ОВК проектантът има водеща роля за енергийната ефективност на сградите

доц. инж. Ивайло Банов, председател на секция “Отоплителна, вентилационна, климатична и хладилна техника, топло- и газоснабдяване” в КИИП и преподавател по “Климатизация на въздуха” в ТУ- София

Ролята на инженер-проектанта е водеща при създаването и реализирането на всеки етап от строително-инвестиционния процес - ВиК, електро, ОВК инсталациите и т. н., които пряко влияят върху енергоемкостта на сградните инсталации, енергийната ефективност на сградата и разходите й за поддръжка. Изискванията към действащите инженер-проектанти се основават на Закона за камарите на архитектите и инженерите в инвестиционното проектиране (ЗКАИИП) в съответната професионална област, както и устава на Камарата на инженерите в инвестиционното проектиране (КИИП). За получаването на проектантска правоспособност от инженерите се изисква диплом за завършена инженерна магистърска или бакалавърска степен, определен професионален опит в проектантско бюро или в работеща в съответната област фирма, както и познаване в детайли на етапите на инвестиционното проектиране. Работата на инженер-проектанта по ОВК се определя от квалификационните характеристики на секцията “Отоплителна, вентилационна, климатична и хладилна техника, топло- и газоснабдяване” към КИИП. Действащи проектанти в тази област са най-вече завършилите Топлотехника в ТУ -София, ТУ - Варна или Университета по хранителни технологии (УХТ) в Пловдив.

Същинската проектантска работа се състои в изграждането на съвременни енергийноефективни ОВК инсталации, както и прилагането на ВЕИ системи, твърди инж. Банов.
Според нормите на Камарата, инженерите с магистърска степен, които имат двугодишен стаж в проектантско бюро или определен опит в тази сфера, придобиват пълна проектантска правоспособност (ППП), за разлика от бакалаврите, които могат да имат ограничена правоспособност.

Особености в работата на ОВК проектанта
Всеки инженер-проектант трябва да познава работата на колегите си и освен това да познава цялостния инвестиционен процес, категоричен е инж. Банов. „Той трябва да е информиран за експлоатацията на инсталацията, която проектира и условията, в които ще се прилага”. Инвестиционният процес, който включва проектиране и последващ авторски надзор при изграждането на самата инсталация, непрекъснато се съгласува, твърди специалистът. „Често се налагат конструктивни или други промени, които биха могли коренно да променят първоначалните изчисления”.

Желанието на инвеститора е друг съществен фактор за промени в проектирането, уточнява инж. Банов. Заданието, което инвеститорът или упълномощена от него консултантска фирма прави, е задължителен елемент от инвестиционното проектиране. Често пъти инвеститорът може да направи последващи промени, наложени от желанието да намали инвестицията в дадени инсталации и съоръжения.

Възникват и творчески спорове между архитекти и ОВК проектанти в процеса на проектиране, признава инж. Банов. Те са предизвикани от желанието на едните да създават сгради с красива архитектура, с големи остъклени или окачени фасади, което често води до по-висока енергоемкост на сградата. Затова се налага да правим взаимни компромиси в името на по-добрата енергийна ефективност, допълва инж. Банов.

Енергийна ефективност и ОВК инсталации
Всеизвестно е, че фасадата е изключително важен елемент за енергийната ефективност на сградата, обяснява инж. Банов. „Изборът на по-дебел слой топлоизолация е подходящ само за зимния период, защото с поставянето на топлоизолация отвън на фасадата спираме потока слънчева радиация. По този начин се губи акумулационната способност на стените, намалява се моментният енергиен товар и се удължава отоплителния период. Това означава, че отоплителната инсталация се налага да работи по-дълъг период от време. Не случайно се прави енергиен одит на сградите, където се изследват годишните енергийни разходи за отопление, вентилация и климатизация, допълва той.

Съществен фактор за климатизацията на една сграда е изборът на дограма, защото в повечето жилищни сгради тя херметически затваря помещението. Липсата на въздухообмен и натрупаната влага в помещенията предизвиква конденз по външните стени и прозорци, колони и топлинните мостове на сградната конструкция.

Затова, когато говорим за климатична инсталация, задължителен елемент е подаването на пресен въздух, който е обработен в зависимост от сезона - охладен или овлажнен, обобщава инж. Банов.
За постигане на оптимална енергийна ефективност в сградите от съществено значение е изборът на ОВК инсталации, тяхното зониране и разположение. Това усложнява работата на топлотехника-проектант, категоричен е специалистът. На практика изборът на климатик например, се свързва предимно с квадратурата на помещението, като не се вземат предвид географското разположение на мястото, където ще се прилага, както и ориентацията на сградата спрямо слънцето, обяснява инж. Банов. „Ролята на инженер-проектанта е да вземе правилното решение за климатизация на помещенията в дадена сграда”.

Съвременни решение за климатизация
Климатичните инсталации се разделят на два типа - промишлени и комфортни.
За промишлените инсталации водещ е технологичният процес, който определя параметрите на микроклимат в помещенията. Инж. Банов посочва като пример текстилно предприятие, където е необходимо да се поддържа висока относителна влажност на въздуха - от 60 до 80%, независимо от това, че нормалната наситеност на влага за човека е около 50%. В тези случаи най-често се разработват овлажителни или вентилационни инсталации, обясни той.

При комфортния тип климатизация, прилагана в жилищни, бизнес и административни сгради, хотели, ресторанти и т. н., водещи са параметрите на микроклимата. За тях определящ фактор е осигуряването на пресен въздух.

В нашата страна има санитарно-хигиенни норми и такива за проектиране на ОВК инсталации, където в зависимост от категорията на помещението и дали се пуши или не, има съответни норми за количеството пресен въздух, което трябва да се достави в помещението за един човек.

Съгласно Наредба 15, определяща техническите правила и норми на проектиране на ОВК съоръженията, за помещения, обитавани от непушачи, необходимият дебит пресен въздух на човек е 36 m3/h. Ако в помещението има само пушачи, се изисква 108 m3/h пресен въздух на всеки от тях. „Това означава три пъти по-голям дебит на въздуха, повече и по-голямо климатично оборудване, съответно повече енергийни разходи. Не случайно се изисква да не се пуши в помещенията освен като здравословен фактор, така и като част от повишаването на енергийната ефективност. Заслужава да се замислим и върху този аспект”, съветва специалистът.

Комфортни инсталации
За комфортна климатизация се използват въздушни или водо-въздушни инсталации. Въздушните инсталации са най-ефективният начин за икономия на енергия, твърди доц. Банов. В тях се обработва пресен и рециркулационен въздух (обработен въздух от помещенията), като през летния период той е с по-ниска температура и по-сух с цел да се поема топлинният товар и влагата в помещенията. През зимата обработеният въздух е с по-висока температура и отново с по-ниско влагосъдържание. Според преподавателя по климатизация на въздуха, всеки човек отделя 100 г влага на час, което отнесено към една сграда с 5 000 души обитатели в нея, се получава сериозно количество, което трябва да се поеме от съответната инсталация.

Приложението на такъв тип въздушни инсталации е в големите административни сгради, киносалони, спортни зали, атриуми (отворени пространства) на молове и т. н. Към тях често се прилагат и вентилаторни конвектори или въздушни завеси, които да прекъснат студения поток въздух, който идва от външните стени, витрини или отваряеми площи.

Водо-въздушните инсталации поемат необходимия дебит външен въздух посредством отделен климатичен блок (инсталация) и след това той се подава в помещението. Енергийният товар в помещението се поема от вентилаторни конвектори (в окачен таван, високостенни, стенни, подови, вградени в подовата конструкция и т. н.). Вентилаторните конвектори се състоят от топлообменник, вентилатор и филтър, регулираща и спирателна арматура.

При водо-въздушния тип топлообменници се подава гореща вода през зимата и студена през лятото. В този случай се изграждат двутръбни системи, при които всички конвектори работят в един режим - на загряване или охлаждане. Съществуват и конвектори с два топлообменника - един за топла и един за студена вода. В този случай се изграждат четиритръбни системи, които позволяват поддържането на различна температура в помещенията. Те се внедряват в по-луксозни офисни или бизнессгради, хотели и т. н. В този случай може да се контролира индивидуално температурата във всяко отделно помещение.

Съвременните климатични системи използват хладилен агент вместо вода, което позволява свързването на няколко вътрешни тела с едно или група външни тела. Това са системи с директно изпарение и кондензация на хладилния агент, познати повече с търговските си означения VRV/VRF, КХ-2 и др. Във вътрешното тяло се осъществява изпарението на хладилния агент, а във външното - кондензацията. Когато работи в термопомпен режим (на отопление), вътрешното тяло играе ролята на кондензатор, а външното - на изпарител.

При въздушна климатична инсталация, обслужваща множество помещения, едно от тях играе ролята на представително и по него се управляват всички останали, обясни инж. Банов. „В този случай може да се контролира единствено дебитът на въздуха. Докато с водо-въздушни и хладилен агент-въздушни системи може да се контролират индивидуално параметрите на микроклимата във всяко помещение”.

Етапи на проектиране
Проектирането на всяка една инсталация зависи от параметрите на микроклимата в дадено помещение или сграда, дадени в споменатата вече Наредба 15. Започва се с обща информация за това къде се намира населеното място, където ще се прилага проектът, защото всяка географска ширина има свои външни климатични данни. Вторият елемент от ОВК проекта е определяне на параметрите вътре в помещението - температура, влажност, скорост на въздуха и др., които определят санитарно-хигиенните норми за всяко едно затворено пространство. Следват изчисления на летния и зимен топлинен товар за помещението, след което се конкретизира типът инсталация - еднозонова въздушна, многозонова с вентилатори и конвектори, промишлена овлажнителна или изсушителна инсталация и т. н. Това са познати схеми за всеки инженер-топлотехник, на база на които се изчисляват различните видове устройства за климатизация - калорифери, въздухоохладители, оросителни камери и т. н.

Няма разлика в методиката за тези изчисления между комфортната и промишлената климатизация с тази разлика, че определен вид топлообменник работи при различни условия, обясни инж. Банов. След избора на въздухообработващата централа и всички съоръжения, остава аеродинамичното оразмеряване, т. е. проектиране на въздуховодите. То включва изчисляване на: сеченията на въздуховодите, местата, където трябва да преминат и аеродинамичните съпротивления, на база на които се избират вентилаторите. За захранването на топлообменниците с топлоносител/студоносител се изчисляват съответно хидравличните съпротивления на тръбната мрежа, въз основа на които се избира циркулационната помпа.

„Изборът на въздуховоди е идентичен при промишлено предприятие или административна сграда, като разликата се явява схемата на въздухообработващата централа и ако има някои специфични изисквания при топловлажностната обработка на въздуха”, уточнява доц. Банов.

След изчисляване на товарите и построяването на процесите за обработка на въздуха се прави избор на въздухообработваща централа. В този момент се конкретизира и типът вентилатор, топлообменник и т. н. Именно тук е конкуренцията на фирмите-производители на топлообменници, вентилатори и т. н. „Водещи съображения при избор на производител са опитът на проектанта и доказали се в практиката, проверени съоръжения”, допълва той.

Методите за изчисление на топлинните товари са описани в спомената вече Наредба 15, чиято последна промяна е от 2005 г. и се смята за основен и задължителен наръчник на всеки инженер-проектант ОВК. В нея са синхронизирани начините за изчисляване на топлинните загуби с европейските методики, най-вече при определянето на топлинните мостове, топлинните загуби през деня и т. н. Другите нормативи, използвани при проектирането, са Наредба 7 - за енергийна ефективност, топлосъхранение и икономия на енергия в сгради, Наредба 4 - за обхвата и съдържанието на инвестиционните проекти, както и допълнителни методични указания.

Опит и знания
По думите на инж. Банов, който е действащ преподавател по „Климатизация на въздуха” в ТУ -София, проектирането се учи цял живот. „Постоянно излизат нови продукти, изискващи нови методики и техники за изчисляване и проектиране. И ако си останем със старите познания и типови изчисления, означава да не сме в крак с времето”. В настоящата специалност „Топлотехника” се изучават основите на проектирането на ОВК инсталациите, топлотехническите системи в промишлеността, както и технологиите, свързани с потреблението на енергия, обосновава се той. Завършващите бакалавърска степен инженери от тази специалност са запознати с начините за изграждане и приложение на топлотехническите инсталации, докато тези с магистърска степен имат познания и опит в конструирането и проектирането на инсталации.

Според доц. Банов, дипломната работа е първото доказателство за способността на инженерите да проектират. Всяка година негови дипломанти са поне 12-15 студенти от тази специалност, а ОВК проектите им са достойни за реализация, с гордост съобщава той. Предпоставка за добрата подготовка на студентите е и оборудваната с различни климатични инсталации лаборатория „Системи за поддържане параметрите на микроклимата в сгради”, която е по инициатива на доц. Банов. Тя оборудвана с помощта на водещи производители и доставчици на ОВК системи у нас - Тангра, Овентроп, Грундфосс, Техем, LG Electronics и др.

„Топлотехниката е една от желаните специалности за кандидат-инженерите”, твърди инж. Ивайло Банов. „И повечето от тях са наследствени топлотехници”. По неговите думи, тази специалност има сериозна история сред инженерните науки. Създадена през 1946 г., с основаването на първото висше учебно заведение - Политехниката, от което впоследствие се създават техническите университети в България.