Pompy ciepła i rekuperacja w budynkach – projekt z punktu widzenia uprawnień sanitarnych

Rosnące wymagania dotyczące efektywności energetycznej budynków oraz dynamiczny rozwój technologii grzewczych i wentylacyjnych powodują, że współczesny projektant instalacji sanitarnych staje się kluczowym uczestnikiem procesu budowlanego. Coraz częściej to właśnie od jego decyzji zależy nie tylko komfort cieplny użytkowników, ale również zdolność obiektu do spełnienia rygorystycznych norm środowiskowych, w tym wymagań WT 2021 dotyczących zapotrzebowania na energię pierwotną. W tym kontekście dwa systemy – pompa ciepła oraz rekuperacja – stanowią filary nowoczesnych instalacji w budownictwie jednorodzinnym, wielorodzinnym i użyteczności publicznej. Ich projektowanie wymaga jednak nie tylko wiedzy technicznej, ale także znajomości przepisów, procedur formalnych i zasad uzgodnień branżowych (segregator na egzamin ustny - pytania i opracowane odpowiedzi).

Projektowanie układu pompy ciepła

Z punktu widzenia inżyniera posiadającego uprawnienia budowlane w specjalności instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń cieplnych, wentylacyjnych, gazowych, wodociągowych i kanalizacyjnych, projektowanie układu pompy ciepła i rekuperacji to zadanie wymagające kompleksowego podejścia. Należy tu połączyć analizę bilansu cieplnego budynku, dobór odpowiednich urządzeń, ocenę sprawności systemu odzysku ciepła, jak również zaplanować prawidłowe włączenie instalacji w strukturę całego obiektu. Projektant musi przy tym uwzględnić zarówno aspekty energetyczne, jak i formalne – począwszy od obliczeń zapotrzebowania na moc cieplną, przez uzgodnienia z rzeczoznawcami, aż po obowiązek zgłoszenia robót lub uzyskania pozwolenia na budowę.

Przewymiarowanie systemu

W przypadku pomp ciepła najważniejszym etapem jest prawidłowy dobór mocy urządzenia. Celem nie jest przewymiarowanie systemu, lecz takie dopasowanie charakterystyki pracy sprężarki, źródła dolnego i górnego ciepła, aby zapewnić optymalną efektywność w typowych warunkach eksploatacyjnych. Projektant dokonuje obliczeń na podstawie strat ciepła wynikających z charakterystyki przegród, mostków termicznych, infiltracji powietrza oraz zysków wewnętrznych. Stosuje się tu procedury określone w normie PN-EN 12831, która stanowi punkt odniesienia dla obliczania projektowego obciążenia cieplnego budynku.

W praktyce oznacza to, że moc pompy ciepła dobiera się na podstawie obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło w najzimniejszym dniu roku – zwykle przy temperaturze zewnętrznej rzędu -20°C. Dla zapewnienia stabilności pracy instalacji stosuje się często współpracę z buforem ciepła, który pełni rolę sprzęgła hydraulicznego i stabilizuje pracę sprężarki (program TESTY UPRAWNIENIA BUDOWLANE - wersja na komputer). W systemach biwalentnych projektant może również przewidzieć współpracę pompy ciepła z dodatkowym źródłem ciepła, np. grzałką elektryczną lub kotłem gazowym, przy czym odpowiedni udział każdego z nich powinien zostać określony w bilansie energetycznym budynku.

Korekty projektu

Odrębną kwestią jest wybór dolnego źródła ciepła. W przypadku pomp gruntowych projektant musi zaprojektować układ sond pionowych lub wymiennika poziomego, uwzględniając właściwości gruntu i jego przewodność cieplną. Wymaga to przeprowadzenia analiz geotechnicznych, często popartych odwiertami rozpoznawczymi. Każdy taki układ wymaga opracowania projektu branżowego i – w zależności od głębokości odwiertów – uzgodnienia z właściwym organem ochrony środowiska. Zgodnie z Prawem geologicznym i górniczym, instalacje z sondami o głębokości przekraczającej 30 metrów mogą wymagać dokumentacji geologiczno-inżynierskiej. W przypadku pomp powietrznych sytuacja formalna jest prostsza, jednak projektant musi zwrócić uwagę na lokalizację jednostki zewnętrznej i emisję hałasu – kwestie te regulują przepisy dotyczące ochrony środowiska i komfortu akustycznego. Zbyt mała odległość od granicy działki czy okien pomieszczeń może skutkować przekroczeniem dopuszczalnych poziomów dźwięku, co w konsekwencji prowadzi do konieczności korekty projektu lub zastosowania ekranów akustycznych (segregator aktów prawnych).

Odprowadzanie skroplin

Z punktu widzenia formalno-prawnego, projekt instalacji pompy ciepła może wymagać jedynie zgłoszenia robót budowlanych, jeżeli nie ingeruje w konstrukcję obiektu i nie zmienia sposobu użytkowania budynku. Zgłoszenie dokonuje się zgodnie z art. 30 ust. 1 pkt 1 Prawa budowlanego. W przypadkach bardziej złożonych – np. gdy montaż urządzeń wymaga przebudowy instalacji grzewczej, ingerencji w konstrukcję ścian, dachów lub fundamentów – konieczne jest uzyskanie pozwolenia na budowę. Wówczas projekt instalacji cieplnej musi być częścią pełnobranżowego projektu budowlanego, podpisanego przez osobę z uprawnieniami sanitarnymi, posiadającą aktualne zaświadczenie o przynależności do izby inżynierów (PIIB). Projekt powinien również zawierać informacje dotyczące bilansu energetycznego budynku, zastosowanych zabezpieczeń, urządzeń pomiarowych, sposobu odprowadzania skroplin, a w przypadku układów z dolnym źródłem – także opis i schemat obiegu solanki lub glikolu.

Rekuperacja

Rekuperacja, czyli mechaniczna wentylacja nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła, jest systemem, który w nowoczesnym budownictwie pełni równorzędną rolę z ogrzewaniem. Jego prawidłowe zaprojektowanie wymaga nie tylko obliczenia strumieni powietrza i doboru średnic przewodów, lecz także określenia parametrów centrali wentylacyjnej i wymiennika ciepła. Warto pamiętać, że z punktu widzenia fizyki budowli rekuperacja nie tylko poprawia komfort cieplny, ale również chroni konstrukcję przed wilgocią i kondensacją pary wodnej. Dobór mocy rekuperatora odbywa się na podstawie sumarycznego strumienia powietrza wymaganego w budynku, zgodnie z normą PN-EN 16798-3. Projektant musi zapewnić zarówno odpowiednią wydajność, jak i zrównoważony bilans przepływu powietrza między nawiewem i wywiewem. W centralach z wymiennikiem krzyżowym lub przeciwprądowym odzysk ciepła dochodzi do 85–90%, co istotnie wpływa na bilans energetyczny całego obiektu. Dobór rekuperatora powinien także uwzględniać straty ciśnienia w instalacji i poziom hałasu generowanego przez centralę oraz nawiewniki (program egzamin ustny).

Centrala wentylacyjna i pompa ciepła

Niezwykle istotnym elementem dokumentacji jest także schemat technologiczny instalacji oraz opis działania automatyki. W nowoczesnych systemach integracja pompy ciepła z rekuperacją, fotowoltaiką i systemem zarządzania budynkiem (BMS) staje się standardem. Projektant musi więc przewidzieć nie tylko parametry hydrauliczne i wentylacyjne, ale także logiczne zależności sterowania – np. obniżenie mocy sprężarki w momencie zmniejszenia zapotrzebowania na powietrze świeże lub wykorzystanie nadwyżki energii elektrycznej z PV do podgrzewu bufora. W dokumentacji projektowej należy wskazać sposób pomiaru temperatur, wilgotności, ciśnienia i przepływu, a także zapewnić możliwość serwisowania urządzeń. Z punktu widzenia przepisów, każda centrala wentylacyjna i pompa ciepła powinna posiadać deklarację zgodności CE oraz dokumentację techniczno-ruchową (DTR) producenta, która określa warunki montażu i eksploatacji (uprawnienia budowlane).

W procesie inwestycyjnym nie można zapominać o obowiązku uzyskania uzgodnienia projektu w Zespole Uzgodnień Dokumentacji Projektowej (ZUDP), zwłaszcza jeśli instalacje te kolidują z istniejącą infrastrukturą podziemną. Dla pomp gruntowych z sondami pionowymi wymagane jest również uzgodnienie lokalizacji odwiertów w kontekście istniejących sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. W budynkach podlegających ochronie konserwatorskiej projekt należy uzgodnić z Wojewódzkim Konserwatorem Zabytków, co często wymaga przedstawienia rozwiązań minimalnie ingerujących w strukturę zabytkową.

Opracowanie projektu wykonawczego i kosztorysu inwestorskiego

Zwieńczeniem całego procesu jest opracowanie projektu wykonawczego i kosztorysu inwestorskiego. Projektant, działając w ramach swoich uprawnień sanitarnych, ponosi odpowiedzialność zawodową za zgodność projektu z przepisami i zasadami wiedzy technicznej. Obejmuje to nie tylko poprawność obliczeń, ale także właściwe oznaczenia materiałów, klasy energetyczne urządzeń i dobór systemów zgodnych z dyrektywami UE (np. ErP). W praktyce każde rozwiązanie projektowe musi być możliwe do zrealizowania i eksploatacji w sposób bezpieczny, efektywny i zgodny z obowiązującymi normami (opinie o programie).

Z perspektywy inwestora, rola projektanta z uprawnieniami sanitarnymi jest często niedoceniana, a to właśnie od jego decyzji zależy, czy system pompy ciepła i rekuperacji będzie działał w sposób zoptymalizowany, czy stanie się źródłem problemów eksploatacyjnych. Rzetelne obliczenia, znajomość norm i umiejętność interpretacji przepisów pozwalają nie tylko uzyskać zgodę na realizację inwestycji, ale także zapewnić jej trwałość i wysoką efektywność energetyczną. Projektant jest więc nie tylko autorem dokumentacji, ale i gwarantem jakości rozwiązań, które na lata determinują komfort użytkowników i ślad węglowy całego obiektu.