Didėjant išlaidoms už komunalines paslaugas, o ypač už šiluminę ir elektros energiją, ieškoma būdų kaip racionaliau, efektyviau ir taupiau ją naudoti. Šiltinamos pastatų atitvaros, siūlomos naujos sistemos ir jų įranga, naudojančia mažiau energijos. Ypač tai aktualu projektuojant arba statant naujus pastatus, kapitaliai remontuojant esamus.
Daug problemų kelia vienvamzdės daugiabučių pastatų šildymo sistemos: praktiškai neįmanoma reguliuoti prietaisais atiduodamą šilumos srautą; nevienodai šyla šildymo prietaisai, nes prie stovų nėra balansinių ventilių; į kiekvieną prietaisą įteka skirtingos temperatūros šilumnešis, o jai krintant – mažėja šildymo prietaisais atiduodamas šilumos srautas.
Todėl projektuojant naujus ar rekonstruojant esamus daugiabučius pastatus, būtina ieškoti naujų, efektyvesnių ne tik dvivamzdžių šildymo sistemų, šildymo prietaisų, bet ir taikyti kitokias, pagal veikimo principą, sistemas. Pirmiausia reiktų atsisakyti daug metalo ir didelės vandentalpos sekcinių radiatorių. Jie gali būti pakeisti belgiškos firmos „Jaga” konvektoriais „Strada”, „Linea Plus”, „Tempo”, „Mini” arba italų firmos „De Longhi” plieniniais radiatoriais 10; 11K; 21; 22; 33 tipo, ar kitų firmų radiatoriais bei konvektoriais [1]. Tai ypač aktualu, nes ankščiau įrengtose šildymo sistemose šilumnešio temperatūra priimta 95/70°C (vėliau 90/70°C), o patalpos oro temperatūra buvo priimta 18°C. Nuo 2004 m. gegužės 1 d. pagal ES reikalavimus šilumnešio temperatūros yra 75/65°C, o patalpos oro temperatūra – 20°C. Laikantis šių temperatūrų, esamais šildymo prietaisais atiduodamas šilumos srautas bus žymiai mažesnis, negu skaičiuotinas. Įrengiant naujus minėtų firmų šildymo prietaisus į tai atsižvelgiama parenkant reikiamą šilumos galią. Jeigu šilumnešio arba patalpos oro temperatūros kitokios, reikalaujamoji prietaiso šilumos galia įvertinama pataisos koeficientu.
Didžioji dalis mokyklų, ikimokyklinių įstaigų, kolegijų, aukštųjų mokyklų, mokslinio tyrimo institutų, ligoninių, bibliotekų ir kitos visuomeninės paskirties pastatų statyti 1970-1990 m., įrengiant juose šildymo sistemas su ketiniais M140 arba M-140AO tipo arba plieniniais radiatoriais. Mokyklų, darželių-lopšelių, mokymo ir mokslo įstaigų patalpose būtina 1,5-2,0 kartinė oro kaita, t.y., oro tūris jose turi pasikeisti pusantro ar du kartus per valandą. Per esamus nesandarius langus veržiasi lauko oras, kuris susimaišęs su šiltu oru, kylančiu nuo šildymo prietaisų, vėdino patalpas. Iš viršutinės jų dalies šis oras buvo šalinamas natūraliomis vėdinimo sistemomis, kurios išliko iki šiol. Vidutiniškai 1 m2 šildyti reikia 228 kWh per metus. Beveik 50% tiekiamos šiluminės energijos prarandama dėl minėtos oro infiltracijos per langus ir šilto oro, šalinamo natūraliomis vėdinimo sistemomis. Tuo tarpu įrengtos tiekiamosios ventiliacijos sistemos neveikia arba jos išardytos. Dėl žemos oro temperatūros ir didelės oro santykinės drėgmės, mokyklų ir net ligoninių patalpose, veisiasi pelėsiniai grybeliai, susidaro didelė anglies dvideginio (CO2) koncentracija patalpose. Dėl to netenkinamos Higienos normos HN42:2004 nuorodos. Tai kenkia moksleivių, studentų, ligonių ir kitų žmonių sveikatai, mažėja darbingumas, mokymosi kokybė.
Kitos priežastys:
1. Daugumoje šių pastatų įrengti hermetiški plastikiniai langai su stiklo paketais, praktiškai eliminuoja oro infiltraciją;
2. Šie langai neturi orlaidžių, todėl praktiškai negalima užtikrinti nuolatinę oro kaitą patalpose;
3. Periodiškai vėdinti patalpas praveriant langus šaltuoju metų laiku neleistina, ypač mokyklų ir ikimokyklinių įstaigų patalpose, nes staiga krenta oro temperatūra jose, ypač prie grindų;
4. Neesant oro infiltracijos per langus, natūrali oro šalinimo sistema tampa neveikli, nes ji negali patalpose sudaryti oro išretinimo, todėl atidarius duris, oras siurbiamas iš kitų patalpų (pvz. koridorių).
Patalpų mikroklimatas higieninių požiūriu vertinamas pagal viršutinę rekomenduotinų sąlygų ribą (ppm), vertinant anglies dvideginio (CO2) koncentraciją patalpose, viršutinė jos leistina riba yra 1000 ppm.
Atlikus matavimus, kai kuriuose Prienų Revuonos vidurinės mokyklos klasėse [2], nustatyta, kad esant tuščiai klasei CO2 koncentracija yra 365 ppm, t.y. artima foninei CO2 koncentracijai, esančiai lauko ore. Pirmosios pamokos pabaigoje ši CO2 koncentracija pakilo iki 962 ppm, o ketvirtosios pamokos metu – pasiekė 1136 ppm. Langai šioje klasėje seni, apklijuoti juostomis, tačiau vietomis jos atsiklijavę. Oro kaita šioje klasėje buvo 1,33 karto. Klasėse, kur esami langai sandarinti guminiais tarpikliais, pamokų metu CO2 koncentracija kito nuo 1300 iki 2200 ppm, o klasėse, kuriose įrengti nauji sandarūs plastikiniai langai, ši koncentracija siekė nuo 2200 iki 3000 ppm.
Per pastaruosius penkerius metus renovuota daugiau kaip 160 mokyklų. Jų tarpe 106, kuriose panaudotos Pasaulio banko ir Šiaurės investicijų banko lėšos. Pagrindinis renovacijos tikslas – pakeisti langus, mažinti šilumos nuostolius per juos, išvengiant šalto lauko oro infiltracijos, t.y. sandarinamos patalpos. 32-ose keisti šilumos punktai, 60-yje renovuotos šildymo sistemos ir tik 18-oje renovuotos vėdinimo sistemos.
Taupant pirminių šilumos šaltinių išteklius, būtina įsisavinti šalinamą iš pastatų oro šilumą. Ypač efektyvios sistemos su rekuperatoriais ir regeneratoriais, kuriais šildomas į patalpas tiekiamas oras. TŪB „Salda“ siūlo rekuperatorius RIS, kuriais galima šildyti nuo 250 iki 25000 m3/h oro. Jų energinio efektyvumo koeficientas 40-60%. Orą iki reikiamos temperatūros galima pašildyti juose įrengtais vandens ar elektriniais kaloriferiais. UAB „Amalva“ siūlo labai efektyvius regeneratorius REGO, kuriais galima šildyti nuo 1000 iki 55000 m3/h oro. Jų energinio efektyvumo koeficientas iki 80%. UAB „Gilius ir Ko” siūlo kanalinius oro šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo įrenginius „Vento System”, kuriais galima tiekti nuo 300 iki 9000 m3/h šilto oro [3].
Jeigu esamą šildymo sistemą nenorime ardyti, ją galima naudoti palaikant patalpose 10°C oro temperatūrą. Juk moksleiviai, darželinukai ar studentai patalpose būna 8-10 valandų, o likusiomis 16-14 valandų nebūtina šiose patalpose palaikyti 18 arba 20°C oro temperatūrą. Taigi, šildymo sistema palaiko oro temperatūrą 10°C visą parą, o darbo metu, įrengus tiekiamąją rekuperacinę arba regeneracinę vėdinimo sistemą, valandą iki prasidedant pamokoms ar užsiėmimams, ją įjungus ir tiekiant iki 24-26°C temperatūros pašildytą lauko orą, pasieksime patalpose reikiamą oro temperatūrą, o svarbiausia – vėdinsime patalpas.
Ypač patrauklios pastaraisiais metais tapo grindinės šildymo sistemos. Jų dėka patalpa šyla tolygiai, nereikia aukštos temperatūros šilumnešio (~40°C). Efektyvias grindines šildymo sistemas siūlo Vokietijos firma „Kermi”. Tai sistema „xnet C11; c12” bei lenkų firma „Retting-Heating” „Purmo C; V; P; VC”sistemas. Kadangi grindų paviršiaus temperatūra neaukšta (iki 29°C), nėra pavojaus nuo įkaitusių paviršių apsideginti (ypač vaikams), svilti dulkėms. Klojant grindų konstrukcijoje iki 120 m vamzdžių, galima gauti 1750 W šilumos galią.
Šilumnešiu grindinėse šildymo sistemose gali būti ir elektros energija. Taikant UAB „Devi Comfort” šildymo sistemą su kabeliais „deviflex”, galima ją įrengti net skirtingą denginio konstrukciją turinčiose patalpose.
Didelio ploto ir tūrio pastatuose, tokiuose kaip pramogų centrai, sporto salės, kino teatrai, autobusų ar geležinkelio stočių laukimo salės, bažnyčios, bei kitos paskirties patalpas, galima šildyti įrengiant spindulinio šildymo sistemas, kuriose šilumnešiu būtų degančios gamtinės dujos arba elektros energija. To pavyzdžiu gali būti Kauno sporto halėje UAB „Aletra” 1998 m. sausio 15 d. įdiegta spindulinio šildymo sistema, kurios šilumos šaltinis – degančios gamtinės dujos [1].
Didelėms patalpoms, kaip sporto ar aktų salės, koridoriai, vestibiuliai, kurių aukštis 4 m ir daugiau, galima šildyti ir vėdinti lubiniais oro šildytuvais ULTRA 6000. Šildytuvą sudaro ašinis ventiliatorius, vandens kaloriferis, baltas šešiakampės formos korpusas ir oro išleidimo grotelės, kuriomis galima keisti oro srauto kampą. Nutiesus iki jo ortakį šildomas oras iš lauko. Ne darbo metu galima šildyti patalpos orą (taikyti recirkuliaciją).
Keičiant langus galima spręsti ir patalpų vėdinimo problemą. Vokietijos GEALAN WEAK koncernas sukūrė naujas konstrukcijas langų, su automatiniu išsiveržiančiu iš lauko oro reguliatoriumi, nepažeidžiant lango konstrukcijos. Lietuvos firma UAB „Megrame” jau treji metai gamina šio koncerno langus iš naujos kartos profilio GEALAN S8000 IQ. Lango šilumos laidumo koeficientas 1,3 W/m2K. Lauko oro srautas, tekėdamas rėmo vidine konstrukcija sušyla. Per langą į patalpą vidutiniškai patenka ~4 m3/h lauko oro. Šie langai buvo demonstruoti 2003 m. parodoje RESTA. Jie ypač efektyvūs mokymo, ikimokyklinėse įstaigose, ligoninėse ir kitur [4].
Grindinio šildymo sistemoms ypač tinka šilumos siurbliai, naudojantys grunto, gruntinio ar atvirų vandens telkinių, šalinamo oro ar nuo tekų šilumą. Švedų firma „Nibe” siūlo šilumos siurblius FIGHTER 1110 ir 310P\315P, kurių šilumos galia nuo 4,8 iki 14 kW. Tokių siurblių energinio efektyvumo koeficientas yra nuo 3,0 iki 4,7. Tai santykis gautos šilumos su siurbliui veikti sunaudotu elektros energijos kiekiu. Vokietijos firma VIESSMANN siūlo siurblius VITOCAL 300; 300 AW; 300 WW ir 300 BW. Jų šilumos galia nuo 6,3 iki 43,0 kW, o energinio efektyvumo koeficientas nuo 5,46 iki 5,9 [1].
Ypač efektyvūs šilumos siurbliai išnaudojantys šalinamo iš patalpų drėgno oro šilumą. Tai plaukimo baseinai, pirtys arba drėgno technologinio proceso gamybinės patalpos. UAB „Veda” jau keleri metai plaukimo baseinuose diegia Didžiosios Britanijos firmos „Colorex” įrenginius „Delta”, kurių pagrindiniu elementu yra šilumos siurblys. Jie gali tiekti nuo 2500 iki 10000 m3/h oro ir šildyti nuo 68 ir 140 l/min. vandens. Rekomenduojama tokio šilumos siurblio galia nuo 30 iki 150 kW. Žiemos periodo metu surenkama nuo 9,7 iki 55,0 l/h drėgmės [1].