Wentylacja hali basenowej

Wentylacja hali basenowej to jedno z najbardziej wymagających zadań w branży HVAC — panuje tu wysoka wilgotność, podwyższona temperatura i stałe parowanie wody, które bez odpowiedniego systemu szybko prowadzą do kondensacji na ścianach, zniszczenia wykończeń, korozji konstrukcji metalowych oraz rozwoju pleśni i grzyba. Nawet przy optymalnych warunkach — temperaturze 26°C i wilgotności 50% — z każdego metra kwadratowego lustra wody unosi się około 220 g pary wodnej na godzinę. Gdy wilgotność w pomieszczeniu przekracza 80%, kondensacja zaczyna spływać po ścianach, pojawiają się nieprzyjemne zapachy, a warunki stają się sprzyjające dla rozwoju grzybów i pleśni.

W Warszawie i okolicach, gdzie hale basenowe — sportowe, hotelowe i domowe — działają całorocznie, dobrze zaprojektowana wentylacja i osuszanie basenu to nie dodatek, a warunek konieczny trwałości obiektu i komfortu osób z niego korzystających. Firma Kliwenta projektuje, montuje i serwisuje systemy wentylacyjne dla hal basenowych w Warszawie i całym województwie mazowieckim — od małych stref basenowych w domach jednorodzinnych po baseny sportowe i hotelowe.

Dlaczego wentylacja basenu wymaga innego podejścia

Systemy wentylacyjne w pomieszczeniach z basenem różnią się od tych stosowanych w budynkach mieszkalnych, ponieważ muszą jednocześnie spełniać trzy funkcje: zapewniać wymianę powietrza, redukować i stabilizować wilgotność oraz usuwać nieprzyjemne zapachy — przy zachowaniu komfortowej temperatury zarówno wody, jak i powietrza. Ważne jest też, aby system wentylacyjny hali basenowej był oddzielny od wentylacji całego budynku — nie może być od niej zależny, ponieważ wilgotne powietrze z hali basenowej nie powinno przenikać do innych pomieszczeń.

W Polsce nie opracowano dotąd odrębnej, szczegółowej normy dotyczącej projektowania wentylacji pływalni — polscy projektanci posługują się w tym zakresie niemiecką wytyczną VDI 2089 (Blatt 1), uzupełnioną o krajowe przepisy ogólne, przede wszystkim Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Poniżej najważniejsze parametry, którymi kierujemy się projektując wentylację basenów w Warszawie:

Dokładne parametry projektowe zależą od typu obiektu (basen sportowy, hotelowy, domowy), sposobu jego użytkowania oraz pory roku — dobieramy je indywidualnie dla każdej realizacji, zgodnie z metodyką VDI 2089.

Jakie systemy wentylacji basenu stosujemy

Dla każdego obiektu dobieramy indywidualny zestaw urządzeń, uwzględniając kubaturę hali, obciążenie cieplne i poziom wilgotności. Poniżej najczęściej stosowane rozwiązania — od najprostszych po najbardziej efektywne.

Osobne układy nawiewny i wywiewny

Zdarza się, że systemy wentylacji nawiewnej i wywiewnej instalowane są oddzielnie. Są one zbliżone do tych stosowanych w budynkach mieszkalnych, z tą różnicą, że muszą mieć funkcję automatycznej regulacji wilgotności. Jednostka nawiewna składa się z czerpni powietrza z zaworem — zapobiegającym napływowi zimnego powietrza do pomieszczenia — a także wentylatora, filtra i nagrzewnicy, które oczyszczają i podgrzewają nawiewane powietrze. System wywiewny opiera się na wentylatorze, który odprowadza zużyte powietrze przez kanały wywiewne na zewnątrz.

System nawiewno-wywiewny

Wymagana wymiana powietrza w hali basenowej zależy od pory roku — zimą trzeba dostarczać mniej powietrza niż latem, ponieważ zmienia się wilgotność zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz budynku. W takich przypadkach rekomendujemy zmienną recyrkulację, dzięki której można pozbyć się nadmiaru wilgoci, sterując wyłącznie nawiewem powietrza.

Prawidłowa dystrybucja powietrza to podstawowy warunek sprawnego działania systemu: wilgotne powietrze unosi się ku górze, a suche opada w dół, dlatego odprowadza się je z górnej strefy pomieszczenia. Strumień nawiewanego powietrza powinien być skierowany wzdłuż okien i ścian — ogranicza to ryzyko kondensacji i ułatwia kontrolę temperatury. W obiektach z dachem wykonanym ze szkła powietrze nawiewane powinno być kierowane wzdłuż jego powierzchni, a odprowadzane — po przeciwnej stronie napływu.

System nawiewno-wywiewny z osuszaczami powietrza

Rozwiązanie droższe w zakupie, ale w praktyce bardziej opłacalne niż montaż osobnych osuszaczy, ponieważ ogranicza zużycie energii. Osuszacze rozmieszcza się równomiernie w pomieszczeniu — w wersji ściennej lub podtynkowej. Wilgotne powietrze trafia do osuszacza, kondensat odprowadzany jest przez system drenażowy do kanalizacji, a do pomieszczenia wraca powietrze o niskiej wilgotności. Ponieważ osuszacze pracują w trybie recyrkulacji, zalecamy ich instalację razem z systemem nawiewno-wywiewnym, a nie jako samodzielne rozwiązanie.

Prawidłowe rozprowadzenie powietrza w hali basenowej

Sam dobór centrali to tylko połowa sukcesu — równie ważne jest, gdzie i jak rozprowadzimy powietrze. Kierujemy się tu dwiema zasadami: zimą powierzchnie przeszklone są chłodniejsze od reszty pomieszczenia i najbardziej narażone na wykroplenie wilgoci, dlatego nawiew montuje się nisko, pod oknami, ze strumieniem skierowanym pionowo do góry — tworzy to tzw. kurtynę powietrzną, która jednocześnie ogrzewa szyby i chroni je przed skraplaniem pary. Druga zasada wynika z fizyki: wilgotne powietrze unosi się ku górze, dlatego wywiew umieszcza się zwykle na środku hali, tuż pod sufitem (w mniejszych obiektach stosuje się też wywiew boczny).

Nawiewniki szczelinowe montuje się zwykle 20–30 cm od ściany, z prędkością wypływu powietrza rzędu 4–5 m/s, co zapewnia odpowiedni zasięg strugi. Zgodnie z przepisami technicznymi temperatura powietrza nawiewanego z nawiewnika szczelinowego nie powinna przekraczać +45°C.

System nawiewno-wywiewny z rekuperacją i pompą ciepła — najniższe koszty eksploatacji

Najbardziej zaawansowanym rozwiązaniem stosowanym w centralach basenowych jest układ trójstopniowy: recyrkulacja + wymiennik do odzysku ciepła (najczęściej płytowy krzyżowy lub przeciwprądowy) + wbudowana pompa ciepła. Parownik pompy ciepła umieszcza się po stronie powietrza wyrzutowego, za wymiennikiem odzysku ciepła — dzięki temu odzyskuje on dodatkową energię z powietrza, które i tak opuszcza już budynek. Skraplacz wykorzystywany jest do dogrzewania powietrza nawiewanego, a w niektórych układach — także do podgrzewania wody basenowej lub ciepłej wody użytkowej.

Przykładem urządzeń zbudowanych właśnie w tej technologii są centrale PoolStar — łączą wymiennik krzyżowy do odzysku ciepła z wbudowaną pompą ciepła, zapewniając dwustopniowy odzysk ciepła z powietrza wywiewanego. W ofercie dostępne są dwa warianty dobierane w zależności od skali obiektu:

• PoolStar — wersja przeznaczona do większych obiektów: basenów hotelowych, sportowych, aquaparków, niezależnie od ich wielkości;
• PoolStar-Compact — wersja kompaktowa, dopasowana do mniejszych, domowych stref basenowych, gdzie liczy się oszczędność miejsca w pomieszczeniu technicznym.

Warto przy tym mieć realistyczne oczekiwania co do oszczędności: z analiz energetycznych publikowanych w polskiej literaturze branżowej (m.in. na Politechnice Śląskiej) wynika, że sam dobry dwustopniowy wymiennik do odzysku ciepła (bez pompy ciepła) potrafi ograniczyć zapotrzebowanie na energię pierwotną o kilka procent w porównaniu z układem jednostopniowym, a dodanie pompy ciepła do już dobrze zaprojektowanego wymiennika przynosi zwykle kolejne kilka procent oszczędności zimą — ponieważ pompa ciepła zużywa energię elektryczną do napędu sprężarki, co częściowo równoważy zysk cieplny. Innymi słowy: w okresie zimowym dobrze dobrany wymiennik odzysku ciepła sam w sobie odpowiada za większość oszczędności energii.

Prawdziwa przewaga układu z pompą ciepła ujawnia się w innych sytuacjach:

• Latem i w okresach przejściowych — gdy odzysk ciepła z wymiennika nie ma zastosowania, pompa ciepła może pracować w trybie chłodzenia i osuszania, utrzymując stabilną wilgotność bez potrzeby nadmiernego zwiększania ilości świeżego powietrza z zewnątrz.
• Wspomaganie podgrzewu wody basenowej — ciepło ze skraplacza można skierować do podgrzewania wody w basenie lub do c.w.u., co dodatkowo obniża koszty eksploatacji obiektu jako całości.
• Stabilna praca poza godzinami otwarcia (tryb niekąpielowy) — automatyka może utrzymywać nieco niższą temperaturę wewnętrzną przy minimalnym udziale powietrza zewnętrznego, bez ryzyka nadmiernego wychłodzenia lub zawilgocenia hali.
• Jedno urządzenie zamiast kilku — mniej jednostek oznacza mniej miejsca w pomieszczeniu technicznym i prostszy serwis w porównaniu z osobną nagrzewnicą i osuszaczem.

Dlatego układ z rekuperatorem i pompą ciepła najlepiej sprawdza się w obiektach działających całorocznie i intensywnie eksploatowanych — basenach hotelowych, sportowych, SPA — gdzie liczy się zarówno stabilna praca latem, jak i możliwość wspomagania podgrzewu wody. Dla mniejszych, sezonowych basenów domowych, gdzie priorytetem są niższe koszty inwestycyjne, często wystarczającym i bardziej opłacalnym rozwiązaniem jest dobrze dobrany dwustopniowy wymiennik odzysku ciepła połączony z osobnym osuszaczem.

Materiały odporne na korozję — na co zwracać uwagę przy wyborze centrali basenowej

Centrale wentylacyjne basenowe pracują w stałym kontakcie z wilgocią i związkami chloru, dlatego ich konstrukcja musi być odporna na korozję — inaczej żywotność urządzenia liczy się w miesiącach, a nie latach. Elementy najbardziej narażone to wymienniki ciepła i parowniki pomp ciepła, na których dochodzi do wykraplania wilgoci. W dobrych rozwiązaniach basenowych stosuje się:

• wymienniki do odzysku ciepła wykonane z polipropylenu (całkowita odporność na korozję, sprawność porównywalna z wymiennikami aluminiowymi) lub epoksydowane;
• parowniki pomp ciepła ze stali kwasoodpornej, montowane w sposób zapewniający stałe odprowadzanie kondensatu;
• obudowy z profili aluminiowych, lakierowane, z powłoką o podwyższonej odporności na korozję, z podłogą wykonaną z blachy;
• przepustnice z profili aluminiowych, a koła zębate automatyki — z tworzywa odpornego na działanie chloru.

Dobór odpowiednich materiałów to jeden z powodów, dla których montaż wentylacji basenowej warto powierzyć firmie ze specjalizacją w tego typu obiektach, a nie standardowej centrali wentylacyjnej przeznaczonej do budynków mieszkalnych czy biurowych.

Porównanie rozwiązań

Kalkulator: ile wody paruje z basenu i ile powietrza trzeba dostarczyć

Ilość pary wodnej odparowującej z lustra wody to punkt wyjścia do doboru każdego systemu wentylacji lub osuszania basenu. Poniższy kalkulator liczy ją według wzoru niemieckiej wytycznej VDI 2089 (metoda Daltona), zweryfikowanego eksperymentalnie przez Politechnikę Poznańską (I. Rzeźnik, „Study on water evaporation rate from indoor swimming pools”, E3S Web of Conferences 22, 00150, 2017):

ṁ_w = ε × (p_w″ − p_w) × F / 1000  [kg/h]

gdzie: F — powierzchnia lustra wody [m²], p_w″ — ciśnienie pary nasyconej przy temperaturze wody [hPa], p_w — ciśnienie pary w powietrzu hali [hPa], ε — współczynnik intensywności użytkowania (5 dla basenu w spoczynku, 20 dla pływalni ogólnodostępnej w użyciu, 28 dla basenu rekreacyjnego z atrakcjami wodnymi).

Osuszacze powietrza

Zasadę działania osuszacza można poznać już z jego nazwy — urządzenie znacznie zmniejsza wilgotność w pomieszczeniu, jednocześnie odciążając system wentylacyjny i zmniejszając zużycie energii potrzebnej na jego pracę. Nie oznacza to jednak, że osuszacz może całkowicie zastąpić wentylację — każde urządzenie, w tym sam osuszacz, wytwarza ciepło, a powietrze w hali basenowej wciąż wymaga wymiany i filtracji.

Jakie osuszacze stosujemy

W praktyce najczęściej montujemy osuszacze kondensacyjne — powietrze skrapla się wewnątrz obudowy osuszacza na zimnym wymienniku, kondensat odprowadzany jest systemem drenażowym do kanalizacji, a osuszone powietrze — po dokładnym oczyszczeniu — wraca do hali basenowej. Tego typu urządzenia dodatkowo filtrują powietrze. Do najbardziej sprawdzonych na rynku należą modele marek Danvex i Dantherm, które specjaliści Kliwenta rekomendują klientom ze względu na niezawodność i dostępność serwisu.

Jak dobieramy moc osuszacza

Podstawowym parametrem doboru jest wielkość lustra wody. Orientacyjnie zalecana wydajność wentylacji to 1 m³/h powietrza na każdy 1 m² lustra wody, natomiast wydajność samego osuszacza dobiera się na podstawie tempa parowania — zależnego od temperatury wody i powietrza, wilgotności docelowej oraz intensywności użytkowania basenu (więcej osób i większy ruch wody = szybsze parowanie).

Osuszacze rozmieszcza się równomiernie w pomieszczeniu — w wersji ściennej lub podtynkowej — i zalecamy ich instalację razem z systemem wentylacji nawiewno-wywiewnej, a nie jako samodzielne rozwiązanie zastępujące wentylację. Ze względu na niewielkie zużycie energii, osuszacze sprawdzają się szczególnie dobrze w domach jednorodzinnych, w pomieszczeniach z basenem, gdzie budowa pełnej centrali z rekuperacją nie zawsze jest uzasadniona ekonomicznie.

Jakie dane potrzebujemy do zaprojektowania systemu

Każde pomieszczenie z basenem wymaga indywidualnego podejścia do projektu wentylacji. Aby inżynierowie Kliwenta mogli przygotować dobór urządzeń i wycenę, potrzebują następujących informacji:

• struktura i grubość ścian hali basenowej;
• wielkość pomieszczenia (kubatura);
• wymiary lustra wody;
• informacja o dostępnej mocy przeznaczonej na ogrzewanie powietrza;
• indywidualne preferencje dotyczące temperatury powietrza i wody;
• plan pomieszczenia z zaznaczeniem, gdzie klient chciałby zamontować urządzenia.

Najczęstsze problemy i pytania

Zobacz też

• Montaż systemów wentylacyjnych
• Serwis systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
• Wentylacja przemysłowa
• Klimatyzacja w wieżowcu i dużym pomieszczeniu