Inżynierska „podróż” z Polski do Chile

Czworo studentów Politechniki Warszawskiej przez osiem miesięcy intensywnie pracowało, by stworzyć najlepszy możliwy system HVAC.

System HVAC dla budynku stacji meteorologicznej położonej na jednej z wysp Diego Ramirez w Chile.
Warto było, bo zespół wygrał międzynarodowy konkurs. Teraz potrzeba funduszy, by cała grupa mogła pojechać i zaprezentować swój projekt w Chicago na zimowej konferencji ASHRAE. Wszystko zaczęło się w październiku 2016 roku. Studenci znaleźli informację o konkursie na stronie internetowej amerykańskiego stowarzyszenia ASHRAE. Szalona myśl o wzięciu udziału w międzynarodowym konkursie przerodziła się w czyny. Ostatecznie powstał czteroosobowy zespół studentów. Wszyscy studiowali Inżynierię Środowiska na Wydziale Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, część zespołu zdołała uzyskać w międzyczasie tytuł inżyniera.

Iść w dobrą stronę

Konkurs był podzielony na cztery kategorie: HVAC Design Calculations, HVAC System Selection, Integrated Sustainable Building Design (ISBD) i The Applied Engineering Challenge. Studenci startowali w kategorii HVAC System Selection. Zadaniem było tu zaproponowanie trzech koncepcji systemu HVAC (czyli obejmującego ogrzewanie, wentylację i klimatyzację) dla budynku stacji meteorologicznej położonej na jednej z wysp Diego Ramirez w Chile, oddalonej o 100 km od Przylądka Horn. Budynek składał się z pomieszczeń mieszkalnych, biurowych, małej serwerowni, a także hali serwisowej przeznaczonej do testowania silników samochodowych.

Dla polskich studentów ogromnym wyzwaniem było zapoznanie się ze standardami ASHRAE, a także amerykańską metodologią projektowania i nomenklaturą branżową. Nawet imperialny system jednostek był początkowo nie lada wyzwaniem.

Na projektowaniu konkurs tak naprawdę dopiero na dobre się zaczynał. Bo potem uczestnicy mieli wybrać najlepszy ze swoich projektów. W ocenie pod uwagę brali 11 kryteriów: początkowy koszt, koszt funkcjonowania, sterowalność, elastyczność, niezawodność, łatwość utrzymania, wpływ na środowisko, zużycie energii, komfort i zdrowie użytkowników, synergię z architekturą i wskaźnik LEED.

Motywacja i chęci to nie wszystko. Dlatego studenci kontaktowali się z firmami i konkretnymi specjalistami z branży HVAC. Prosili też o pomoc trzech doradców: dr. inż. Piotra Bartkiewicza z Politechniki Warszawskiej, dr. inż. Pawła Wargockiego z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, oraz Macieja Sobczyka – prezesa firmy Geoclima Mechanical Engineering Ltd, Vancouver BC Canada. Wszystko po to, by jak najwięcej wiedzieć o dostępnych na rynku urządzeniach i uwzględnić te dane w swoich koncepcjach, a tym samym sprawić, by zaproponowane systemy można było rzeczywiście stworzyć.

Każdy chciał być najlepszy

Studenci spotykali się raz w tygodniu, łącząc pracę nad konkursem z obowiązkami studenckimi oraz zawodowymi. Wtedy rozdzielane były zadania, aby każdy mógł pracować samodzielnie. Taki tryb pracy trwał od października do maja.

W takich inicjatywach ważna jest współpraca – to zrozumiałe. Ale w tym przypadku równie istotną rolę odgrywała… rywalizacja. Konkurs wymagał przedstawienia trzech koncepcji. Karolina, Bartek i Dagmara stworzyli swoje indywidualne koncepcje, które następnie podlegały ocenie. Każdy chciał, żeby to jego pomysł okazał się najlepszy. Wszystkie były porównywane z systemem bazowym (baseline system), który też był wymagany. Po podliczeniu punktów okazało się, że wygrało rozwiązanie Karoliny.

Studenci w swoich koncepcjach stosowali przeróżne pomysły. Oczywiste było to, że budynek powinien być zasilany z odnawialnych źródeł energii, stąd zastosowanie turbin wiatrowych czy pompy ciepła. Ze względu na małe nasłonecznienie energia słoneczna okazała się być nieopłacalna. Potwierdziły to symulacje energetyczne w programie IES Virtual Environment.

Innowacją było zastosowanie w serwerowni chłodzenia immersyjnego. Jest to nowatorska metoda, która dopiero wchodzi na rynek. Minimalizuje ona zużycie energii elektrycznej oraz redukuje potrzebę stosowania dedykowanych systemów klimatyzacji. Ciepło odpadowe z serwerów postanowiono wykorzystać do ogrzewania pomieszczeń. Do dystrybucji powietrza wentylacyjnego użyto kanałów tekstylnych, które są lekkie, łatwe w montażu oraz zapewniają dodatkową filtrację powietrza Na ogrzewanie pomieszczeń studenci mieli przeróżne pomysły, od tradycyjnego grzejnikowego po promienniki w postaci paneli ściennych. Musieli jednak cały czas pamiętać o tym, że ich rozwiązania miały być nie tylko efektywne i energooszczędne, ale także dobrze komponujące się z architekturą oraz… tanie. Na cały system w 50-letnim cyklu życia przeznaczono budżet 2 milionów dolarów. Wydaje się to być ogromną kwotą, ale w praktyce systemy często były bliskie przekroczenia tej kwoty.

Cel: Przedstawienie projektu na arenie międzynarodowej

Studenci absolutnie nie spodziewali się miejsca na podium, a co dopiero wygranej. Udział traktowali nie tylko jako rywalizację, ale też solidną dawkę wiedzy.

Teraz przed zespołem nowe zadanie – zebranie funduszy, by wszyscy czworo wraz z jednym ze swoich doradców – dr. Bartkiewiczem mogli pojechać na spotkanie ASHRAE, które odbędzie się w styczniu w Chicago. Wtedy, podczas sesji plenarnej, zwycięzcy będą prezentować swoje projekty. – Nagrodą za wygranie konkursu jest opłacenie wyjazdu tylko dla jednej osoby z zespołu. A zespół chce się zaprezentować w pełnym składzie, aby móc celebrować kilka miesięcy ciężkiej pracy.

Strona projektu: projectisland.pl