Norma EN 16798 i inne: Wilgotność w regulacjach europejskich

Wprowadzenie

Istnieje szereg międzynarodowych przepisów dotyczących systemów HVAC w obszarach mieszkalnych i niemieszkalnych. Z punktu widzenia budynku, najważniejsza jest seria norm EN 16798. Ich głównym celem jest zawsze jakość powietrza w pomieszczeniach i higiena powietrza. W międzyczasie, coraz większego znaczenia nabiera również energooszczędna eksploatacja. Wymagania rozporządzeń, norm lub dyrektyw dotyczą procedur testowania i pomiarów w zakresie oddawania do użytku, wykonania i eksploatacji, higieny, inspekcji higienicznych lub konserwacji i serwisowania systemów.

Ale jakie jest rzeczywiste znaczenie wilgotności powietrza w pomieszczeniach w międzynarodowych normach i przepisach prawnych oraz jaka wygląda obecna sytuacja? Spójrzmy na przykład: Od 1 stycznia 2018 r. w Europie obowiązują nowe minimalne wartości odzysku ciepła dla systemów wentylacji w budynkach niemieszkalnych. Dla systemów z pętlą zamkniętą jest to 68%, dla obrotowych i płytowych wymienników ciepła — 73%.

Jest to przewidziane w dyrektywie Ecodesign (Ekoprojekt), a dokładniej w rozporządzeniu UE 1253/2014 „Wymogi dotyczące ekoprojektu dla urządzeń wentylacyjnych”. Europejskie stowarzyszenia przemysłowe Eurovent i EVIA pracują obecnie nad włączeniem do rozporządzenia UE odzyskiwania wilgoci wraz ze środkami zwiększającymi wydajność systemów wentylacji budynków niemieszkalnych w zakresie odzysku ciepła i wilgoci. Oznacza to związaną z tym energię potrzebną do osuszania (chłodzenia), jak również wszelkie wymagane zabezpieczenia przed wilgocią i mrozem.
 
Rys. 1: Dyrektywa UE 2018/844 — oficjalny tytuł „Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków” (Energy Performance of Building Directive - EPBD)

Sam budynek

Przeglądając przepisy europejskie, w pierwszej kolejności zwraca się uwagę na dyrektywę w sprawie charakterystyki energetycznej budynków 2018/844 (EPBD). Została ona zmieniona i opublikowana przez Parlament Europejski w maju 2018 roku. W ramach trwającego procesu dyrektywa EPBD uwzględnia nowe wymogi dotyczące dalszej poprawy efektywności energetycznej budynków, przyczyniania się do ograniczania emisji gazów cieplarnianych do 2050 r. oraz dekarbonizacji zasobów budowlanych, które według Komisji odpowiadały za około 36% wszystkich emisji CO2 w Unii w 2018 r. Jednocześnie jednak niezbędne jest zapewnienie poziomu komfortu i jakości powietrza. Przy bliższym przyjrzeniu się dojdziemy do wniosku, że to, co jest rozumiane pod pojęciem „warunków klimatycznych w pomieszczeniach”, jest definiowane przez wszystkie możliwe parametry — ale bez żadnych stwierdzeń o wilgotności powietrza w pomieszczeniach. Oto trzy przykłady:
 

  • W punkcie 13 dyrektywa odnosi się do wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia z 2009 roku. Możemy przeczytać, co następuje: „jeżeli chodzi o jakość powietrza w pomieszczeniach, budynki o lepszej charakterystyce dają wyższy poziom komfortu i samopoczucia ich użytkownikom oraz przynoszą poprawę stanu zdrowia. Mostki cieplne, niedostateczna izolacja i nieplanowane ciągi powietrza mogą powodować, że temperatura powierzchni spada poniżej punktu rosy w powietrzu i dochodzi do zawilgocenia. Dlatego należy zapewnić pełną i jednolitą izolację budynków, w tym balkonów, otworów okiennych, dachów, ścian, drzwi i podłóg, i należy zwrócić szczególną uwagę na to, by temperatura na dowolnej wewnętrznej powierzchni budynku nie spadała poniżej temperatury punktu rosy.”
  • Następnie w punkcie 21 omówiono monitorowanie klimatu wewnętrznego: „Instalacja w istniejących budynkach urządzeń samoregulujących do oddzielnego regulowania temperatury w każdym pomieszczeniu lub, w uzasadnionych przypadkach, w wyznaczonej strefie ogrzewanej modułu budynku powinna być rozważona, gdy jest ekonomicznie wykonalna, na przykład gdy jej koszt wynosi mniej niż 10 % całkowitych kosztów zastąpienia źródeł ciepła.”
  • Ponadto dyrektywa EPBD pozostaje niejasna co do obowiązku monitorowania w pkt. 36 dotyczącym wilgotności powietrza w pomieszczeniach: „Przy przeprowadzaniu przeglądów oraz w celu osiągnięcia przewidywanej poprawy charakterystyki energetycznej budynków w praktyce należy poprawiać rzeczywistą charakterystykę energetyczną systemów ogrzewania, klimatyzacji i wentylacji w rzeczywistych warunkach użytkowania. Rzeczywista charakterystyka takich systemów zależy od energii wykorzystywanej w ramach dynamicznie zróżnicowanych typowych lub przeciętnych warunków eksploatacji…”
     

Szczegółowe informacje znajdują się w nowej normie EN 16798

Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków określa zatem wytyczne, ale nie wchodzi w szczegóły dotyczące inżynierii systemów. W tym celu wyspecjalizowany projektant potrzebuje kolejnego rozporządzenia europejskiego: EN 16798 „Charakterystyka energetyczna budynków”. Jest ono uważane za normę wdrażającą dyrektywę EPBD i stało się głównym opracowaniem dla technologii wentylacji i klimatyzacji w Europie.

 

Norma / TR Poprzedni numer Zawartość
EN 16798-1
TR 16798-2
EN 15251 Warunki klimatyczne w pomieszczeniach i profile użytkowania
EN 16798-3
TR 16798-4
EN 13779 Wymagana charakterystyka systemów wentylacji i klimatyzacji oraz systemów
chłodzenia pomieszczeń
EN 16798-5
TR 16798-6
EN 15241 Metody obliczania dotyczące wymagań energetycznych systemów
wentylacyjnych
EN 16798-7
TR 16798-8
EN 15242 Metody obliczeniowe służące do określania natężenia przepływu powietrza w
budynkach
EN 16798-9
TR 16798-10
EN 15243
(Części)
Metody obliczania zapotrzebowania na energię w systemach chłodzenia
EN 16798-11
TR 16798-12
EN 15243
(Części)
Obliczenia dotyczące obciążenia
EN 16798-13
TR 16798-14
EN 15243
(Części)
Metody obliczeń dla systemów chłodniczych
EN 16798-15
TR 16798-16
EN 15243
(Części)
Metody obliczania wymagań energetycznych dla systemów chłodniczych i
wentylacyjnych
EN 16798-17
TR 16798-18
EN 15239
EN 15240
Wytyczne dotyczące inspekcji systemów wentylacji

 

Powyższa seria norm, wydana w 18 częściach, została wprowadzona w lipcu 2015 r. Część 1 dotyczy „Parametrów wejściowych środowiska wewnętrznego do projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, w odniesieniu do jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, oświetlenia i akustyki”. Część 1 pojawiła się dopiero po drugiej procedurze zatwierdzania przez państwa członkowskie w maju 2019 roku. Jest to zrestrukturyzowana kontynuacja normy EN 15251 „Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego”, która tym samym stała się nieważna. Spowodowało to zróżnicowanie komfortu w pomieszczeniach z aktywnym nawilżaniem i osuszaniem na trzy kategorie z temperaturą minimalną i maksymalną dla zimy oraz lata. Wraz z nową częścią 1 kategoria IV została włączona do normy EN 16798. Ponadto dla wszystkich czterech kategorii pojawia się również względna wilgotność powietrza wewnętrznego. Minimalne i maksymalne wartości pomiędzy 20 a 70% są określone dla każdej kategorii, w zależności od pogody, temperatury w pomieszczeniu i rodzaju użytkowania. Ponadto część 1 normy EN 16798 zaleca, aby bezwzględna wilgotność powietrza w pomieszczeniach była zawsze niższa niż 12 g/kg.

Jeśli chodzi o planowanie, projektowanie i energooszczędną eksploatację budynków, obowiązuje część 3 normy EN 16798. Obejmuje ona projektowanie systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz systemów chłodzenia pomieszczeń w budynkach niemieszkalnych, w których będą przebywać ludzie — jednak bez zastosowań w przemyśle i inżynierii procesowej. W części 3 przyjęto znaczną część treści zmienionej normy EN 13779 „Wentylacja budynków niemieszkalnych — Wymagania dotyczące właściwości systemów wentylacji i klimatyzacji.”. Zawiera ona jednak również nowe wymagania dotyczące urządzeń i technologii systemowych w zakresie filtrów powietrza, odzysku ciepła i jakości powietrza nawiewanego. Pozostała zawartość wskazuje, że systemy HVAC, klimatyzacji i chłodzenia pomieszczeń mogą wpływać na termiczne warunki klimatyczne w pomieszczeniach, jakość powietrza w pomieszczeniach, wilgotność powietrza i akustykę pomieszczenia oraz że kontrola wilgotności po stronie powietrza nawiewanego jest obowiązkowa w celu wykluczenia możliwości tworzenia się kondensacji. Stanowi to nawiązanie do części 1, która dotyczy sposobu, w jaki ma być zapewniona proponowana wilgotność lub jakość powietrza w pomieszczeniach.
 
Części od 5 do 15 normy EN 16798 dotyczą różnych metod obliczeniowych związanych z systemami wentylacji mechanicznej, w tym ogrzewania, chłodzenia i dystrybucji. Uwzględniono wilgotność powietrza nawiewanego zalecaną w części 1 w celu zapewnienia wilgotności powietrza w pomieszczeniach oraz energii pomocniczej niezbędnej do nawilżania i osuszania. Zastępuje ona poprzednie normy UE 15241, 15242 i 15253, które również określały wszystkie metody obliczeń.

Wreszcie, część 17 normy EN 16798 dotycząca „Przeglądów systemów wentylacji i klimatyzacji”. Zastępuje ona poprzednią normę EN 15239 „Wytyczne dotyczące inspekcji systemów wentylacji” oraz EN 15240 „Wytyczne inspekcji systemów klimatyzacji”. W odniesieniu do wilgotności poruszono przede wszystkim kwestię zapobiegania powstawania kondensacji oraz aspekty higieniczne. W tym celu podczas przeglądu należy rejestrować, badać i oceniać nie tylko wilgotność, ale również inne parametry i właściwości płynącego powietrza oraz systemu wentylacyjnego. Procedurę tę opisano w normie EN 12599 „Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji”. Określa ona badania, procedury badawcze i przyrządy pomiarowe, np. takie jak nowy miernik testo 400, do określania funkcjonalności zainstalowanych systemów w momencie odbioru; środki te są stosowane przed, w trakcie i po odbiorze. Dużą zaletą uniwersalnego przyrządu pomiarowego Testo jest zgodność ze standardami procedury pomiarowej oraz pełna dokumentacja zawierająca zdjęcia i komentarze. Jako główny cel przeglądu, część 17 normy EN 16798 wskazuje, w jaki sposób operatorzy i właściciele budynków są informowani w sprawozdaniu z przeglądu o tym, jak zmniejszyć zużycie energii przez systemy przy zachowaniu akceptowalnych warunków klimatycznych w pomieszczeniach.







 

Od „możesz” do „musisz”

Europejska seria norm EN 16798 zawiera zatem szereg specyfikacji dotyczących wilgotności powietrza w pomieszczeniach, systemach wentylacyjnych i budynkach. Żadne z nich nie jest jednak obowiązkowe ani nie powinno być rozumiane jako wymóg prawny. Służą one raczej jako zalecenia dotyczące utrzymania wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniach w stosunku do temperatury w pomieszczeniu i pory roku. Co więcej, tylko wówczas, gdy jednostka klimatyzacyjna lub wentylacyjna z urządzeniem technicznym nawilża lub osusza nawiew lub wywiew powietrza, wyżej wymienione części od 1 do 17 mają zastosowanie do wilgotności. Dzieje się tak często, gdy towary wrażliwe na wilgoć i pomieszczenia magazynowe, procesy produkcyjne lub zakłady opieki zdrowotnej z innych powodów ustalają specyfikacje wilgotności lub gdy istnieje ryzyko oblodzenia w komercyjnych systemach chłodzenia z powodu nadmiernej wilgotności przy temperaturach poniżej zera. Należy wówczas upewnić się, że energia pomocnicza potrzebna do regulacji wilgotności w pomieszczeniu jest wykorzystywana jak najefektywniej oraz że skropliny nie powodują żadnych problemów higienicznych w urządzeniu wentylacyjnym, przewodach zasilających lub urządzeniu chłodzącym. Regularne przeglądy stanowią w związku z tym element eksploatacji systemów klimatyzacyjnych i wentylacyjnych.

Europejskie stowarzyszenia przemysłowe Eurovent i EVIA stosują obecnie inne podejście. W dokumencie przedstawiającym stanowisko w sprawie rozporządzenia UE 1253/2014 w zakresie „wymogów dotyczących ekoprojektu (Ecodesign) dla urządzeń wentylacyjnych” nadchodząca procedura przeglądu w 2020 r. ma na celu wprowadzenie parametru systemowego „c”, który uwzględnia techniczne odzyskiwanie wilgotności powietrza za pomocą wirnika sorpcyjnego, zdejmowanego zasobnika lub membranowego wymiennika ciepła. W odniesieniu do czterech kategorii wymienionych w części 1 normy EN 16798 oraz typów użytkowania budynków określonych w załączniku do niej, przeprowadzono obliczenia symulacyjne dla miast Mediolan, Walencja, Oslo i Monachium — z obiecującymi wynikami. Na tej podstawie, nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach środowiskowych, do obliczenia wymaganego już dziś przez prawo współczynnika odzysku ciepła można by dodać wskaźnik c = 0,08.
 
Rys. 3: Fragment stanowiska przedstawionego Komisji UE w sprawie zmiany rozporządzenia UE 1253/2014 w zakresie „wymogów dotyczących ekoprojektu dla urządzeń wentylacyjnych” oraz uwzględnienia parametru systemowego na potrzeby odzyskiwania wilgoci
Jest tak, ponieważ odzyskiwana wilgotność powietrza w pomieszczeniach nie musi być w ogóle generowana przy użyciu energii pomocniczej. Dlatego też osuszanie jest bardzo korzystne w okresie letnim, ponieważ powietrze wywiewane jest bardziej suche niż zewnętrzne. W związku z tym osuszanie staje się najważniejszym elementem chłodzenia, co oznacza, że w zależności od lokalizacji w Europie mechaniczny system chłodzenia może być znacznie mniejszy. Ponadto osuszanie powietrza wywiewanego w zimie zapobiega oblodzeniu wymiennika ciepła, dlatego też nie są potrzebne żadne dodatkowe środki pomocnicze, aby zapobiec tworzeniu się lodu.

Ostateczna tabela (Rys. 4) organizacji Eurovent przedstawia obliczone na czerwono wartości dla przypadku eksploatacyjnego „5 dni w tygodniu od godziny 7.00 do 18.00 przez cały rok”. Odpowiada to, na przykład, schematom użytkowania niezliczonych budynków biurowych lub administracyjnych.

Jeśli Eurovent i EVIA odniosą sukces, to wkrótce systemy wentylacyjne w budynkach niemieszkalnych będą mogły uwzględniać w ocenie budynku nie tylko odzysk ciepła, ale także odzyskaną wilgoć z powietrza wewnętrznego — co jest faktycznie wymagane przez dyrektywę w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, o której mowa na początku tego artykułu. Jak stwierdzono w punkcie 7:

„Porozumienie paryskie dotyczące zmiany klimatu przyjęte w 2015 r. na zakończenie 21. konferencji stron Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (COP 21) stymuluje wysiłki Unii na rzecz dekarbonizacji jej zasobów budowlanych. Jako że na ogrzewanie i chłodzenie przeznacza się prawie 50 % zużycia energii końcowej w Unii, z czego 80 % przypada na budynki, osiągnięcie celów Unii w dziedzinie energii i klimatu jest powiązane z wysiłkami Unii na rzecz renowacji jej zasobów budowlanych, co wymaga priorytetowego potraktowania efektywności energetycznej, zastosowania zasady „efektywność energetyczna przede wszystkim” oraz rozważenia stosowania odnawialnych źródeł energii”.
 
Rys. 4: Obliczenia symulacyjne dla parametru systemowego „c” na potrzeby odzyskiwania wilgoci w miastach europejskich. Wyliczone wartości w kolorze czerwonym przedstawiają przypadek eksploatacji „5 dni w tygodniu od 7:00 do 18:00 przez cały rok”


Szukasz niezawodnego sposobu pomiaru temperatury i wilgotności powietrza w pomieszczeniu ?

testo-400-0636-9731-thermohygrometer-probe-V3-EN_2200x900.jpg
Testo humidity measuring instrument

Profesjonalny miernik wielofunkcyjny IAQ testo 400: najwyższa precyzja pomiaru

Oprócz wilgotności, należy zwykle określić inne parametry klimatu. Miernik testo 400 umożliwia wszystkie pomiary w sektorze klimatyzacji i wentylacji, w tym obsługę za pomocą wyświetlacza dotykowego Smart-Touch, zintegrowany asystent do pomiarów zgodnych ze standardami (np. PMV / PPD), zarządzanie punktami pomiarowymi, profesjonalną ocenę i dokumentację, a także raportowanie za pomocą poczty e-mail.
Measuring humidity

Miernik wielofunkcyjny testo 440: dokładne i intuicyjne pomiary

Testo 440 jest wszechstronnym urządzeniem, które oprócz wilgotności umożliwia pomiar wiele innych parametrów. Imponujące funkcje obejmują intuicyjną obsługę i przejrzysty wyświetlacz, bezprzewodowe sondy Bluetooth® dla większej wygody, wewnętrzne przechowywanie danych i interfejs USB do eksportu danych.
Humidity measuring technology

Termohigrometr testo 625: praktyczny i kompaktowy

Wymienna sonda temperatury i wilgotności, do pomiarów w trudno dostępnych miejscach


 

Measuring humidity

Miernik temperatury i wilgotnoci testo 610: poręczny i łatwy w obsłudze

Ze zintegrowaną sondą temperatury i wilgotności




 

Hygrometer app

Termohigrometr testo 605i:
niewielki ale inteligentny

Idealny do szybkich, punktowych pomiarów wilgotności i temperatury. SmartSonda Testo sterowana jest za pomocą aplikacji mobilnej, oferuje również opcję oceny i dokumentacji za pomocą smartfona lub tabletu.