970×90

Kościół pasywny

Na Równi Szaflarskiej w Nowym Targu powstał nowatorski budynek kościoła pw. św. Jana Pawła II wybudowany w technologii budynku pasywnego. Co oznacza, że na jego ogrzanie potrzebne jest mniej niż 15 kWh/m2rok, zamiast 120 kWh/m2rok jak w tradycyjnym budownictwie.

Jest to możliwe dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii i najwyższej jakości materiałów izolacyjnych, pozwalających wyeliminować starty cieplne przez strop, ściany, podłogę oraz okna i drzwi. Jednym z trudniejszych problemów do rozwiązania w takich obiektach jest również wentylacja, która nie tylko musi zapewnić odpowiednią wymianę powietrza, w celu usunięcia wilgoci z wnętrza, ale także wykorzystać wysoko skuteczny odzysk ciepła w celu ograniczenia zużycia energii pierwotnej do minimum, w celu spełnienia warunków certyfikacji budynku. Nowotarska świątynia wyposażona jest również w ogrzewanie podłogowe.

Budowla łączy regionalne, podhalańskie formy architektoniczne z nowoczesną technologią. Sama bryła kościoła na zewnątrz, nie wydaje się duża, natomiast wewnątrz ukazuje dużą przestrzeń z pięknym strzelistym dachem. Połączenie marmurowych posadzek z jasnym drewnianym sufitem i belkami z drewna klejonego nadaje niepowtarzalny klimat świątyni.

Kościół pasywny
Kościół pasywny

Powstanie koncepcji kościoła pasywnego

Początkowe założenia zakładały zastosowanie oddzielnej centrali dla kościoła oraz oddzielnych central dla salek katechetycznych i sal w przyziemiach kościoła. Rozwiązanie to było bardzo kosztowne, a urządzenia wentylacyjne zmniejszały powierzchnie użytkową obiektu. Dlatego skłoniło to budowniczego kościoła, ks. Jana Karlaka do poszukiwania innych rozwiązań. Na zaproszenie ks. Proboszcza podjąłem wyzwanie opracowania rozwiązania zamiennego, z ogromną presją czasu i podstawowym warunkiem minimalizacji kosztów inwestycyjnych. Zadanie to nie było łatwe, ale szybko opracowałem nową koncepcję, w pełni uwzględniającą wymagania przepisów prawa oraz wymagania kryteriów certyfikacji budynku pasywnego. Całość prac nadzorowana i koordynowana była przez architektów Pana Tomasza Pyszczek i Marcina Stelmach oraz konstruktora Pana Pawła Put. Nadzór główny nad projektem sprawował Polski Instytut Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej, a weryfikacji projektu dokonywał osobiście Pan Günter Schlagowski, Prezes i twórca Polskiego Instytutu Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej.

Rzut kościoła

Ponieważ pomieszczenia nie są wykorzystywane jednocześnie, ustalono, że:

-wentylacja kościoła, chóru, kaplicy i zakrystii w 100% wydajności wymiany powietrza jest priorytetem

-sale katechetyczne nad zakrystią i kaplicą, będą użytkowane sporadycznie i zazwyczaj poza okresami użytkowania kościoła

-sale w przyziemiach również będą wykorzystywane sporadycznie i w czasie, kiedy nie będzie mszy świętych.

Takie założenia pozwoliły na opracowanie nowej koncepcji rekuperacji obiektu, opierającej się na jednym wspólnym urządzeniu dla wszystkich pomieszczeń, a rozdział powietrza na kościół, sale katechetyczne i przyziemia sterowany będzie automatycznie przepustnicami wyposażonymi w siłowniki na kanałach nawiewnych i wywiewnych. Żądany wydatek powietrza wyregulowany zostanie przepustnicami wielopłaszczyznowymi i jednopłaszczyznowymi na poszczególnych kanałach rozdzielczych nawiewnych i wywiewnych.

Kościół Pasywny – Rzymskokatolicka Parafia pw. św. Jana Pawła II w Nowym Targu
Nowy Targ, ul. Szaflarska 160
Projekt architektoniczny:
ARCHITEKTURA PASYWNA PYSZCZEK I STELMACH SP. J.
Projekt wentylacji:
mgr inż. PIOTR CZECH
Wykonawca instalacji wentylacji:
ALFA-WENT PIOTR CZECH

Podstawowe dane budynku:
Powierzchnia netto: 1.486m2
Powierzchnia zabudowy: 1.080m2
Kubatura:13.327m3
Wysokość do kalenicy: 19.24m
Odzysk ciepła:
Sprawność temperaturowa odzysku ciepła: 80-85%
Moc odzysku ciepła: 102,3 kW
Moc nagrzewnicy wodnej: 11,4 kW (przy parametrach zasilania 55/40°C)
Całkowite rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepło: 13,5 kWh/m2rok

Rozwiązanie projektowe

Dla kościoła, sal katechetycznych i przyziemi zaprojektowano ostatecznie jedną wspólną centralę wentylacyjną z odzyskiem ciepła typ CSK-20 firmy JUWENT o wydajności nawiewu Vn=7800m3/h i wywiewu Vw=7800m3/h z obrotowym kondensacyjnym wymiennikiem ciepła o sprawności temperaturowej odzysku φ=80-85%. Centrala wyposażona jest w filtr kieszeniowy F5 na nawiewie i wywiewie oraz nagrzewnicę wodną o mocy Qg=11,4 kW (dla parametrów czynnika 55/40°C). Wywiew z pomieszczeń sanitarnych oddzielnymi wentylatorami kanałowymi uruchamianymi czujnikami ruchu w poszczególnych pomieszczeniach.

Nagrzewnica centrali rekuperacyjnej oraz ogrzewanie podłogowe w całym budynku kościoła z uwagi na niewielkie zapotrzebowanie, zasilane są rurami preizolowanymi z kotłowni, która się znajduje w budynku plebani.

Sterowanie centralą wentylacyjną

Całość sterowania i automatyki skonfigurowano w taki sposób, aby system wentylacji pracował w trzech trybach:

I TRYB – wentylacja kościoła, prezbiterium, chóru, zakrystii i kaplicy

– zapewnia 100% wydatku powietrza

II TRYB – wentylacja przyziemi oraz salki nad zakrystią i salki nad kaplicą

– zapewnia 100% wydatku powietrza

III TRYB – wentylacja kościoła, prezbiterium, chóru, zakrystii i kaplicy

- zapewnia 55% wydatku powietrza oraz przyziemi, salki nad zakrystią i nad kaplicą

- zapewnia 100% wydatku powietrza

Centrala wentylacyjna z rotorem do odzysku ciepła zamontowana została w wentylatorowni w przyziemiach (kondygnacji –1).

Centrala rekuperacyjna – rozdział powietrza
Centrala rekuperacyjna – rozdział powietrza

Przewody wentylacyjne i ich rozkład

Nawiew powietrza wykonano po obu stronach wzdłuż całego kościoła, od prezbiterium do chóru, z jednej strony na wysokości +4,0m i z drugiej strony na wysokości +6,0m nad posadzką. Wywiew został zamontowany w najwyższym miejscu prezbiterium, w szczycie dachu na wysokości +17,2m oraz w ścianach bocznych prezbiterium na wysokości +8,0m. Taki przepływ powietrza stanowi najkorzystniejszy odbiór ciepła od zgromadzonych wiernych oraz ciepła przenikającego przez okna i zasysanie najcieplejszego powietrza z najwyższego punktu kościoła do odzysku ciepła. Nawiew i wywiew powietrza za pomocą kratek prostokątnych z przepustnicami i dwoma rzędami kierownic. Czerpnię powietrza usytuowano w ścianie zewnętrznej od strony zachodniej. W celu czerpania w zimie powietrza cieplejszego od strony nasłonecznionej. Natomiast wyrzutnię powietrza zamontowano w ścianie od strony północnej. Nagrzewnica utrzymuje temperaturę nawiewu w okresie zimowym na poziomie tmin.=+12°C. Wszystkie kanały nawiewne i wywiewne zaizolowano termicznie i przed kondensacją wełną mineralną w osłonie folii aluminiowej o gr. 20mm. Kanał czerpny od czerpnii do centrali CSK-20 i od centrali do wyrzutni, zaizolowano termicznie i przed kondensacją wełną mineralną w osłonie folii aluminiowej o gr. 100mm. Wszystkie kanały nawiewne i wywiewne na poszczególnych odgałęzieniach zostały wyposażone w tłumiki hałasu.

Funkcjonowanie układu wentylacyjnego

Układ w okresie zimowym pracuje w funkcji termostatycznej, uruchamiając się w chwili spadku temperatury i utrzymując żądaną temperaturę wewnętrzną. W okresie letnim w celu obniżenia temperatury w kościele stosowana jest funkcja free coolingu, uruchamiająca się automatycznie w określonych ramach czasowych w chwili spadku temperatury zewnętrznej poniżej temperatury wewnątrz kościoła. Dodatkowo przewidziano możliwość rozbudowania instalacji o układ chłodzenia, możliwe, że w niedalekiej przyszłości kościół na Równi Szaflarskiej będzie również jednym z pierwszych w Polsce centralnie klimatyzowanych obiektów sakralnych?

Całość układu sterowana jest automatycznie z możliwością programowania w dowolnych przedziałach czasowych pracy w trybie I, II lub III w funkcji pracy termostatycznej, free coolingu, a także okresowego przewietrzania.

Sterowanie wydatkiem wentylatora i przepustnicami na poszczególnych trybach :

I TRYB – wentylacja kościoła, prezbiterium, chóru, zakrystii i kaplicy 100% wydatku powietrza

  • 100% wydajności wentylator nawiew i wywiew
  • przepustnice na kościół otwarte, przepustnice na przyziemia zamknięte

II TRYB – wentylacja przyziemi oraz salki nad zakrystią i nad kaplicą 100% wydatku powietrza

  •  30% wydajności wentylator nawiew i wywiew
  • przepustnice na kościół zamknięte, przepustnice na przyziemia otwarte

III TRYB – wentylacja kościoła, prezbiterium, chóru, zakrystii i kaplicy 55% i przyziemi, salki nad zakrystią i nad kaplicą 100% wydatku powietrza

  • 100% wydajności wentylator nawiew i wywiew
  • przepustnica na kościół otwarta 100%, przepustnica na przyziemia otwarta 100%

 

OCENA FUNKCJONOWANIA SYSTEMU PRZEZ UŻYTKOWNIKA

„System rekuperacji został sprawdzony i przetestowany na przestrzeni trzech ostatnich lat. Wentylacja skutecznie usuwa wilgoć z wnętrza kościoła oraz zapewnia odpowiedni mikroklimat i komfort cieplny. Sezon grzewczy 2012/2013, w którym temperatury zewnętrzne spadały do –30°C potwierdził skuteczność i sprawność odzysku ciepła, ograniczając użycie ogrzewania podłogowego tylko do 4 dni w ciągu całego sezonu grzewczego. System rekuperacji nie tylko zapewnia wymianę powietrza oraz odprowadzenie wilgoci, ale stanowi główne źródło ogrzewania Naszej Świątyni. Dzięki temu koszty ogrzewania są bardzo niskie. Nadmieniam, że zimą w kościele utrzymujemy temperaturę od +11°C do +15°C. Ponadto wentylacja w okresie letnim pracuje w funkcji free coolingu, ochładzając wnętrze kościoła w nocy lub nad ranem chłodniejszym powietrzem zewnętrznym, zapewniając odpowiedni mikroklimat również latem.”

Ks. Kan. Jan Karlak – proboszcz,  Rzymskokatolicka Parafia pw. św. Jana Pawła II w Nowym Targu

Praca została nagrodzona 

Podsumowując należy podkreślić, ze pierwszy na świecie obiekt sakralny wybudowany i zacertyfikowany w standardzie budownictwa pasywnego został wyróżniony nagrodą „Nowy Impuls” za „Efektywność energetyczną w budownictwie”. Jest to prestiżowe wyróżnienie przyznawane firmom i inicjatywom mającym nadawać nową jakość polskiej gospodarce, a w szczególności sektorowi energetyczno-paliwowemu.

Projekt kościoła został również nagrodzony w krajowej edycji światowego konkursu ISOVER Energy Efficiency, Adwards 2013, promującego inwestycje energooszczędne i ekologiczne, a także wyróżnionyna gali finałowej konkursu w Dublinie i jako jeden z najlepszych konkursowych projektów trafił do księgi „Best of Book” prezentującej projekty zwiększające energooszczędność budynków.

Odpowiednio zaprojektowane okna i okapy nad oknami sprawiają, że promieniowanie słoneczne ogrzewa wnętrze kościoła zimą, a latem ogranicza jego dostęp nie dopuszczając do podgrzewania wnętrza. Potencjał cieplny w Świątyni stanowią również sami wierni, temperatura w kalenicy kościoła podczas mszy wzrasta nawet o 2-3*C. Dzięki temu sprawność odzysku ciepła wzrasta, a zapotrzebowanie na ciepło z kotłowni maleje. W praktyce ogrzewanie podłogowe uruchamiane jest tylko w prezbiterium w przypadku, gdy temperatura zewnętrzna spada poniżej -15°C, a na kościele i pozostałych, częsciach budynku dopiero, jeśli temperatura zewnętrzna spadnie poniżej -20°C.

Oszczędności w praktyce

Najlepszym dowodem na to, że warto było podjąć trud tej inwestycji jest fakt, że koszty ogrzewania kościoła przez cały sezon grzewczy 2012/2013, który był bardzo mroźny, nie przekroczyły 4000 zł, czyli były niższe niż małego domu jednorodzinnego.

mgr inż. Piotr Czech
ALFA-WENT

Zostaw odpowiedź

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


osiem − = 3