Inžinerinės sistemos pramoniniuose pastatuose: svarba, projektavimas ir įrengimas

Šiuolaikinėmis technologijomis sukurtos inžinerinės sistemos užtikrina tinkamą pastato eksploataciją, stabilų gamybos įmonių technologinių procesų veikimą, darbuotojų komfortą patalpose, leidžia optimaliai sumažinti pastatų eksploatacines išlaidas.

Pramoniniai pastatai - tai įvairiai pramoninei veiklai vykdyti skirti statiniai, pasižymintys didelėmis erdvėmis, kurioms yra reikalinga tvirta konstrukcija ir specifiniai inžineriniai sprendimai.

Pramoninė statyba Lietuvoje per pastaruosius metus sparčiai keičiasi. Augant gamybos, logistikos ir sandėliavimo poreikiams, kartu didėja ir reikalavimai pastatų funkcionalumui, patikimumui bei energiniam efektyvumui. Pramoniniai pastatai pasižymi dideliais plotais ir intensyviu naudojimu.

Efektyviai suprojektuotas pastatas leidžia ne tik sumažinti energijos sąnaudas, bet ir užtikrina stabilesnes darbo sąlygas. Pramoninėje statyboje didelę reikšmę turi projektavimo etapas. Būtent čia priimami sprendimai, kurie vėliau lemia pastato eksploatacines savybes.

Šiuolaikiniai projektai vis dažniau remiasi kompleksiniu požiūriu, kai architektūriniai ir inžineriniai sprendimai derinami tarpusavyje.

Energetinis efektyvumas tiesiogiai susijęs su pastato ilgaamžiškumu. Ilgainiui tai reiškia mažesnes priežiūros ir remonto išlaidas, o pats pastatas išlaiko didesnę vertę rinkoje.

Lietuvoje energinio efektyvumo reikalavimai nuosekliai griežtėja, o tai daro tiesioginę įtaką pramoninės statybos sektoriui. Šiame kontekste svarbu turėti partnerius, kurie ne tik supranta teisinių reikalavimų esmę, bet ir geba juos praktiškai įgyvendinti.

Šiuolaikiniai pramoniniai objektai kuriami galvojant apie visą jų gyvavimo ciklą. Dėl to vis daugiau užsakovų renkasi bendradarbiauti su statybos įmonėmis, kurios geba pasiūlyti kompleksinius sprendimus - nuo projektavimo iki statybos įgyvendinimo.

Žvelgiant į ateitį, pramoninė statyba ir toliau bus orientuota į efektyvumą, tvarumą ir lankstumą. Investicijos į apgalvotus sprendimus šiandien leidžia sukurti objektus, kurie išlieka konkurencingi ir funkcionalūs ilgus metus.

Pramoninių pastatų tipai

• Gamykliniai pastatai - skirti gamybai, kuriuose reikalingos specializuotos inžinerinės sistemos: ventiliacija, elektros tiekimas, nuotekų šalinimas.
• Sandėliai ir logistikos centrai - naudojami prekių laikymui ir paskirstymui, kuriuose reikia atsižvelgti į daugybę specifinių niuansų: jų paskirtį, juose planuojamas atlikti operacijas, technologijas ir t. t.
• Energetikos objektai - jėgainės, transformatorių pastotės, katilinės, kuriuose taikomi ypač aukšti reikalavimai darbų saugai, patikimumui ir ilgam statinio tarnavimo laikui.
• Žemės ūkio pastatai - fermos, angarai, elevatoriai, skirti įvairiems tikslams, susijusiems su gyvulininkystės ir augalininkystės veiklomis susijusiems darbams įgyvendinti.
• Technologiniai statiniai - laboratorijos, valymo įrenginiai, šaldymo sandėliai.

Vėdinimo sistemos

Gamybos cechai, pramonės ir ūkio produkcijos sandėliai, logistikos įmonių patalpos, serverinės, laboratorijos, gyvūnų fermos - yra daugybė įvairios paskirties gamybos ir sandėliavimo patalpų, kuriose būtinas geras vėdinimas. Todėl vėdinimo sistema dabar jau yra viena iš gyvybiškai svarbiausių sistemų, be kurios pastatai negali funkcionuoti.

Bet kokio pramonės ar sandėliavimo objekto vėdinimo sistemos pradedamos projektuoti žinant ir išanalizavus gamybos ar sandėliavimo pobūdį bei sąlygas. Priklausomai nuo to, pritaikomos oro mainų schemos, parenkama tam tikra įranga.

Tačiau kiekvienai gamybos sričiai - t.y. maisto pramonės, lengvosios, sunkiosios, chemijos pramonės įmonėms yra nusistovėję tam tikri vėdinimo standartai, jie labiausiai sąlygojami technologinių procesų. Gamybos patalpų vėdinimas paprastai projektuojamas vadovaujantis technologine dalimi.

Šiluminio komforto ir pakankamos šiluminės aplinkos parametrus darbo patalpose nustato higienos norma HN 69:2003 „Šiluminis komfortas ir pakankama šiluminė aplinka darbo patalpose. Parametrų norminės vertės ir matavimo reikalavimai".

Šiuolaikiniuose pramonės objektuose vėdinimas dažnai planuojamas su šilumogrąža. Dažniausiai rekuperacija naudojama maisto pramonėje, kur paprastai būna dideli šilumos išsiskyrimai ir vėdinimo sistemomis šalinama šiluma rekuperacijos dėka grąžinama karšto vandens ruošimui, nes ir karšto vandens poreikiai būna paprastai dideli.

Be šalinamo ir paduodamo oro srauto bei šilumogrąžos vėdinimo projektuotojams dar tenka spręsti oro srautų pasiskirstymą. Vėdinimas pramonės įmonėse, gamybos cechuose, sandėliuose, biuruose - tai ne tik šilumogrąžos agregatai, bet ir ortakiai, oro filtravimas, oro srautų reguliavimas atsižvelgiant į tikslius CO₂ matavimus, oro drėkinimas arba sausinimas ir kiti šalinamo bei tiekiamo oro parametrai.

Oro srautų reguliavimas pagal poreikius leidžia sukurti reikiamą mikroklimatą, išvengti per didelio arba nepakankamo vėdinimo. Tuo pačiu mažėja energijos poreikis vėdinimui, šildymui ir vėsinimui.

Kadangi pramoninio vėdinimo sistemose oro srautai dideli, oro transportavimui naudojami didelio skersmens apvalūs arba stačiakampiai ortakiai. Jie turi būti suprojektuoti ir pagaminti taip, kad užtikrintų minimalų oro pasipriešinimą, minimalų nuotėkį ir minimalius šilumos nuostolius.

Padidintos taršos patalpose (paprastai tai būna tam tikros zonos) daromas vietinis intensyvus oro ištraukimas, naudojant gaubtus. Visi vėdinimo įrenginiai projektuojami su paduodamo ir ištraukiamo oro filtrais.

Oro kokybės svarba

Mokslininkai yra nustatę, jog blogai vėdinamų patalpų oras yra kenksmingesnis už atmosferos orą. Be to, patalpose orą teigiamais jonais teršia televizoriai bei kompiuterių monitoriai.

Vėdinimo sistemos pasirinkimas

Vonios kambaryje geriau tiks ventiliatorius su apsauga nuo drėgmės: trumpas jungimas neįvyks ir drėgnas oras nepateks į ortakį. Vonios kambaryje rekomenduojama montuoti ventiliatorių su drėgmės davikliu. Ypač galingo ventiliatoriaus reikia virtuvėje.

Skirtingai nuo tualeto ir vonios kambario, virtuvėje galima įrengti ne tik ištraukimo, bet ir iš lauko tiekiančią orą ventiliacijos sistemą. Virtuvėje taip pat galima įrengti recirkuliacinę vėdinimo sistemą, kuri nuo kvapų ir dūmų išvalytą orą grąžina į patalpą. Labai efektyvūs ištraukiamieji gaubtai virš viryklių, pašalinantys blogą orą per ortakius į lauką.

Kartais reikia ištraukiamąją ventiliaciją įrengti ir gyvenamosiose patalpose. Tada ventiliatoriaus našumas skaičiuojamas kambario tūrį padauginus iš trijų.

Šildymo sistemos

Šildymo sistemos įrengimai projektuojami ir įrengiami kartu su pastatu statyba, o taip pat ju elementai derinami sustatybinėmis konstrukcijomis bei patalpų išplanavimu - todėl jos laikomos statybos technikos šaka. Šildymo sistemos įrenginiai veikia visa patalpų eksploatavimo laika, todėl jie priskiriami prie pastatu inžineriniu (technologiniu) įrenginiu.

Pagrindinė šildymo paskirtis - sudaryti šilumini komfortą patalpose esant šaltajam laikotarpiui. Lauko oro temperatūra metu laikotarpyje keičiasi, tuo tarpu patalpų vidaus temperatūra turi likti pastovi.

Šilumos šaltinis - šilumos generatorius (katilas) arba šilumokaitis skirtas šilumos gavimui deginant kurą arba iš kito šilumos šaltinio. Šilumos šaltinis gali buti pačiame pastate (patalpoje) ar už jo ribų.

Šildymo prietaisai perduoda šiluma nuo šilumnešio šildomai patalpai. Būna labai įvairiu tipu ir formų, atiduoda skirtinga šilumos kieki. Vamzdžiais arba kanalais transportuojama šiluma nuo šilumos mainu įrengimo i šildymo prietaisus.

Vandeninėse šildymo sistemose centriniame šilumos generatoriuje (katile) šildomas vanduo, kuris vamzdynais patenka i šildymo prietaisus. Per šildymo prietaisu sieneles vanduo savo šiluma atiduoda patalpos orui, atvėsta ir vamzdynais grįžta i katilą pakartotinam pašildymui.

Esminiu tokiu sistemų privalumu galima laikyti galimybe keisti šilumnešio (vandens) temperatūra plačiose ribose. Tai leidžia pritaikyti šildymo prietaisu šilumos atidavimo centrini reguliavimą. Tai labiausiai paplitusios šildymo sistemos.

Montuojant patalpų šildymo sistemas, profesionaliai gilindamiesi į objekto ypatumus, įrengiame šilumos sąnaudas ir eksploatacijos išlaidas mažinti gebančius sistemas ir atskirus jų komponentus. Naudojame įvairius šildymo sistemų sprendimus: įprastas šildymas iš centralizuotų sistemų, energijos panaudojimas iš atliekų deginimo gamyklų, rajoninių katilinių.

Taip pat taikome pažangius atsinaujinančios energijos ištekliais pagrįstus sprendimus, žemė-vanduo, oras-vanduo šilumos siurbliai.

Montuojamos efektyviai veikiančios kietojo kuro ir dujines katilinės administraciniuose, visuomeniniuose, pramoniniuose, logistinės paskirties pastatuose.

Atsinaujinantys energijos šaltiniai

Kauno technologijos universiteto Statybos ir architektūros fakultete studentai, studijuojantys pastatų inžinerinių sistemų specialybę, ypatingą dėmesį skiria pastatų renovacijos problemoms spręsti ir efektyviam atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo klausimui.

Kaip rodo dėstytojų ir studentų atliekami tyrimai, iš atsinaujinančių energijos rūšių pastatams aprūpinti šilumine energija Lietuvoje geriausiai tinka įvairūs biokuro katilai, šilumos siurbliai bei saulės kolektorių sistemos.

Lietuva turi vieną geriausių potencialų visoje Europos Sąjungoje gaminti ir naudoti įvairių rūšių biokurą. Nemaža dalis individualių namų Lietuvoje nuo dujomis kūrenamų katilinių dalinai ar visiškai perėjo prie įvairių biokurą naudojančių katilinių arba naudoja kelių rūšių energiją pastatui aprūpinti šilumine energija.

Kita vertus, Lietuvoje yra nemažai geros praktikos pavyzdžių, kai perėjęs nuo iškastinio kuro naudojimo prie biokuro šilumos tiekėjas gamina gerokai pigesnę šiluminę energiją vartotojams.

Kai kuriais atvejais, ypač kai nėra galimybės prisijungti prie centralizuotų šilumos tiekimo tinklų ar gamtinių dujų tinklo, vienas geriausių būdų pastatus aprūpinti šilumine energija yra šilumos siurbliai „vanduo-vanduo“, „oras-vanduo“ ar išskirtiniais atvejais - „oras-oras“ tipo.

Pastaraisiais metais ypač išaugus „oras-vanduo“ tipo šilumos siurblių naudingojo veiksmo koeficientui ir sumažėjus jų kainai, jie vis dažniau taikomi pastatams aprūpinti šilumine energija, dalinai ar visiškai šildyti ir (arba) karštam vandeniui ruošti.

Šilumos siurbliams reikia santykinai nedaug priežiūros, nes šildymas dažniausiai yra visiškai automatizuotas, lengvai valdomas ir programuojamas, nereikia rūpintis kuru, pelenų šalinimu, įranga patikimai veikia bent 10 metų.

Saulės energiją šilumine energija verčiantys saulės kolektoriai yra ištobulinta ir ekonomiškai labai efektyvi šiluminės energijos gamybos technologija, kuri turi vis geresnes plėtros perspektyvas, ypač brangstant iškastiniam kurui.

Remiantis tyrimais, pagrindinis saulės kolektorių sistemų trūkumas yra tas, kad vėlų rudenį, žiemą ir ankstyvą pavasarį saulės energijos ištekliai aukštutinėse geografinėse platumose, kur yra ir mūsų šalies teritorija, yra labai maži.

Nepaisant didelio sezoniškumo, saulės kolektoriai gali puikiai papildyti pagrindinį pastato energijos šaltinį ir gali būti derinami su įvairaus dydžio biokuro katilinėmis.

Pavyzdžiui, biokuro katilinė galėtų pastatą aprūpinti šilumine energija šildymo sezono metu, o šiltuoju metų laiku reikalingą energijos kiekį karštam vandeniui galėtų paruošti saulės kolektorių sistema.

Vandentiekio sistemos

Montuojame ir prižiūrime vandentiekio sistemas pramoniniuose, administraciniuose, visuomeninės ir kitos, spec. paskirties pastatuose.

Sistema be siurblių ir bakų. Ši sistema tinka daugumai pastatų ir pritaikoma, kai lauko vandentiekio tinkle yra pastovus slėgis didesnis už reikalingą pastatui.

Tai sistema su bakais (atvirais). Ji naudojama pirtyse, skalbyklose, kai kuriose laboratorijose, kai prie vandens ėmimo taškų turi būti nedidelisvienodas slėgis ir būtina vandens atsarga. Iš gatvės vandentiekio vanduo tiekiamas į baką. Bakas visuomet yra pilnas vandens, todėl jame yra tam tikra atsarga. Vandenį imant tik iš bako sistemoje yra pastoviai vienodas nedidelis slėgis.

Sistema su siurbliais. Sistema su siurbliais ir bakais. Šią sistemą naudoja pastatuose, kai lauko vandentiekyje slėgis nedidelis, vanduo nepakyla į viršutinius pastato aukštus, vandens vartojimas labai nevienodas ir yra kur pastatyti bakus. Paleidus siurblį vanduo teka į sistemą vartojimui, o perteklius į baką.

Sistema su siurbliais ir hidroforais, pastatuose be pastogių nėra kur pastatyti vandens bakų, todėl naudoja hidroforus kuriuos galima statyti, bet kuriame aukštyje net rusyje. Dirbant siurbliams vanduo teka į vamzdynus, o perteklius į baką. Pripildant baką vandeniu jame esančio oro tūris mažėja, todėl didėja slėgis. Kai slėgis bake padidėja iki maksimalaus, siurbliai automatiškai išjungiami, o vanduo imamas iš bako.

Zoninis vandentiekis. Vidaus vandentiekio sistemoje slėgis neturi viršyti 60 metrų, todėl aukštų pastatų vandentiekis skirstomas į zonas. Zonos aukštis imamas iki 50 m. Apatinė zona imama tokio aukščio, kad pakaktų lauko vandientekio slėgio. Į viršutines zonas vandenį tiekia siurbliai panaudojant bakus.

Vanduo yra vienas svarbiausių gamtos išteklių. Ypač svarbus yra gėlas geriamasis vanduo, kurį kasdieniame gyvenime nuolat naudojame įvairiais tikslais. Vandens poreikis pastatuose gali skirtis, jis paprastai nustatomas vadovaujantis vandens vartojimo norma RSN 26-90.

Įprastai tiekiamas į pastatus vanduo turi atitikti geriamojo vandens saugos ir kokybės reikalavimus HN 24:2003, tačiau daug buityje naudojamų prietaisų, tokių kaip klozetai, skalbimo mašinos, laistymo čiaupai ir t. t., gali naudoti ir prastesnės kokybės vandenį.

Vidutiniškai vienas žmogus per parą buityje suvartoja apie 130 litrų vandens. Šio vandens naudojimas, naudojant ir lietaus vandenį, gali būti sumažintas iki 50 %.

Kadangi lietaus vanduo nieko nekainuoja, tai pastaruoju metu vis populiarėja lietaus naudojimo sistemos. Įprastai tokias sistemas sudaro požeminis arba antžeminis vandens rezervuaras, nuolat papildomas lietaus vandeniu nuo stogų, su lietaus vandens tiekimo į pastatą sistema.

Energinio naudingumo sertifikatas

Energinio efektyvumo klasės ir normatyvai kone kasmet kyla aukštyn, o tai reiškia, kad pastatai turi būti sandarūs. Tačiau, kaip ir daugeliu atvejų, lazda turi du galus - nemenkoje dalyje naujos statybos pastatų, ypač statytų prieš dešimtmetį, jaučiamas šviežio oro stygius.

Energijos naudingumo sertifikatas (ENS) tampa vis svarbesniu dokumentu tiek gyvenamuosiuose, tiek komerciniuose ir pramoniniuose pastatuose. Šis sertifikatas padeda įvertinti pastato energinį efektyvumą ir pateikia rekomendacijas, kaip jį pagerinti.

Gyvenamieji pastatai, įskaitant individualius namus ir daugiabučius, dažnai yra pirmieji, kuriems reikia energijos naudingumo sertifikato. Šių pastatų sertifikavimo procesas paprastai yra paprastesnis, palyginti su komerciniais ar pramoniniais objektais. Individualiems namams reikalinga mažiau laiko ir išteklių energijos auditui atlikti, nes jie yra mažesni ir turi paprastesnes šildymo, vėsinimo ir apšvietimo sistemas.

Komerciniai pastatai, tokie kaip biurai, prekybos centrai ir parduotuvės, dažnai reikalauja detalesnio ir sudėtingesnio energijos audito. Biurai ir prekybos centrai dažnai turi sudėtingas šildymo, vėsinimo ir apšvietimo sistemas, kurias reikia atidžiai įvertinti. Komerciniuose pastatuose taip pat svarbus veiksnys yra žmonių srautas. Pastatai, kuriuose dirba ar lankosi daug žmonių, reikalauja sudėtingesnių vėdinimo ir oro kokybės valdymo sistemų.

Pramoniniai pastatai, tokie kaip gamyklos ir sandėliai, dažnai turi dar sudėtingesnes inžinerines sistemas nei komerciniai pastatai. Šių pastatų energijos naudingumo sertifikavimo procesas yra itin sudėtingas ir reikalauja specializuotų žinių bei įgūdžių. Pramoniniai pastatai dažnai yra dideli ir turi sudėtingas šildymo, vėsinimo ir apšvietimo sistemas, kurios veikia visą parą. Šių sistemų įvertinimas ir optimizavimas reikalauja daug laiko ir pastangų.

Be pastato tipo, energijos naudingumo sertifikato kainą gali įtakoti ir kiti veiksniai. Vienas iš jų yra pastato amžius. Senesni pastatai dažnai reikalauja daugiau patobulinimų, kad atitiktų šiuolaikinius energijos efektyvumo standartus. Kitas svarbus veiksnys yra geografinė vietovė. Skirtingose vietovėse gali būti skirtingi energijos vartojimo įpročiai ir kainos. Pavyzdžiui, šaltuose regionuose šildymo sistemos yra itin svarbios, o šiltuose regionuose daugiau dėmesio skiriama vėsinimo sistemoms.

Energinio naudingumo sertifikato kaina labai priklauso nuo pastato tipo. Gyvenamieji pastatai dažnai turi paprastesnes sistemas ir mažesnį plotą, todėl jų sertifikavimo kaina yra mažesnė. Komerciniai pastatai, dėl sudėtingų inžinerinių sistemų ir didelio žmonių srauto, reikalauja išsamesnio vertinimo ir turi aukštesnę sertifikavimo kainą.

Išmaniosios sistemos

Šiuolaikiniame technologijų amžiuje kasdien girdimi žodžiai: protingas, išmanus, sumanus, intelektualus. Šiais žodžiais apibūdinami ne tik telefonai ir kompiuteriniai prietaisai, bet ir procesai ar sistemos.

Išmaniojo namo sąvoka suprantama kaip namas, turintis valdymo sistemą, į kurią sujungti pagrindiniai elektros (apšvietimo, apsaugos, žaliuzių valdymo ir pan.) ir mechaniniai prietaisai (šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemos). Valdymo sistema leidžia prietaisus valdyti nuotoliniu būdu, stebėti ir kaupti informaciją apie prietaisų veikimą.

Šiuo metu sparčiai tobulėjančių pastatų informacinių sistemų naudojimas išaugo kartu su komunikacijų, valdymo technologijų, kompiuterinės įrangos ir informacinių technologijų pažanga.

Dauguma pastatų inžinerinių valdymo sistemų yra sujungiamos su internetiniais serveriais, taip pastato inžinerines sistemas galima valdyti ir stebėti jų darbą ne tik tiesiogiai per valdymo pultelius ant sienų, bet ir nuotoliniu būdu.

Internetiniuose serveriuose valdymo sistemos atvaizduojamos vartotojui lengvai suprantama forma, taigi matyti ir valdyti pastato inžinerines sistemas galima iš bet kurios pasaulio vietos, bet kokiu prietaisu, turint interneto ryšį.

Pavyzdžiui, šildymo, vėdinimo įranga gali būti automatiškai reguliuojama pagal laiką, nustatytus scenarijus, žmonių buvimo vietą. Pastatas gali būti išvėdinamas, kai nėra žmonių, o šildymas įjungiamas prieš grįžtant į namus.

Norint užtikrinti inžinerinių sistemų valdymo kokybę, būtina turėti tvarkingą ir aiškią techninę dokumentaciją. Įprastai tokią dokumentaciją sudaro aiškūs ir informatyvūs brėžiniai, išsamios įrangos ar medžiagų techninės specifikacijos, medžiagų žiniaraščiai bei aiškinamieji raštai.

Kad išvengtų daugybės projektavimo klaidų, vis daugiau projektuotojų stengiasi iš įprastos CAD (angl. Computer Aided Design) aplinkos pereiti prie BIM (angl. Building Information Modelling). Tai informacinis statinio modeliavimas, kurio metu yra kuriama ir valdoma visa statinio informacija visais jo gyvavimo ciklais - nuo pirminės projekto koncepcijos sukūrimo iki jo nugriovimo.

Pastato informacinis modeliavimas skirtas tiksliau, paprasčiau ir daug greičiau priimti sprendimus bet kuriuo statinio gyvavimo etapu.

tags: #inzinerines #sistemos #pramonines #paskirties #pastatuose