Jak oszczędzić pieniądze i zdrowie uczniów
dr Ludomir Duda
Budżet większości szkół w Polsce jest obciążony wysokimi rachunkami za energię cieplną. Za największe straty tej energii w budynkach odpowiada zła wentylacja. Ponadto brak niezbędnej wymiany powietrza powoduje złe samopoczucie u uczniów i nauczycieli.
Głęboka termomodernizacja w „Mechaniku”
Jak rozwiązać problem, który trapi zarówno zarządców szkół, jak i osoby uczestniczące w lekcjach? Odpowiedzią jest głęboka termomodernizacja budynku szkoły, z naciskiem na nowoczesną wentylację opartą o rekuperatory. Jak korzystne jest to działanie, widać na przykładzie Zespołu Szkół Publicznych nr 1 w Końskich „Mechanik”. Głęboką termomodernizację tego budynku zakończono w 2017 r. Nakład inwestycyjny szkoły już się zwrócił, a wprowadzone zmiany generują co roku ogromne oszczędności. Odpowiednia wentylacja poprawiła komfort pracy tak bardzo, że nauczyciele wracają do domów bez bólu głowy.
Zaczynamy od audytu
Uzyskanie tak dobrych efektów byłoby niemożliwe bez przeprowadzenia audytu energetycznego. Przed przystąpieniem do termomodernizacji określiłem dotychczasowy stan budynku i wyliczyłem optymalny zakres zmian. Nakreśliło to działania, które pozwoliły na osiągnięcie znacznych oszczędności finansowych i wysokiego standardu energetycznego inwestycji.
Najwyższy poziom przeprowadzonego audytu zapewnił zakwalifikowanie się termomodernizacji „Mechanika” do finansowania przez Fundusz Norweski. W efekcie Narodowy Fundusz Poszanowania Energii i Gospodarki Wodnej pokrył aż 85% kwalifikowanych nakładów inwestycyjnych.
Podstawa sukcesu, czyli skuteczna wentylacja
Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że straty energii cieplnej zużywanej na podgrzanie powietrza wentylacyjnego stanowią ponad 60% wszystkich strat ciepła w szkołach!
W „Mechaniku” problem ten rozwiązałem poprzez instalację rekuperatorów, które kontrolują wymianę powietrza oddzielnie dla każdego pomieszczenia.
Co ważne, mimo intensywnej wymiany powietrza również w okresie zimowym, rekuperatory utrzymują komfortową temperaturę w środku. I robią to bez zbędnych kosztów – ciepło ze zużytego powietrza jest odzyskiwane do ogrzania świeżego.
Powiew zdrowego powietrza
Systemy tego typu są również kluczowe dla komfortowych i zdrowych warunków do pracy uczniów. Za zmęczenie i ból głowy po zajęciach szkolnych odpowiada zbyt wysokie stężenie CO2 w klasach. Wietrzenie na przerwach nie wystarcza i niezbędna jest ciągła wymiana powietrza podczas lekcji.
Jednocześnie coraz częściej otrzymujemy komunikaty z zaleceniem unikania wietrzenia pomieszczeń ze względu na wysokie stężenie smogu w powietrzu na zewnątrz. Rekuperacja rozwiązuje również ten problem. Urządzenie stosuje jedyny skuteczny sposób walki z zanieczyszczeniami – filtrację całego nawiewanego powietrza już na wlocie do pomieszczenia.
Zawsze optymalne warunki do pracy
Tylko zaawansowane rekuperatory, jak HETA School, automatycznie dbają o wszystkie parametry zapewniające komfort i zdrowie. Dzięki wbudowanym czujnikom, same dobierają odpowiednią wydajność pracy, zależnie od liczby osób w pomieszczeniu. Dostosowując się do warunków, decydują, czy odzyskiwać ciepło podczas wymiany, czy ochłodzić salę. To koniec kompromisów między zachowaniem ciepła, a świeżym i czystym powietrzem!
Pozostałe źródła oszczędności
Duże prace remontowe najlepiej wykonać jednocześnie. Do osiągnięcia największych oszczędności energetycznych potrzebny jest szereg różnorodnych modernizacji. Sprawdźmy co jeszcze stoi za sukcesem szkoły w Końskich.
Ocieplenie ścian zewnętrznych i dachów
Przy „normatywnych warunkach eksploatacji”, straty energii przez nieocieplone ściany i dachy budynku stanowią prawie 13% wszystkich strat. W rzeczywistości mówimy jednak o dwukrotnie wyższej liczbie, co wynika z konstrukcji ścian budynku szkoły. Znaczną część ich powierzchni stanowią okna, łączące się ze ścianami przez ościeże. To fragmenty konstrukcji, których staranne ocieplenie jest wyjątkowo istotne dla zwiększenia oszczędności ciepła i uniknięciu powstawania tzw. „mostka cieplnego”.
W „Mechaniku” ocieplenia wymagało łącznie prawie 9 000 m2 ścian i dachów. Problem utraty ciepła przez te elementy konstrukcji zredukowałem wprowadzając nietypowe rozwiązanie – zaproponowałem zmniejszenie okien, przy jednoczesnym ociepleniu ościeży 5 cm warstwą twardego styropianu. Ściany zewnętrzne pokryłem natomiast 20 cm warstwą styropianu o współczynniku przewodzenia λ = 0,031 [W/m/K], co pozwoliło na uzyskanie znakomitej wartości współczynnika przenikania ciepła U = 0,13 [W/m2/K].
Szczelne okna – warunek skutecznej wentylacji
Okna w ZSP nr 1 w Końskich były w większości stare i odpowiadały za 17% wszystkich strat ciepła. Ich wymiana była konieczna nie tylko w celu zmniejszenia tej wartości i likwidacji mostka cieplnego na styku futryny z ościeżem, a przede wszystkim ze względu na konieczność uszczelnienia budynku.
Wysoka szczelność budynku jest bowiem niezbędna dla uzyskania wysokiej efektywności instalacji wentylacji mechanicznej. Łącznie zainstalowano 1500 m2 nowych okien o współczynniku przenikania ciepła Uw = 0,9 [W/m2/K] .
Innowacyjny system grzewczy i ekologiczne źródła energii
W „Mechaniku” jako optymalne rozwiązanie wybrałem system VRF pomp ciepła powietrze – powietrze. Pompy takie mają bardzo wysoki, średnio-sezonowy współczynnik transformacji energii elektrycznej na ciepło (SCOP > 4) i mogą dostarczać ciepło nawet przy temperaturze -20 °C. W ciepłych miesiącach, gdy w budynku po termomodernizacji może robić się zbyt ciepło, pompy pozwalają na schładzanie powietrza do normowych temperatur.
Dodatkowo, dla zmniejszenia zapotrzebowania na nieodnawialną energię elektryczną, zainstalowałem na dachu szkoły ogniwa fotowoltaiczne o mocy 40 kW.
Nowe światło dla „Mechanika”
W miejsce starego oświetlenia, zastosowałem nowoczesne lampy LED. Zużywają one mniej energii oraz pozwalają dobrać odpowiednią dla komfortu i procesu dydaktycznego barwę światła. Oświetlenie LED przyczynia się do oszczędności o wewnętrznej stopie zwrotu na poziomie IRR > 10%.
Zielone oszczędności
Jak wyraźnie widać na przykładzie ZSP 1 w Końskich, wprowadzenie w szkole nowoczesnego systemu wentylacji opartego na rekuperatorach oraz pozostałych elementach głębokiej termomodernizacji zapewnia nie tylko imponujące oszczędności. To również ekologiczna inwestycja w zdrowie i komfort uczniów.
Oznacza to, że możemy obniżyć zużycie energii i związane z jej wytwarzaniem szkodliwe emisje, redukując równocześnie koszty eksploatacji szkoły. Dodatkowo inwestycje te są jednymi z najkorzystniejszych na rynku kapitałowym, co powinno ułatwiać pozyskanie dotacji na ich przeprowadzenie.
