarów temperatura tła wynosiła 5,5°C, a współczynnik emisji 0,95. Dla trzech pomiarów central wentylacyjnych nie zaobserwowano niepokojących objawów. Rozkład temperatur na centralach kształtował się w zakresie od 23,4 do 34,6°C. Skrajne wartości temperatur obejmują niewielkie powierzchnie i dotyczą powierzchni przeszklenia modułu oraz powierzchni niezaizolowanych zaworów odcinających. Badanie kamerą termowizyjną pozwoliło na stwierdzenie, że rozkład temperatur na powierzchniach central jest prawidłowy i w związku z tym nie stwierdza się strat ciepła/zimna.

 

Badaniami termowizyjnymi objęto również kanały i przewody wentylacyjne transportujące powietrze o wymaganych parametrach do pomieszczeń docelowych. Wykonano 6 pomiarów na różnych odcinkach instalacji, na których potencjalnie może dojść do strat ciepła/ zimna. Rozkład temperatur na kanałach i przewodach kształtował się w zakresie od 17,3 do 28,1°C, z wyjątkiem jednego pomiaru, w którym zarejestrowano dość wysoką temperaturę wynoszącą 35,0°C występującą na niewielkiej powierzchni. Na tym etapie badań trudno o podanie jednoznacznej przyczyny, gdyż były to badania pilotażowe.

 

Na podstawie wykonanych pomiarów, nie stwierdzono występowania miejsc, które znacznie różnią się wartością temperatury, ponadto nie zaobserwowano miejsc nieszczelnych. Niewielkie rozpiętości temperatur wynikają z reemisji światła widzialnego otuliny aluminiowej (współczynnik emisji 0,95). Przeprowadzona analiza pozwala na stwierdzenie, że izolacja kanałów i przewodów jest wykonana poprawnie.

 

 

Podsumowanie

 

Przedstawiona w pracy metoda wykorzystania kamery termowizyjnej okazała się szybką, bezdotykową i wiarygodną metodą zastosowaną w ocenie izolacyjności termicznej instalacji klimatyzacji i wentylacji.

 

Przeprowadzona ocena izolacyjności termicznej instalacji klimatyzacji i wentylacji w placówce zdrowia z wykorzystaniem kamery termowizyjnej dowiodła, że nie występują miejsca z wadliwą izolacją termiczną, przez którą ucieka ciepło/zimno.

 

Tego typu badania szczelności termicznej instalacji klimatyzacji i wentylacji powinny być zalecane przynajmniej raz w roku, co zapobiegnie ewentualnym stratom ciepła/zimna i tym samym obniży koszty użytkowania klimatyzacji i zapewni odpowiedni mikroklimat w pomieszczeniach szpitalnych [11].

 

W artykule nie podano nazwy placówki zdrowia. Nazwa dostępna dla zainteresowanych.

 

 

 

Marzena JASIEWICZ
− Instytut Inżynierii
Środowiska,
Uniwersytet Zielonogórski

 

Oryna
SŁOBODZIAN-KSENICZ
− Instytut Inżynierii
Środowiska,
Uniwersytet Zielonogórski

 

Mateusz BIERNACKI
− student WBAiIŚ,
Instytut Inżynierii
Środowiska
na Uniwersytecie
Zielonogórskim

 

 Artur GAJDZIŃSKI
− Iglotechnik Sp. z o.o.,
Zielona Góra

 

 

 

LITERATURA:

[1] JASIEWICZ Marzena, SŁOBODZIAN-KSENICZ Oryna: Przewodnik do ćwiczeń z fizyki budowli dla studentów Instytutu Inżynierii Środowiska. 2016.

[2] KAISER Krzysztof, WOLSKI Andrzej: Klimatyzacja i wentylacja w szpitalach. Teoria i praktyka. Wyd. I.P.P.U. "MASTA" spółka z o.o. Gdańsk 2007.

[3] WANG Weimin, JIANG Wei, LIU Bing, ZHANG Jian: Energy performance comparison of heating and air conditioning systems for multifamily residential buildings. International High Performance Buildings Conference. Paper 29. 2010.

[4] http://docs.lib.purdue.edu/ihpbc/29 

[5] Dokumentacja techniczna. 1980.

[6] PN-EN 15780:2011 Wentylacja budynków − sieć przewodów − czystość systemów wentylacji.

[7] PN-EN 1886:2008 Wentylacja budynków − centrale wentylacyjne i klimatyzacyjne − właściwości mechaniczne.

[8] PN-EN 12237:2005 Wentylacja budynków − sieć przewodów − wytrzymałość i szczelność przewodów z blachy o przekroju kołowym.

[9] PN-EN 1751:2002 Wentylacja budynków − urządzenia wentylacyjne końcowe − badania aerodynamiczne przepustnic regulacyjnych i zamykających.

[10] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 czerwca 2005 r. w sprawie wymagań, jakimi powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia opieki zdrowotnej

[11] CHARKOWSKA Anna: Klimatyzacja szpitali w dokumentach prawnych – teraźniejszość i przyszłość. Chłodnictwo i Klimatyzacja. 11/2012.

 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Pompy ciepła 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

Reklama
  • omii

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.