Strategia kontroli klimatu w Galerii Sztuki Polskiej XIX wieku Muzeum Narodowego w Krakowie, w Sukiennicach

Transkrypt

1 Strategia kontroli klimatu w Galerii Sztuki Polskiej XIX wieku Muzeum Narodowego w Krakowie, w Sukiennicach Agata Mendys Laboratorium Analiz i Nieniszczących Badań Obiektów Zabytkowych, Muzeum Narodowe w Krakowie

2 Strategia kontroli klimatu Na podstawie metodologii opracowanej w ramach projektu Heriverde symulacji zużycia energii przeprowadzonych dla Sukiennic - WUFI pomiarów zużycia energii i analizy działania systemów klimatyzacji analizy mikroklimatu i jego wpływu na obiekty (HERIe) przeglądu systemów klimatyzacji strefy ekspozycji konsultacji z automatykami kontrolującymi system klimatyzacji

3 Sukiennice opis budynku Ufundowany w 1257 roku w przywileju lokacyjnym Krakowa Gruntowna przebudowa w latach : odnowiono halę - neorenesansowe kramy, podcienia arkadowe wzdłuż elewacji, sklepy na zewnątrz, I piętro powiększone o ryzality - nowa przestrzeń na sale wystawowe, rekompozycja renesansowych schodów i galerii, Od 1880 roku na I piętrze sale wystawowe Muzeum Narodowego w Krakowie 1913 rok - krakowski rejestr zabytków, pod numerem A rok - Lista Światowego Dziedzictwa Kulturowego UNESCO

4 Sukiennice opis budynku Wolnostojący gmach na planie prostokąta na osi północ-południe Rynku Głównego Na parterze: hala oraz pomieszczenia restauracji, sklepów i wejście do MNK Na I piętrze: sale wystawowe i magazyny oraz pomieszczenia biurowe i pracownia konserwatorska. Na półpiętrze: pomieszczenia biurowe, usługowe i magazynowe. Piwnice: zaplecza lokali usługowych oraz pomieszczenia pomocnicze

5 Galeria Sztuki Polskiej XIX wieku Model budynku uwzględniający wszystkie pomieszczenia użytkowane przez Muzeum Narodowe w Krakowie. Model sal wystawowych na I piętrze Sukiennic Modelowanie: ECSD Engineering Consulting and Software Development (WUFI Plus)

6 Galeria Sztuki Polskiej XIX wieku

7 Kontrola mikroklimatu W latach remont z modernizacją pomieszczeń MNK, w tym: wymiana instalacji centralnego ogrzewania; powiększona powierzchnia użytkowa Sukiennic o ponad jedną trzecią dzięki zaadaptowaniu pomieszczeń pod daszkami pulpitowymi; tarasy widokowe, nowa konstrukcja dachu; zamontowano system klimatyzacji. 1. Komfort zwiedzających i pracowników 2. Zapewnienie optymalnych warunków zbiorom prezentowanym w Galerii Sztuki Polskiej XIX wieku i przechowywanym w magazynach

8 Kontrola mikroklimatu W latach remont z modernizacją pomieszczeń MNK, w tym: wymiana instalacji centralnego ogrzewania; powiększona powierzchnia użytkowa Sukiennic o ponad jedną trzecią dzięki zaadaptowaniu pomieszczeń pod daszkami pulpitowymi; tarasy widokowe, nowa konstrukcja dachu; zamontowano system klimatyzacji.

9 Kontrola mikroklimatu Ogrzewanie nawiew z central klimatyzacyjnych + podłogowe Nawilżanie lance parowe Osuszanie/chłodzenie agregaty wody lodowej, schładzanie poniżej punktu rosy Wentylacja

10 Temperatura ( o C) Wilgotność względna (%) Zuzycie energii (kwh) Kontrola mikroklimatu /1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/ Data 1/1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/1 1/4 1/7 1/10 1/ Data Normy MNK Temperatura T: C Wilgotność względna % (w sezonie grzewczym) % (poza sezonem grzewczym) Ogrzewanie Nawilzanie Osuszanie Wentylacja Operacja

11 Zuzycie energii na 1 m 3 (kwh/m 3 ) Symulacje obecnie bez klimatyzacji ASHRAE AA ICOM CC MNK MNK bez poddasza MNK bez podd. 0,3

12 Zuzycie energii (kwh) Wentylacja Dwa scenariusze modelowe: 1. udział powietrza zewnętrznego 100% (3 wymiany/h sytuacja obecna) 2. udział powietrza zewnętrznego 10%, zwiększanego jedynie w przypadku wzrostu liczby osób zwiedzających sale wystawowe w funkcji pomiaru CO 2 (0,3 wymiany/h) Osuszanie Ogrzewanie Nawilzanie 0 '3' '0,3' '3' '0,3' '3' '0,3' Współczynnik wymiany powietrza (1/godz.)

13 Zuzycie energii (kwh) Wentylacja Dwa scenariusze modelowe: 1. udział powietrza zewnętrznego 100% (3 wymiany/h sytuacja obecna) 2. udział powietrza zewnętrznego 10%, zwiększanego jedynie w przypadku wzrostu liczby osób zwiedzających sale wystawowe w funkcji pomiaru CO 2 (0,3 wymiany/h). 10% powietrza zewnętrznego: Oszczędność energii, filtrów powietrza Zapewnia wystarczającą wentylację sal Osuszanie wystawowych (CO 2 ) Łatwiejsza pasywna stabilizacja Ogrzewanie mikroklimatu z korzyścią dla ochrony zbiorów Ograniczona przestrzeń w budynku: brak możliwości rozbudowy o sekcję recyrkulacji Nawilzanie 100 % powietrza zewnętrznego: Zmniejszenie strumienia powietrza 0 wentylowanego mniejsza wydajność '3' '0,3' '3' '0,3' '3' '0,3' procesów kontroli wilgotności Współczynnik wymiany powietrza (1/godz.)

14 Przestrzeń poddasza Sale wystawowe Galerii: 6946 m 3 Poddasze: 1995 m 3

15 Oszczędnośc energii (%) Przestrzeń poddasza POŁĄCZENIE Z PRZESTRZENIĄ PODDASZA: Większa kubatura ogrzewana i klimatyzowana Możliwe zanieczyszczenie systemu wentylacyjnego Wpływ na parametry powietrza wyciągowego OODZIELENIE PRZESTRZENI PODDASZA - oszczędność energii % 20 8% 13% 0 ogrzewanie nawilżanie osuszanie Operacja

16 Zabudowa chłodnicy wentylatorowej Odpowiada za odbiór ciepła powstałego podczas pracy układów chłodniczych. Niewielka przestrzeń Brak swobodnej cyrkulacji powietrza Ograniczona wymiana ciepła Zmniejszona wydajność pl.kelvion.com

17 Zabudowa chłodnicy wentylatorowej Odpowiada za odbiór ciepła powstałego podczas pracy układów chłodniczych. Niewielka przestrzeń Brak swobodnej cyrkulacji powietrza Ograniczona wymiana ciepła Zmniejszona wydajność pl.kelvion.com Kompromis wynikający z zabytkowego charakteru obiektu

18 System nawilżania powietrza Niewielka przestrzeń dostępna dla systemów kontroli klimatu Przeszkody w kanałach wentylacyjnych zagięcia, zmiany przekrojów itp. Wtórna kondensacja pary wewnątrz kanału Mniejsza wydajność nawilżania Straty energii Konieczna kontrola pod kątem zagrożenia mikrobiologicznego pl.wikipedia.org/ Kompromis wynikający z zabytkowego charakteru obiektu

19 Ogrzewanie Aktualnie ogrzewanie realizowane głównie przez powietrze nawiewane z central klimatyzacyjnych nawiew pod obiektami, wymaga kontroli i regulacji przepływów. Ogrzewanie podłogowe stała praca wymaga ręcznej zmiany nastaw i ciągłego monitorowania działania; zmniejsza wilgotność powietrza monitorowanie wilg. względnej w pomieszczeniach oraz monitorowanie procesu nawilżania;

20 Zuzycie energii/miesiąc (kwh) Osuszanie Istotne zużycie energii w procesie osuszania ogrzewanie po ochłodzeniu poniżej temperatury punktu rosy chłodzenie ogrzewanie/osuszanie Operacja ogrzewanie zimą

21 Zuzycie energii/miesiąc (kwh) Osuszanie chłodzenie ogrzewanie/osuszanie Operacja ogrzewanie zimą

22 Zuzycie energii/miesiąc (kwh) Osuszanie chłodzenie ogrzewanie/osuszanie Operacja ogrzewanie zimą Dostosowanie poziomu schłodzenia do aktualnego punktu rosy wymaga ciągłego nadzoru - brak możliwości automatycznego sterowania.

23 Monitoring działania systemów Prace projektowe, symulacje nie wyczerpią wszelkich scenariuszy, możliwych w późniejszym funkcjonowaniu obiektu. Obserwacja stabilności pracy systemów, przy zmiennych czynnikach wewnętrznych i zewnętrznych, ich współpracy ze strukturą budowlaną obiektu oraz jego użytkownikami. Po wprowadzeniu większych zmian kontrolna zużycia energii na poszczególne procesy wpływ zmian na stabilność działania systemu i jego wydajność całoroczne obserwacje ewentualne modyfikacje nastaw procedura iteracyjna Ciągła kontrola działania systemów wiąże się z kosztami!

24 Podsumowanie Bilans klimatyzacji Sukiennic: + jest chłodno w lecie Cytat z naszego materiału dla prasy: Gdzie najlepiej spędzić upalny wakacyjny dzień? Oczywiście tam, gdzie jest klimatyzacja. Na przykład w którejś z galerii Muzeum Narodowego w Krakowie. - dwukrotny wzrost zużycia energii Brak przestrzeni na wprowadzenie recyrkulacji powietrza.

25 Podsumowanie Co możemy zrobić? 1. Ogrzewanie podłogowe 2. Wydzielenie poddasza 3. Analiza powietrza z kanałów wentylacyjnych 4. Drobne prace techniczne (np. izolacja termiczna kanałów lanc parowych) 5. Zmiana parametrów z kontrolą działania systemu (np. wymiany powietrza, chłodzenie poniżej temp. punktu rosy) Nie można rozpatrywać energooszczędności w oderwaniu od innych zagadnień: ograniczeń obiektu, charakteru zbiorów Priorytetem jest bezpieczeństwo zbiorów

26 Podziękowania Zespół MNK zaangażowany w projekt: Łukasz Bratasz Artur Działo Mariusz Jędrychowski Józef Kłyś Joanna Sobczyk Barbara Świątkowska

27 Modelowanie zużycia energii: zespół firmy Engineering Consulting & Software Development: Jan Radoń, Agnieszka Sadłowska-Sałęga, Krzysztof Wąs Analiza danych: Roman Kozłowski, Leszek Krzemień Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN Przegląd systemów klimatyzacji: Piotr Lewicki, Ireneusz Doncer Biuro Projektów Lewicki-Łatak Podziękowania