HOVEDPROSJEKT. Seksjon for Bygg, Kjemi, Energi og Miljø OPPGAVE NR: 6. TILGJENGELIGHET Åpen Telefon: Energi og miljøprogrammet

Transkript

1 OPPGAVE NR: 6 Energi og miljøprogrammet Postadresse: Postboks 4 St. Olavs plass, 0130 OSLO Seksjon for Bygg, Kjemi, Energi og Miljø Besøksadresse: Pilestredet 35, Oslo HOVEDPROSJEKT TILGJENGELIGHET Åpen Telefon: Telefax: OPPGAVENS TITTEL Behovsstyrt ventilasjon CO 2 -sensorer DATO ANTALL SIDER / BILAG 37/24 FORFATTERE Erik Esrød Brunell, Joakim Forsmann Setsaas og Pok Lun Cheng VEILEDER Mads Mysen UTFØRT I SAMARBEID MED KONTAKTPERSON SAMMENDRAG Prosjektrapportens mål var å undersøke det nye behovsstyrte ventilasjonsanlegget på Nordstrand skole, med hovedfokus på CO 2 -sensorer, og å labteste nøyaktigheten til CO 2 -sensorer. Metoden for sensortesten ble utviklet i energi og miljølaboratoriet på HiO, og var basert på testing av sensorer i lukket kammer ved 400, 700 og 1000 ppm CO 2. Resultatene fra Nordstrand skole antydet at CO 2 -sensorer var bedre egnet i lukkede oppholdssoner, som kontorer og klasserom, enn åpne oppholdssoner. Behovsstyrt ventilasjon reduserte energibruken på Nordstrand skole, selv om det fantes enkelte uheldige løsninger. For å sikre god kvalitet under byggeprosessen, anbefales det bedre kvalitetssikring og dokumentasjon. CO 2 -sensor Behovsstyrt ventilasjon Nordstrand skole

2 Forord Denne rapporten er utarbeidet av tre studenter som går siste semester på linjen for Energi og miljø i bygg ved Høgskolen i Oslo, avd. for ingeniørutdanning. Rapporten er utarbeidet som en vitenskapelig rapport, og er produktet av faget hovedprosjekt. Oppgaven gikk ut på å teste CO 2 -sensorer i et behovsstyrt anlegg, samt på laboratoriet på Høgskolen i Oslo. Resultatene fra testene vil bli diskutert, og evt. forbedringer vil bli presentert. Prosjektet ble startet opp med møte med veileder mandag 3. januar 2011, og avsluttet med presentasjon onsdag 15. juni Til slutt vil gruppen rette en stor takk til veileder Professor Mads Mysen og Labingeniør Øystein Andersen. Gruppen vil også rette en stor takk til driftsansvarlig Tor Frang og de øvrige ansatte på Nordstrand skole for et hyggelig samarbeid. En stor takk rettes til de sensorprodusentene som stilte opp med sensorer til testing på lab. God lesning! Oslo, 30. mai 2011 Erik Esrød Brunell Joakim Forsmann Setsaas Pok Lun Cheng

3 Innholdsfortegnelse Sammendrag Innledning Nordstrand skole Teori Inneklima Karbondioksid Ventilasjon Ventilasjonssystemer Mekaniske ventilasjonstyper Constant Air Volume Variable Air Volume Demand Controlled Ventilation Sentralt driftsanlegg CO 2 -sensorer Plassering Kalibrering Vedlikehold Kostnader Levetid Responstid Nondispersive infrared (NDIR) sensor Singel-lampe singel-bølgelengde Dobbel-lampe singel-bølgelengde Singel-lampe dobbel-bølgelengde Økonomi og lønnsomhet rundt DCV-anlegg Måleusikkerhet Metode Litteratursøk Labtest utført på Høgskolen i Oslo Labtest av sensornøyaktighet Feltforsøk på Nordstrand skole Test av sensornøyaktighet... 13

4 3.3.2 Test av sensorplassering Kontroll av SD-anleggets luftmengder Estimert lønnsomhet Instrumenter Strømforsyning Digitale multimetre Q-trak Sensorlogger Testkammer på HiO CO 2 -gassflasker Balometer Måleusikkerhet Resultat Labtest av sensornøyaktighet på HiO Sensor type A Sensor type B Sensor type C Sensornøyaktighet på Nordstrand skole Plassering av sensorer på Nordstrand skole Personalrom Datarom Klasserom B Kontroll av SD-anleggets luftmengder på Nordstrand skole Estimert lønnsomhet for DCV-anlegget på Nordstrand skole Måleusikkerhet Diskusjon Labtest av sensornøyaktighet Type A sensorer Type B sensorer Type C sensorer Sensornøyaktighet på Nordstrand skole Plassering av sensorer på Nordstrand skole Personalrom... 30

5 5.3.2 Datarom Klasserom Sensorplassering i musikkrom på Nordstrand skole Diffusorer til fortrengningsventilasjon på Nordstrand skole Luftmengdetest på Nordstrand skole Estimert lønnsomhet for DCV-anlegget på Nordstrand skole Konklusjon Referanseliste Vedleggsliste... 37

6 Sammendrag Hensikten med rapporten var å undersøke nøyaktigheten til CO 2 -sensorene i det behovsstyrte ventilasjonsanlegget på Nordstrand skole, som var oppgradert fra CAV- til DCV-anlegg i Energiforbruk og lønnsomhet til det nye anlegget, kontra det gamle, skulle også undersøkes. Det ble også foretatt en uavhengig sensortest av CO 2 -sensorer i laboratoriet på Høgskolen i Oslo, for å finne ut om ytelsen til CO 2 -sensorer samsvarte med produktinformasjon. Metoden og apparatet til denne testen ble designet og konstruert som en del av prosjektet, og sensorer til testing ble lånt av produsenter. Ved besiktigelse av det nylig installerte DCV-anlegget på Nordstrand skole, ble det registrert at det var noen avvikende verdier angitt på SD-anlegget. Det ble utført tester av CO 2 -verdier og luftmengder målt i rom sammenliknet med de registrerte verdiene i DCV-anlegget. CO 2 -sensorene som var installert var montert ved døråpning. For å finne ut om det var en optimal plassering og hvordan plassering av sensorer påvirket resultatet ble det også utført undersøkelser med logging av CO 2 -verdier på flere steder i rom over et døgn. Labundersøkelsen ble utført på tre forskjellige typer sensorer, testet i et lukket kammer ved CO 2 - konsentrasjoner på 400, 700 og 1000 ppm. Resultatene viste at to av de tre sensortypene tilfredsstilte de kravene til nøyaktighet som var oppgitt i produktinformasjonen, mens den siste typen hadde en litt høyere unøyaktighet enn den skulle. Estimert lønnsomhet for DCV-anlegget på Nordstrand skole viste at besparelsen i forhold til vifteeffekt var på over 50 % sammenliknet med det gamle CAV-anlegget. Dette tilsvarte over kr i året med dagens energipris. Undersøkelsen av sensorplassering viste en forskjell mellom de rommene som var lukket under bruk og de som var å betrakte som åpne oppholdssoner. I lukkede rom hadde plassering av CO 2 -sensorer lite å si da CO 2 -konsentrasjonen var jevnt fordelt utover oppholdssonen. For åpne oppholdssoner ville plasseringen ha en større betydning for den registrerte CO 2 -verdien siden CO 2 -konsentrasjonen ikke var jevnt fordelt utover rommet og ble påvirket av luften i tilstøtende rom. Det ble konkludert med at CO 2 -sensorer var mindre egnet i åpne oppholdssoner som kontorlandskap, og bedre egnet i lukkede oppholdssoner som kontorer og klasserom. SD-anleggets verdier for luftmengder og CO 2 -verdier avvek fra målte verdier med opp til 20 %. Dette betydelige avviket kunne komme av at anlegget ikke var skikkelig innregulert. Flere sensorer i bygget var dessuten feilmontert. På grunn av manglende tegninger og informasjon var det vanskelig å komme til bunns i dette. En konklusjon var at man i en byggeprosess må stille strengere krav til dokumentasjon, samt bli bedre på å utveksle informasjon mellom entreprenører, byggherre og underleverandører. 1

7 1 Innledning Oppdrag Denne prosjektoppgaven var gitt av energi- og miljøutdanningen ved Høgskolen i Oslo (HiO), og var en del av faget Hovedprosjekt. Oppgaven var utarbeidet i samarbeid med Professor Mads Mysen fra Sintef, Labingeniør Øystein Andersen fra HiO og Vaktmester Tor Frang fra Nordstrand skole. Prosjektet har fått tittelen Behovsstyrt ventilasjon - CO 2 -sensorer, og er primært rettet mot rådgivende ingeniører, byggherrer og produsenter av sensorer. Bakgrunn Norge har et høyt energiforbruk i forhold til antall innbyggere. Behovsstyrt ventilasjon, ved hjelp av CO 2 -sensorer, er et av flere populære tiltak for å senke energiforbruk i bygg. Det er økende bevissthet om å bygge energivennlig, ettersom regjeringen ønsker å innføre passivhusstandard fra Da er det viktig med gode løsninger for å holde energiforbruket lavt. Det er per i dag ingen Norsk Standard (NS) eller krav til nøyaktighet for CO 2 -sensorer. Denne komponenten er krumtappen i et behovsstyrt ventilasjonsanlegg basert på CO 2 -nivå. Det var derfor interessant å undersøke deres nøyaktighet, siden ingen nøytrale tester av CO 2 -sensorer var utført i Norge tidligere. Prosjektmål Oppgavens mål var i utgangspunktet å undersøke sensorer i drift på Nordstrand skole, og utføre nøyaktighetstester av sensorer på HiOs laboratorium. Etter innledende undersøkelser ble det klart at SD-anlegget på Nordstrand skole ikke var ferdigstilt, og oppgavens vinkling måtte justeres. Det ble valgt å fokusere på flere feltforsøk for å undersøke hvordan et behovsstyrt ventilasjonsanlegg fungerte i praksis. Labundersøkelsen på HiO ble foretatt i henhold til den planlagte prosedyren, dog med noen mindre justeringer. For å få et bredere bilde av sensorenes funksjon ved ulike CO 2 -konsentrasjoner, ble det lagt til en test ved 700 ppm, i tillegg til 400 og 1000 ppm. Testens varighet ble satt til tre timer i stedet for et døgn av praktiske årsaker. 2

8 1.1 Nordstrand skole Bilde 1. Nordstrand Skole En betydelig del av rapporten omhandlet feltforsøk utført på Nordstrand skole. Den ligger i Nordstrandveien 27, 1112 Oslo og er oppført av Undervisningsbygg. Nordstrand skole er en barneskole med ca 440 elever fra 1-7 trinn og rundt 45 tilsatte. Bygningen har et bruksareal på 4200 m 2, og består av to bygg, A og B. Bygg A innholder klasserom for 4-7 trinn, naturfagsrom, keramikkrom, bibliotek og datarom. Bygg B inneholder klasserom for 1-3 trinn, personalfløy, kunst- og håndtverksrom, datarom og matematikkrom. I år 2000 ble bygg B utvidet, samtidig som hele skolen ble pusset opp. Vinteren 2010/2011 ble ventilasjonsanlegget i bygg B oppgradert til behovsstyrt anlegg. Ventilasjonsaggregatet ble ikke byttet ut. Se vedlegg 2 for en fullstendig planoversikt over skolen. November 2010 var det en omfattende vannlekkasje i bygg A. Bygget måtte rehabiliteres, fordi liter vann var lekket ut, og kunne derfor ikke lenger være i bruk. [1] Alle de elevene som vanligvis hadde sine klasserom i bygg A ble flyttet over til bygg B. Musikkrom, datarom og deler av SFO ble da benyttet som klasserom. Alle undersøkelsene som ble utført på skolen ble utført i bygg B, ettersom det kun var installert behovsstyrt ventilasjon i bygg B. Driftstiden for ventilasjonsanlegget var fra til En stor utfordring, i forhold til arbeidet med skolen, var at det ikke var mulig å få tak i oppdaterte plantegninger for det nye ventilasjonsanlegget. 3

9 2 Teori 2.1 Inneklima Mennesker i industrialiserte land tilbringer i dag en betydelig del av tiden sin innendørs. Da er inneklimaet man oppholder seg i av stor betydning for helse, arbeidskapasitet, læreevne, trivsel og velvære. Inneklima er en sum av flere faktorer, blant annet temperatur, lyd, fuktighet, belysning, stråling, lufthastighet og CO 2 -nivå. [2] Et usunt inneklima kan gi symptomer som slimhinneirritasjoner, astma, høysnue, tretthet og konsentrasjonsproblemer. Brukerne av et lokale med dårlig inneklima kan oppleve at luften føles for tørr, trekkfull eller tung, og oppleve hodepine. I forhold til undervisningsbygg er det viktig å ha en tilstrekkelig standard på bygninger og vedlikehold for å sikre gode arbeidsforhold og givende pedagogiske forhold. Ventilasjon spiller her en viktig rolle for å opprettholde et godt inneklima Karbondioksid Karbondioksid (CO 2 ) dannes ved forbrenning og produseres ved stoffskiftet i kroppen, og finnes derfor i utåndingsluften. Konsentrasjonen av CO 2 i inneluft benyttes som en indikasjon på hvor mange personer som oppholder seg i et rom. CO 2 -konsentrasjonen oppgis i ppm (parts per million) CO 2. I følge veiledning til TEK bør CO 2 -innholdet i luften ikke ligge mer enn 500 ppm over uteluftens konsentrasjon. Med bakgrunn i indikatoregenskaper for dårlig luftkvalitet og luftbehov er folkehelseinstituttets anbefalte norm for karbondioksid maksimalt 1000 ppm. [3][4] Grunnen til at man benytter en CO 2 -norm for inneluft, er at et høyt CO 2 -nivå i et rom med mange personer vil indikere at luftskiftet er for lavt. Et CO 2 -nivå over de gitte normene er i seg selv ikke helseskadelig, men vil følges av en generell følelse av tung luft. Når luftskiftet er for lite kan det også føre til oppsamling av andre helseskadelige gasser i et rom. Det er viktig å merke seg at man ventilerer etter den menneskelige tilstedeværelsen som gir CO 2 -produksjon, ikke CO 2 -nivået isolert sett. CO 2 -nivået i et rom er en funksjon av konsentrasjonen i uteluft, antall mennesker i rommet (generert CO 2 ), tilført friskluft og effektiviteten til ventilasjonen i rommet. TABELL 1 CO 2 -symptomer [5] Konsentrasjon [ppm] Symptom Normal bakgrunnskonsentrasjon i luft utendørs 450 1,000 Typisk konsentrasjon i rom innendørs med god luftveksling 1,000 2,000 Klager på slapphet og dårlig luftkvalitet 2,000 5,000 Hodepine, søvnighet og stillestående, tung luft Konsentrasjonsvansker, sviktende oppmerksomhet, > 40,000 økt hjerterytme og forbigående kvalme kan også forekomme Kan føre til alvorlig oksygenmangel, som leder til permanent hjerneskade, koma og i verste fall død 4

10 2.2 Ventilasjon Hensikten med å ventilere er å sørge for en viss luftfornyelse i rommet, og å fjerne fukt, lukt, røyk, varme, støv, luftbakterier, karbondioksid, og tilføre oksygen. Ventilasjon inkluderer også både bytte av inne- til uteluft, og skape en luftsirkulasjon inne i bygget. Dette er også et av de viktigste kriteriene for et godt inneklima i bygg Ventilasjonssystemer Det finnes to hovedtyper ventilasjonsanlegg for ventilasjon av bygg. Den ene er oppdriftsanlegg (naturlig ventilasjon), som blir mest brukt i mindre hus som en- og tomannsboliger, rekkehus og boligblokker. Oppdriftsanlegget bruker de naturlige termiske drivkreftene som oppstår ved temperaturforskjell mellom inne- og uteluft. Den andre hovedtypen er viftedrevne anlegg (mekanisk ventilasjon), som blir brukt i større og/eller mer befolkede bygg som skoler, kontorbygg og kinoer. I et viftedrevet anlegg brukes en vifte for å skaffe det nødvendige drivtrykket. Den er uavhengig av temperaturdifferanser, og kanalføringer kan bestemmes meget fritt. For viftedrevne anlegg finnes det mange varianter, som anlegg med mekanisk avtrekk, tilførsel av forvarmet friskluft og varmegjenvinning. Det er ofte man kombinerer flere varianter av anleggstypene i ett og samme bygg Mekaniske ventilasjonstyper Ved denne type ventilering får man en kunstig ventilasjon. De mest brukte systemene i dag er Constant Air Volume (CAV) og Variable Air Volume (VAV). Et nyere system som begynner å bli mer populært er Demand Controlled Ventilation (DCV). Det er verdt å merke seg at begrepene VAV og DCV ofte brukes om hverandre Constant Air Volume I et enkelt CAV-anlegg blir tilluftsmengden holdt konstant, mens tilluftstemperaturen varierer i forhold til det termiske behovet i oppholdssonen. I et slikt anlegg blir komforten i oppholdssonen god, men det blir mye unødvendig energibruk. Figur 1. CAV-anlegg [6] 5

11 Variable Air Volume I et VAV-anlegg blir tilluftsmengden bestemt av en varierende oppvarming eller avkjøling av luft i oppholdssonen. Systemene er da basert på luftmengderegulering. I et slikt system blir tilluftstemperaturen konstant, og med hjelp av temperatursensorer varierer luftmengden i forhold til innetemperaturen. Man bruker også bevegelsessensorer for å redusere tilluftsmengden i de rommene som ikke er i bruk. Med dette bruker man betydelig mindre vifteenergi i forhold til CAVanlegg. Figur 2. VAV-anlegg [6] Demand Controlled Ventilation I et DCV-anlegg bruker man CO 2 -sensorer til å styre tilluftsmengden for de enkelte rommene i oppholdssonen. En forutsetning er at det er få forurensningskilder (inkl. CO 2 ) som dominerer, og at disse over tid varierer i størrelse. Utekonsentrasjonen til karbondioksid er normalt rundt ppm. Ved å vite både inne- og utekonsentrasjonen, kan man kontrollere hvor mye uteluft som må til for å ventilere bort karbondioksidet skapt av bygningens brukere. Prinsippet i et DCV-anlegg er å styre tilluften i forhold til arbeidsbelastningen av rommene, i motsetning til CAV- og VAV-anlegg, som styres etter antall personer i oppholdssonen. Ut fra belastningen i rommet sendes det signaler til DCV-spjeld som styrer lufttilførselen til rommet. Det vil alltid være et minimumspådrag på mellom % for å ventilere bort emisjoner fra materialer. Noen typer bygg, som eksempelvis sykehus, har enda høyere minimumsventilering. En forutsetning for et effektivt DCV-anlegg er at man registrerer det riktige behovet for ventilasjon. Mennesker puster ut karbondioksid (CO 2 ) og det er derfor vanlig med behovsstyring som baserer seg på å styre frisklufttilførselen etter karbondioksidnivået i inneluften. I vedlegg 5 finnes eksempler på en pådragskurve for ventilasjonsluftmengder over en uke for DCV-anlegget på Nordstrand skole. Figur 3. DCV-anlegg [6] 6

12 2.3 Sentralt driftsanlegg I et bygg med behovsstyring vil sensorene ofte være koblet opp mot et SD (sentral drift)-anlegg. I et SD-anlegg vil driftsparametrene i anlegget samles i et felles punkt og alle tekniske anlegg vil kunne overvåkes, styres og reguleres via undersentraler og en hovedmaskin. Et SD-anlegg integrerer tekniske bygningsinstallasjoner som f. eks. lys, varme, ventilasjon, brannsikring/varsling og sanitæranlegg. SD-anlegget deles inn i forskjellige nivåer, og på sentralnivået har de driftsansvarlige sin arbeidsplass. Her får de informasjon via dataskjermer og skriver. Driftsansvarlige kan til enhver tid overvåke og instruere anleggene via tastaturet. [7] Tilluften styres etter et fast settpunkt eller ønskeverdi via SD-anlegget, for eksempel 600 ppm. Når CO 2 -føleren i et rom registrerer en verdi høyere enn settpunktet, vil luftmengden inn øke for å forsøke å nå settpunktet. Settpunktet må justeres etter sensorens nøyaktighet. For eksempel må settpunktet justeres til 570 ppm med en føler som har en unøyaktighet på 30 ppm for å oppnå en ønsket verdi på 600 ppm. Jo større unøyaktighet CO 2 -føleren har, jo lavere settpunkt må man ha for å oppnå et tilfredsstillende inneklima. Lavere settpunkt betyr at det må tilføres mer luft for å oppnå ønsket nivå, noe som igjen betyr høyere kostnader. 2.4 CO2-sensorer En CO 2 -sensor er et instrument som brukes for å registrere antall CO 2 -partikler i luften. Det finnes ulike prinsipper for målemetoden, hvor hver metode utnytter en eller flere egenskaper ved gassen. Av de ulike typene, så er det non-dispersive infrared (NDIR) typen som er aller mest brukt i ventilasjonsanlegg. Denne teknologien er delt inn i tre grupper, som er beskrevet under sensor teknologier. Sensorer kan ha utsignaler i spenning (volt), hvor 0-10 volt er proporsjonalt med ppm CO 2 (typisk operasjonsområde for CO 2 -sensorer). [9][10] Plassering Det finnes ingen standarder for plassering av CO 2 -sensorer, men sensorprodusenter opererer med egne retningslinjer for installasjon av deres sensorer. Generelt er man enige om å unngå å plassere en sensor i nærheten av dører, vinduer, og områder direkte påvirket av mennesker eller i nærheten av tilluft- eller avtrekksdiffusorer. Høyden bør være mellom 1,5 og 2,0 m over gulv. Sensorene må plasseres slik at inntak og utvei for luftgjennomstrømning ikke blir blokkert eller forstyrret. For DCV-anlegg er det anbefalt å installere en sensor per oppholdssone eller rom. [9][10] Kalibrering Kalibrering går ut på å sammenlikne et instrument mot en referanse. Transmitterne i en CO 2 -sensor blir kalibrert ved hjelp av en gass med kjent CO 2 -konsentrasjon. Denne gassmiksen består som regel av en blanding av N 2 og CO 2, en tørrgass som ikke inneholder fuktighet. Kalibreringsgassene kommer i ulike CO 2 -konsentrasjoner, med ulik grad av nøyaktighet. Den kan enten være uttrykt som relativ usikkerhet (±10 ppm) eller som prosent av CO 2 -konsentrasjon (f.eks. 1 %). [9][10] Vedlikehold Alle CO 2 -sensorer blir påvirket av ytre påkjenninger. Dette kan f. eks. være IR-lampen hvor lysintensiteten gradvis blir svekket over tid. Ettersom prinsippet med sensorene baserer seg på infrarød stråling, vil dette påvirke sensorens utsignal. Andre faktorer som påvirker sensorens ytelse er støv, aerosoler og andre luftforurensninger. Disse påvirker sensorens IR-lampe etter en lengre tid, og kan hindres ved å bruke et filter i åpningen til sensorens optiske vei. Det finnes også andre metoder for å kompensere mot slike langtidspåvirkninger. [9][10] 7

13 2.4.4 Kostnader Innkjøpskostnaden for CO 2 -sensorer varierer med bruksområdet og hvilken grad av nøyaktighet man har behov for. I tillegg må man ta hensyn til langtidskostnader, som kalibrering av transmitteren og vedlikehold. De vanligste og relativt rimelige sensorene som benyttes i nye bygg har en innkjøpspris på ca kr. [11] Levetid De fleste CO 2 -sensorer leveres med en levetid på år. Leverandørene opererer med en rekke forskjellige garantier med hensyn til yteevne og behov for reparasjon og kalibrering, alt fra 90 dager til livstidsgaranti. [10] Responstid I et SD-anlegg vil det være en responstid på signalene fra CO 2 -sensorene. De fleste produsenter oppgir denne på mindre enn ett minutt, mens noen oppgir denne som to til tre minutter. [9] Nondispersive infrared (NDIR) sensor NDIR-sensorer er spektroskopiske sensorer for å måle antall CO 2 -molekyler som funksjon av absorbert infrarød stråling i en spesifikk bølgelengde. Hovedkomponentene i en NDIR-sensor er enten en eller to IR-lamper, en eller flere detektorer, optisk filter, og en optisk vei mellom lyskilde og detektor for målinger (se figur 4). IR-lampene emitterer stråling i ulike bølgelengder. Derfor blir det benyttet et optisk filter som kan spesifisere måleområdet til detektoren, som fanger opp signalene. Den spesifikke bølgelengden vil treffe CO 2 -molekylet i luften, som vil føre til at molekylet emitterer en stråling. For CO 2 er den maksimale bølgelengden som blir emittert 4,26 μm, som er ulikt for ulike gasser, og det er nettopp denne bølgelengden som blir målt. Den absorberte infrarøde strålingen er proporsjonal med CO 2 -konsentrasjonen, og kan derfor brukes til å måle antall CO 2 - molekyler i luften. Verdiene fra detektoren blir omformet ved hjelp av transmitteren. De tre ulike teknologiene for NDIR-sensorer er (1) singel-lampe singel-bølgelengde, (2) dobbellampe singel-bølgelengde og (3) singel-lampe dobbel-bølgdelengde. [9] Selv om en lampe kan produsere flere stråler, kan navnet dobbel-stråle være misledende om det er blitt brukt to eller en lampe. Dette kan være forvirrende i produktkataloger, så i denne rapporten er det snakk om de tre teknologiene nevnt ovenfor. De ulike teknologiene er illustrert i figur 4. Figur 4. Ulike sensorteknologier [9] 8

14 Singel-lampe singel-bølgelengde I denne typen sensor er det brukt kun en IR-lampe med en singel-bølgelengde. I en slik type sensor er det en automatisk minste-verdi kalibrering. Denne måler den laveste konsentrasjonen over en tidsperiode. Man regner med at den laveste CO 2 -konsentrasjonen er lik ute CO 2 -konsentrasjonen. Vanligvis blir det brukt 400 ppm istedenfor som settpunkt for utekonsentrasjonen Dobbel-lampe singel-bølgelengde I denne typen sensor er det brukt to IR-lamper med en singel-bølgelengde. Den ene lampen gir ut en pulsfrekvens på 3 Hz (typisk pulsfrekvens for IR-lamper), mens den andre lampen har en mye lavere pulsfrekvens (som er innstilt til en puls hver 24. time). Ettersom den andre lampen ikke er i bruk så ofte, vil denne være i stand til å vare lenger enn den første lampen, og blir brukt som en referanselampe for kalibrering Singel-lampe dobbel-bølgelengde I denne typen sensor er det brukt en IR-lampe med en dobbel-bølgelengde. Det er også benyttet to ulike filtre (de to andre teknologiene hadde kun en type), som fanger opp ulike bølgelengder. Den ene fanger opp all gass som ikke er vanlig i luft, mens den andre tar alt annet utenom bølgelengde 4,26 μm infrarød stråling, som blir brukt for å måle CO 2 -konsentrasjonen. Utsignalene fra det første filteret kan dermed brukes som et referansesignal. 2.5 Økonomi og lønnsomhet rundt DCV-anlegg For å få et realistisk bilde av økonomien og lønnsomheten i henholdsvis CAV- og DCV-anlegg, er det viktig å se på de samlede kostnadene i hele ventilasjonsanleggets levetid. Det bør alltid vurderes om en ekstra investering på anleggssiden kan gi en tilstrekkelig stor besparelse på driftssiden.[6] Figur 5. Totalkostnader [6] Det er i dag i mange tilfeller mulig å flytte penger mellom drift og anlegg. Som oftest kan man si at jo mer avansert styringen er, jo mindre blir energiforbruket til oppvarming og transport av luft, men samtidig øker også investeringskostnaden på anlegget. Dette gjelder spesielt når energiprisene er høye, og man har et større bygg med høyt energiforbruk. Det er ofte en fordel å koble sammen styringen av ventilasjonen med styring av andre tekniske installasjoner. For å beregne lønnsomhet må man først vite hvor det er mulig å spare. Energiforbruket for ventilasjonsanlegget kan deles inn i tre hovedgrupper: vifteenergi, oppvarming av ventilert luft, og oppvarming av ventilert luft i rom. Vifteenergi er den energien som viften bruker for å transportere luften rundt i anlegget. Vifteeffekten avhenger av hvor mye luft som skal transporteres gjennom kanalene, mer luft betyr høyere energiforbruk. Luften som transporteres i anlegget må varmes opp før den tilføres rommet. Dette gjøres av varmebatteriet, effekten som kreves for å varme opp tilluften avhenger av utetemperatur, virkningsgrad på varmegjenvinner, og av luftmengde. Luften som tilføres rommet er ofte underkjølt for å oppnå god omrøring i rommet. Siden tilluftstemperaturen er lavere enn lufttemperaturen i rommet, betyr dette at den luften som tilføres rommet også må varmes opp etter at den er tilført rommet. Dette krever ekstra effekt fra radiatorer, varmeovner eller andre varmekilder i rommet. 9

15 Ventilert luftmengde har derfor mye å si for energibruken i et bygg. I CAV-anlegg tilføres en konstant luftmengde til hvert rom i løpet av driftstiden. Ofte kan man se at rom som står tomme eller halvfulle blir ventilert adskillig mer enn det er behov for. Som nevnt tidligere må all den luften som tilføres varmes opp, noe som betyr økt energiforbruk og unødvendige økonomiske kostnader. 2.6 Måleusikkerhet Måleusikkerheten til et måleresultat beskriver det området av en målt verdi der det er rimelig å anta at den sanne verdien ligger. Måleusikkerheten beskriver med andre ord mangel på eksakt kunnskap om måleresultatet. Måleusikkerheten finner man ved hjelp av statistiske beregninger, basert på kunnskap om målingen, utstyret og målebetingelsene. Vanligvis beskrives måleusikkerheten som to standardavvik slik at det er ca. 95 % sannsynlig at den sanne verdien ligger innenfor måleresultat ± måleusikkerheten (normalfordelingen). [12][13] Forskjellige sensorvarianter fra ulike produsenter har varierende nøyaktighet, avhengig av hva slags kvalitet man ønsker og hvilken prisklasse man vil operere i. Måleusikkerhet kan grupperes i tre forskjellige størrelser. Måleinstrumentets usikkerhet er oppgitt i produktkatalog (se vedlegg 20). Denne usikkerheten forutsetter at man har tatt hensyn til eventuelle avvik på kalibreringsbevis. Målemetodens usikkerhet betegner avviket mellom målemetoden og kalibreringsmetoden. I tilfeller der det ikke foreligger noen dokumentert måleusikkerhet må denne estimeres ut fra tilgjengelig kildemateriale. Avlesningens usikkerhet er avhengig av oppløsning og skalainndeling hos instrumentet samt målesignalets variasjon over tid. Hvis signalet varierer mye kan man ta flere målinger og beregne middelverdi og standardavvik. 10

16 3 Metode I dette kapittelet vil de ulike metodene for labtesten på HiO, målingene på Nordstrand Skole og lønnsomhetsberegningen bli presentert. Det vil bli henvist til teorikapittelet for teoretisk bakgrunn for de ulike metodene hvor dette er nødvendig. 3.1 Litteratursøk For å innhente informasjon har det blitt benyttet begrensede litteratursøk. Formålet har vært å finne nyttige artikler og publikasjoner som kildemateriale. De fleste kildene har blitt funnet ved hjelp av internett, ved å søke i kunnskaps-databaser og ved hjelp av Google. Læringssenteret ved HiO har linker til databaser for en mengde informasjon. Ved å gå inn på databaser for IU, fant man to aktuelle linker. Science Citation (ISI Web of Knowledge) inneholdt tidsskrift, og SCIRUS var en omfattende søkemotor for vitenskaplige nettsider. Eksempelvis fant man på SCIRUS og Google en amerikansk rapport om testing av CO 2 -følere [9] med søk etter Wall-mounted CO2-transmitters. CO2-sensors, ventilation ledet til artikler om behovsstyrt ventilasjon [10] vha SCIRUS og Google. Det var nødvendig å søke etter spesifikke sammensatte uttrykk, ettersom CO2 eller inneklima ville ført den kunnskapssøkende inn i en tett jungel av lite relevante artikler. En oversikt over de kildene som er benyttet finnes i kapittel 7, Referanseliste. 3.2 Labtest utført på Høgskolen i Oslo I dette kapittelet beskrives metoden som har blitt benyttet under labtesten på Høgskolen i Oslo Labtest av sensornøyaktighet En nøyaktighetstest av veggmonterte CO 2 -transmittere ble utført i laboratoriet på Høgskolen i Oslo (Pilestredet 35) på en egendesignet testrigg. Testriggen var utformet på en slik måte at det var mulig å måle nøyaktigheten til flere sensorer samtidig, og sikre at hver sensor ble testet under like forhold. Tre sensorer ble montert på en plate, som ble forseglet med en plastboks slik at man fikk et lufttett testkammer. Kammeret inneholdt også en vifte for å skape luftomrøring, samt en Q-trak-probe. Kalibrert CO 2 -gass ble tilført testriggen til stasjonære forhold var oppnådd. For at det ikke skulle oppstå for høyt overtrykk, var det laget en regulerbar åpning for å kompensere for trykk økningen. Åpningen ble lukket etter tilførsel av gass for å hindre lekkasjer. Se vedlegg 21 for bildeserie av labtest. Som strømforsyning til CO 2 -sensorene, ble det benyttet en justerbar transformator som kunne gi 0-50 V. Denne ble stilt inn til 24 V likestrøm etter oppgitt produktinformasjon. For å registrere måleverdiene fra sensorene, som blir gitt som spenning (0-10 V), ble det benyttet tre digitale multimetre av typen Fluke-45. Tre CO 2 -sensorer av samme modell fra tre forskjellige leverandører (totalt ni) ble testet ved tre forskjellige CO 2 -konsentrasjoner: 400, 700 og 1000 ppm. Testen ble utført uten temperaturkontroll, men under normal romtemperatur og skjermet fra direkte sollys. Den målte CO 2 -verdien ble lest av hvert minutt de første fem minuttene for å sikre at stabil verdi var oppnådd. Deretter ble verdien lest av hvert 15. minutt over tre timer. Samtidig ble CO 2 -verdi lest av fra Q-trak. Etter at testen var ferdig ble verdiene kontrollert mot produsentenes egne produktdata (se vedlegg 20). 11

17 Figur 6. Testkammer 12

18 3.3 Feltforsøk på Nordstrand skole I dette kapittelet beskrives metodene som har blitt benyttet under feltforsøkene på Nordstrand skole Test av sensornøyaktighet Sensorene som var i drift på Nordstrand skole ble testet for å undersøke om oppgitt nøyaktighet samsvarte med virkeligheten. Da det ikke var mulig å lese av verdiene direkte på sensorene, ble det benyttet verdier fra SDanlegget. For å ha konstant tilgang til verdiene fra SD-anlegget, ble det brukt en bærbar datamaskin utlånt av Nordstrand skole. På den bærbare datamaskinen ble det benyttet et program som heter LogMeIn [17], slik at det var mulig å overvåke SD-anlegget under målingene. For å kontrollere verdiene ble det montert en Q-trak ved siden av sensoren i rommet. Etter at Q-trak var satt opp forlot gruppen rommet og ventet noen minutter på utsiden, før gruppen gikk inn og noterte verdiene fra Q-trak og SD-anlegget samtidig. Denne prosedyren ble gjentatt for alle rommene med CO 2 -sensorer. Det ble lagt stor vekt på at måleinstrumentene skulle få tid til å stabilisere seg for å unngå feilkilder forårsaket av menneskelig tilstedeværelse Test av sensorplassering Formålet med testen var å finne ut i hvilken grad plasseringen av CO 2 -sensoren i rommet hadde betydning for den registrerte CO 2 -verdien. Det var ønskelig å finne ut blant annet om en sensor plassert midt i rommet ville gi en mer riktig verdi enn en som var plassert på vegg. Det var også interessant å finne ut om en sensor plassert ved en dør ville bli påvirket av luften utenfor rommet, eller trafikk gjennom døren. For gjennomføringen av testene ble det benyttet to mobile sensorloggere og en Q-trak for kontrollmåling. For hvert rom ble det plassert en sensorlogger midt i rommet, og en logger på en annen vegg enn der hvor den installerte sensoren var plassert. Ved valg av plassering ble det lagt vekt på å ha sensorene i pustehøyde uten at de ble påvirket av varmekilder og direkte sollys, og borte fra dører og direkte kontakt med brukerne av rommet. 13

19 Denne testen var tidkrevende og kostbar, fordi den ble gjennomført over et døgn og innebar utgifter for batterier til batteridrevet sensorlogger. Det ble valgt ut tre rom gruppen ønsket å se nærmere på: personalrommet, datarommet og klasserom B434. Figur 7. Romplan over personalrommet Personalrommet var et rom med to CO 2 -sensorer plassert ved dørene, en lang vindusvegg, dører på kort- og langside og søyler sentralt i rommet. CO 2 ble logget ved søyle midt i rom og på midten av den høyre kortveggen. Se vedlegg 21 for bildeserie av personalrommet. Figur 8. Romplan over datarommet Datarommet hadde en vegg med vinduer og solinnstråling. Den ene kortveggen har tavle, og CO 2 - sensoren er installert ved døren. Testmålingene ble foretatt midt i rom og midt på bakre vegg. Se vedlegg 21 for bildeserie av datarommet. 14

20 Figur 9. Romplan over klasserommet Klasserommet som ble undersøkt hadde en vindusvegg og en vegg med tavle. Sensoren var plassert ved døren. CO 2 -nivået ble logget midt i rom og midt på bakre vegg. I tillegg til de tre rommene som ble nøyere undersøkt, ble det også foretatt observasjoner rundt om på skolen av de andre sensorene som var installert. Ventilasjonsløsninger i forhold til det behovsstyrte anlegget ble vurdert med et kritisk blikk. Interessante løsninger og funn ble notert og dokumentert fotografisk. Se vedlegg 21 for bildeserie Kontroll av SD-anleggets luftmengder Hensikten med denne testen var å se i hvilken grad SD-anleggets verdier var til å stole på. Med tanke på at anlegget var forholdsvis nytt, var det interessant å observere i hvilken grad de avleste verdiene samsvarte med sanne verdier. For å undersøke graden av nøyaktighet på SD-anleggets verdier valgte gruppen å utføre stikkprøvemålinger av tilluftsmengdene ut fra diffusor i noen av de rommene på skolen som hadde omrøringsventilasjon. Disse målingene ble foretatt ved hjelp av et balometer, en stor trakt tilkoblet et mikromanometer som målte luftmengden. Trakten ble plassert over diffusoren slik at all luften ble ledet forbi måleinstrumentet og registrert. Parallelt med dette ble luftmengdene fra SD-anlegget undersøkt med bærbar PC og notert ned. Resultatene ble sammenliknet på tabellform Estimert lønnsomhet Det har blitt gjort et estimat for lønnsomheten til DCV-anlegget på Nordstrand skole. Det ble først gjort målinger for gjennomsnittelig viftepådrag og luftmengde over en uke. Disse verdiene ble sammenlignet med det tidligere CAV-anlegget som skolen hadde før det ble omgjort til et DCVanlegg. For beregning av spart motoreffekt, ble programmet SystemairCAD benyttet. [15] Programmet ble brukt til å finne motoreffekten for ulike luftmengder ut fra et estimert trykktap i ventilasjonsanlegget. Luftmengden for CAV-anlegget var på m 3 /h, mens for DCV-anlegget var det i gj.snitt m 3 /h over to uker (se vedlegg 4 for luftmengder på Nordstrand skole logget over to uker). Trykktap i kanalnett ble estimert til Pa, ettersom data ikke var tilgjengelig. Forbrukstid var de timene på døgnet ventilasjonsanlegget var i drift og energipriser ble hentet fra Hafslund. [14] 15

21 For beregning av total besparelse, B total, er følgende formler benyttet: M F = E (1) M: Motoreffekt [kw] = 30 kw for CAV, 15 kw for DCV F: Forbrukstid [timer/uke] = 75 timer/uke (5 dager x 15 timer) E: Energiforbruk [kwh/uke] (E P + N) t = B (2) P: Energipris [kr/kwh] = 0,17 kr/kwh (apr-okt), 0,85 kr/kwh (nov-mar) N: Nettleie [kr/uke] = 104 kr/uke t: Driftsuker [uke/år] = 40 uke/år (apr-okt: 20 uke/år, nov-mar: 20 uke/år) B: Besparelse [kr/år] E t = E total (3) E total : Energiforbruk for ett år [kwh/år] E CAV E DCV = B total E CAV : Energiforbruk CAV-anlegg [kr/år] E DCV : Energiforbruk DCV-anlegg [kr/år] = B apr-okt + B nov-mar B total : Total besparelse [kr/år] For beregning av energibesparelsen for oppvarming av ventilert luft, kan man anta at det er en lineær sammenheng mellom luftmengde og oppvarmingsbehov. Besparelsen, L, kan regnes ut med formel 5: (5) V CAV : Luftmengde CAV [m 3 /h] V DCV : Luftmengder DCV [m 3 /h] : Besparelse luftmengde [%] 16

22 3.4 Instrumenter I dette kapittelet er det en liste over instrumenter som har blitt benyttet. Se vedlegg for produktblader Strømforsyning Strømforsyning var nødvendig for å regulere spenningen på strømmen til sensorene i labforsøket. Den forsynte både de digitale multimetrene og sensorene med 24 V strøm Digitale multimetre For å kunne lese av verdiene på sensorene som ble testet på lab, ble det brukt digitale multimetre til å registrere spenningen fra sensorene, der 1 V = 200 ppm CO 2. Det ble benyttet tre multimetre samtidig, en til hver sensor. Disse ble lest av med tre desimaler Q-trak Q-trak ble benyttet for CO 2 -målinger både på Nordstrand skole og i labundersøkelsen. Den var et svært nyttig verktøy siden den kunne logge verdier over tid ved hjelp av programmet TrakPro. [18] På Nordstrand skole ble Q-traken satt opp til å logge CO 2 -nivået i utvalgte rom over et døgn, og den ble brukt til å ta enkeltmålinger av CO 2 for å undersøke sensornøyaktighet. De målte verdiene ble justert etter kalibreringskurven (se vedlegg 15) for Q-traken etter følgende formel: Z = y + (6) Y: Målt verdi [ppm] Z: Justert verdi [ppm] Sensorlogger Sensorloggerne som ble benyttet logget CO 2 -konsentrasjonen over en gitt tid med hjelp av programmet HOBOware. [19] Programmet ble brukt til å stille inn lengden på måleperioden og loggeintervaller. Resultatene ble lagret i tabellform. Verdiene ble hentet ut fra programmet ved hjelp av PC etter at testene var ferdige. Loggerne bestod av CO 2 -sensor, strømforsyning (batteripakke/adapter) og loggeenhet Testkammer på HiO For testing av sensornøyaktighet i lab ble det konstruert en testrigg. Den bestod av tre sensorer montert på en treplate, med et plastlokk festet over, slik at det formet et tett kammer. Kammeret inneholdt i tillegg en vifte for å skape omrøring. En Q-trakmåler var koblet inn i kammeret, sammen med strømkabler, ledninger til multimetre og gass inn til kammeret CO2-gassflasker Gassen som ble benyttet til labundersøkelsene av sensornøyaktighet var karbondioksid blandet med nitrogengass (tørrgass). Det ble benyttet tre ulike konsentrasjoner på henholdsvis 400, 700 og 1000 ppm CO 2. Det var mulig å justere trykk og dermed tilførselsmengde fra flaskene inn i testkammeret de var koblet til. 17

23 3.4.7 Balometer For å måle luftmengdene i de ulike rommene på Nordstrand skole, ble det benyttet et balometer. Balometeret er et kompakt instrument som måler lave luftmengdeverdier i ventilasjonssystemet. Ved måling plasseres balometerets målehette over diffusoren, enten for tilluft eller avtrekk, og verdiene kan leses av direkte. Tabell 2 Instrumentliste for labtest Instrument Produsent Serienummer Labnummer Power Supply B300D Oltronix 2501 KE-1 Digitalt Multimeter Fluke DM 13 Digitalt Multimeter Fluke AV 40 Digitalt Multimeter Fluke AV 41 Q-trak 7565-X TSI Incorporated 7565X IKLO-13 Probe 960 TSI P Sensorvegg HiO ppm CO 2 AGA ppm CO 2 AGA ppm CO 2 AGA Tabell 3 Instrumentliste for Nordstrand skole Instrument Produsent Serienummer Labnummer Q-trak 7565-X TSI Incorporated 7565X IKLO-13 Probe 960 TSI P Sensorlogger med batteri Sensorlogger med adapter Bærbar PC Dell - - Balometer TSI - IKLO Måleusikkerhet Ved ventilasjonstekniske målinger kan man beregne den totale måleusikkerheten ved hjelp av følgende formel: (7) : Måleinstrumentets usikkerhet [%] : Målemetodens usikkerhet [%] : Avlesningens usikkerhet [%] 18

24 CO 2 -konsentrasjon [ppm] CO 2 -konsentrasjon [ppm] 4 Resultat I dette kapittelet vil de ulike resultater for labtesten på HiO, målingene på Nordstrand Skole og lønnsomheten bli presentert. Det vil bli henvist til metodekapittelet for framgangsmåter for de ulike målingene hvor dette er nødvendig. 4.1 Labtest av sensornøyaktighet på HiO På HiO ble det utført en nøyaktighetstest for tre ulike sensortyper. I dette avsnittet vil resultatene bli presentert. For fremgangsmåte, vennligst se metodekapittelet. Resultatene i dette kapittelet er fremstilt ved hjelp av grafer. Se tabell 2 for instrumentliste for labtest Sensor type A Sensorene var testet på en spesialbygd rigg. I løpet av testingen ble det klart at den ene av sensorene ikke var i orden, derfor ble det kun sammenlignet verdier mellom Q-traken og to type A sensorer. Se vedlegg 6 for kildedata for type A sensorer på regneark. Figur 10 viser nøyaktighetstesten for 400 ppm CO Tid [min] Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 10. Nøyaktighetstest sensor type A 400 ppm Figur 11 viser nøyaktighetstesten for 700 ppm Tid [min] Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 11. Nøyaktighetstest sensor type A 700 ppm 19

25 CO 2 -konsentrasjon [ppm] CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 12 viser nøyaktighetstesten for 1000 ppm Tid [min] Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 12. Nøyaktighetstest sensor type A 1000 ppm Sensor type B Sensorene av type B var ferdig koblet opp fra før med egen strømforsyning og monteringsplate, og ble testet med samme fremgangsmåte som de øvrige sensorene, sammen med Q-trak. Se vedlegg 7 for kildedata for type B sensorer på regneark. Figur 13 viser nøyaktighetstesten for 400 ppm CO Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Tid [min] Figur 13. Nøyaktighetstest sensor type B 400 ppm 20

26 CO 2 -konsentrasjon [ppm] CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 14 viser nøyaktighetstesten for 700 ppm Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Tid [min] Figur 14. Nøyaktighetstest sensor type B 700 ppm Figur 15 viser nøyaktighetstesten for 1000 ppm Tid [min] Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 15. Nøyaktighetstest sensor type B 1000 ppm 21

27 CO 2 -konsentrasjon [ppm] CO 2 -konsentrasjon [ppm] Sensor type C Sensorene av type C var testet på en spesialbygd rigg, og verdiene ble sammenlignet mellom Q- traken og sensorer. Se vedlegg 8 for kildedata for type C sensorer på regneark. Figur 16 viser nøyaktighetstesten for 400 ppm Tid [min] Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 16. Nøyaktighetstest sensor type C 400 ppm Figur 17 viser nøyaktighetstesten for 700 ppm Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Tid [min] Figur 17. Nøyaktighetstest sensor type C 700 ppm 22

28 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 18 viser nøyaktighetstesten for 1000 ppm Tid [min] Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak Figur 18. Nøyaktighetstest sensor type C 1000 ppm 4.2 Sensornøyaktighet på Nordstrand skole I tabell 4 presenteres et utdrag av resultatene fra nøyaktighetsundersøkelsen på Nordstrand skole. En fullstendig resultatliste finnes i vedlegg 9. Verdiene fra SD-anlegget er sammenliknet med verdiene fra Q-trak, med avvik i prosent. Tabell 4 Sensornøyaktighetstest på Nordstrand skole Rom Sensor nr. CO 2 -sensor [ppm] Q-trak [ppm] Avvik [%] B401 Grupperom ,6 B404 Datarom ,4 B431 Klasserom ,2 B433b Grupperom ,0 B433a Grupperom ,8 B434 Klasserom ,6 B435 Grupperom ,8 B436 Klasserom ,1 B437 Klasserom ,7 B439 Grupperom ,0 B443 Klasserom ,9 B447 Klasserom ,5 23

29 09:15 09:30 09:45 10:00 10:15 10:30 10:45 11:00 11:15 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 12:45 13:00 13:15 13:30 13:45 14:00 14:15 14:30 14:45 15:00 15:15 CO 2 -konsentrasjon [ppm] CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 19 viser et stolpediagram basert på tabell 4. En fullstendig stolpediagram finnes i vedlegg CO2-sensor [ppm] Q-TRAK [ppm] Figur 19. Sensornøyaktighetstest på Nordstrand skole 4.3 Plassering av sensorer på Nordstrand skole Ved testingen av plasseringene av sensorene, ble det benyttet flere CO 2 -sensorloggere på forskjellig steder i rommene. I dette kapittelet er det vist utsnitt fra målingene som ble utført, samt plassering av loggerne i de ulike rommene Personalrom Målingene som ble utført i personalrommet ble logget i et døgn, med et loggeintervall på fem minutter. I figur 20 er det vist et utsnitt av sensorloggingen i personalrommet. Se vedlegg 10 for en fullstendig oversikt over logging for personalrommet Midten Veggen Q-TRAK SD-Anlegg1 SD-Anlegg2 350 Tidspunkt Figur 20. Utsnitt av sensorlogging i personalrom 24

30 11:30 11:40 11:50 12:00 12:10 12:20 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 13:40 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 21 viser romplanen for personalrommet. Figur 21. Romplan over personalrommet Datarom Målingene som ble utført i datarommet ble logget i ca. et døgn, med et loggeintervall på fem minutter. I figur 22 er det vist et utsnitt av sensorloggingen i datarommet. Se vedlegg 11 for en fullstendig oversikt over logging for datarommet Midten Veggen Q-TRAK SD-Anlegg Figur 22. Utsnitt av sensorlogging i datarom Tidspunkt 25

31 08:00 08:20 08:40 09:00 09:20 09:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14:00 14:20 14:40 15:00 15:20 15:40 16:00 16:20 16:40 17:00 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Figur 23 viser romplanen over datarommet. Figur 23. Romplan over datarommet Klasserom B434 Målingene som ble utført i klasserommet ble logget i 14 timer, med et loggeintervall på fem minutter. I figur 24 er det vist et utsnitt av sensorloggingen i klasserommet. Se vedlegg 12 for en fullstendig oversikt over logging for klasserommet Midten Veggen Q-TRAK SD-Anlegg Tidspunkt Figur 24. Utsnitt av sensorlogging i klasserom 26

32 Figur 25 viser romplanen over klasserommet. Figur 25. Romplan over klasserom 4.4 Kontroll av SD-anleggets luftmengder på Nordstrand skole På Nordstrand skole ble det foretatt stikkprøver av luftmengdene fra tilluftsdiffusorene i enkelte rom. Tabell 5 viser en sammenligning mellom resultatene fra balometeret og SD-anlegget. Tabell 5. Luftmengdetest på Nordstrand skole Rom Balometer [m3/h] SD-anlegg [m3/h] Avvik [%] B ,0 B ,0 B ,7 B334 Rektor ,9 B343 IT ,2 Gj.snitt 19,2 4.5 Estimert lønnsomhet for DCV-anlegget på Nordstrand skole Lønnsomhet er vist i tabell 6, hvor den totale besparelsen er for vifteenergi. Besparelsene er beregnet med likning 1-5. Se vedlegg 3 for estimerte lønnsomhetsdata. Tabell 6 Spart vifteenergi i DCV-anlegget på Nordstrand skole Data (Totalt) DCV-anlegg Total besparelse [kwh/år] Besparelse apr-okt [kr/år] 3825 Besparelse nov-mar [kr/år] Total besparelse [kr/år] Total besparelse [%] 54,2 Besparelse luftmengde [%] 32,7* *Dette er lik bespart energi til oppvarming av luft 27

33 4.6 Måleusikkerhet Tabell 7 viser beregnede måleusikkerheter for de ulike testene som ble utført i denne rapporten. Måleusikkerhetene ble beregnet ved hjelp av likning 7. Se vedlegg 13 for beregning av måleusikkerheter. Tabell 7 Total måleusikkerhet Undersøkelse Total måleusikkerhet [%] Labtest av sensorer 4,2 Nøyaktighetstest Nordstrand 5,9 Sensorplassering Nordstrand 3,0 Luftmengder Nordstrand 4,2 28

34 5 Diskusjon I kapittelet som følger vil resultatene bli tolket i forhold til oppgavens problemstilling. 5.1 Labtest av sensornøyaktighet Labtesten av CO 2 -sensorene ble utført som beskrevet i metodekapittelet. Inspirasjon til metoden ble hentet fra en tilsvarende undersøkelse gjennomført i USA. [9] HiO hadde begrensede midler til disposisjon, derfor måtte testen utføres noe enklere enn det man hadde ønske om innledningsvis. Etter vurderinger ble det valgt å ikke ta hensyn til temperatur, trykk og relativ fuktighet i testmiljøet, fordi parametrene ikke lot seg gjøre å kontrollere uten tilgang til mer avansert utstyr. Den største utfordringen med labtesten var å sørge for at testkammeret var så tett som mulig. Et fullstendig lufttett kammer ville vært ideelt, men med et stramt budsjett måtte man gjøre det beste ut av enkle midler. Noe lekkasje ut av kammeret forekom under testingen, og dette ble brukt som grunnlag for estimering av metodeusikkerheten. Metodefeilen i forsøket kunne ha vært lavere hvis man hadde hatt tilgang til mer avansert utstyr, eller finansiering til å skaffe dette på egen hånd. Dette kan være en god ide for fremtidige liknende forsøk, gjerne i samarbeid med næringslivet. Testkammeret hadde overtrykk under forsøkene, for å forsikre at gasskonsentrasjonen var jevnt fordelt. Den opprinnelige planen var å kunne tilføre en liten, konstant strøm kalibrert gass for å kompensere for lekkasje og beholde overtrykket. Da det viste seg at dette ville forbruke testgassen som var til rådighet for fort, ble planen skrinlagt. I stedet ble det tilført en liten mengde gass hvis det oppsto en lekkasje, for å holde CO 2 -konsentrasjonen så stabil som mulig Type A sensorer Denne typen sensorer hadde en oppgitt nøyaktighet på ± 2 % av måleområdet ( ppm) + 2 % av avlest verdi. Resultatene viste at sensorene avvek noe fra Q-trak verdiene, men tilfredsstilte kravet til nøyaktigheten når metodens usikkerhet ble tatt i betraktning. Sensor 3 lå jevnt noe høyere enn sensor 2, men de hadde god samtidighet i forhold til forandringer i konsentrasjonen. Grunnen til forskjellen mellom sensorene kan være kalibreringen hos produsenten Type B sensorer Sensorene av denne typen hadde en nøyaktighet på ± 30 ppm + 3 % av avlest verdi i følge produktinformasjonen. Analyse av testresultatene viste at alle testsensorene holdt seg innenfor 30 ppm, som var meget tilfredsstillende i forhold til nøyaktighetsområdet. Samtidigheten var meget god, da ingen av sensorene avvek mer enn 6 ppm fra hverandre ved noen konsentrasjoner. De målte verdiene lå innenfor 25 ppm mellom sensorene og Q-trak verdiene ved de tre ulike konsentrasjonene Type C sensorer Produktinformasjonen for denne sensortypen oppga en nøyaktighet på <30 ppm ved ppm, og <50 ppm ved ppm. Resultatene fra sensortesten viste at type C ikke tilfredsstilte det kravet til nøyaktighet som var oppgitt, etter at måleusikkerheten var tatt i betraktning. Sensor 2 oppfylte kravet til nøyaktighet, men sensor 1 og 3 hadde større avvik enn tillatt. Samtidigheten innbyrdes var god på 700 ppm målingen, men mer sprikende for 400 og 1000 ppm. Dette indikerer at sensorene av type C kan ha vanskeligheter med å oppgi nøyaktige verdier ved høye og lave konsentrasjoner. 29

35 5.2 Sensornøyaktighet på Nordstrand skole Avviket mellom CO 2 -verdier fra SD-anlegg og Q-trak var på over 10 % i gjennomsnitt, og flere av målingene hadde 20 % avvik. Det er naturlig å anta at sensorene i DCV-anlegget på Nordstrand kunne hatt godt av en kalibreringsrunde. Sensorene som var montert i rom B331 og B332 hadde et avvik på over 40 %, noe som kan tyde på instrumentfeil eller koblingsfeil. Som beskrevet i kapittel var det flere andre sensorer i anlegget som bar preg av å være feilmontert. Det virker derfor rimelig å anta at det kan være skjødesløs montering som er grunnen til noen av de høye avvikene. 5.3 Plassering av sensorer på Nordstrand skole Analyse av de registrerte data antydet en sammenheng mellom hvordan og hvor raskt sensorene responderte på forandring i CO 2 -nivå, og om de var i en lukket eller åpen oppholdssone. CO 2 - konsentrasjonen i alle de tre loggeperiodene holdt seg under folkehelsens anbefalte verdi på 1000 ppm Personalrom Sensorene som var knyttet til SD-anlegget i personalrommet viste høyere verdier enn loggeinstrumentene. Ettersom begge de to sensorene var plassert ved dørene til personalrommet, kan dette bety at de blir påvirket av CO 2 -konsentrasjonen i gangene utenfor. Når CO 2 -nivået i rommet økte, ble dette registrert raskt av sensorene ved dør og midt i rommet, mens loggerne ved veggen hadde en tregere responstid. Dette ser man eksempler på i figur 19, klokken og til Sannsynligvis har dette sammenheng med at personalrommet er å betrakte som en åpen oppholdssone. I tillegg er rommet forholdsvis stort (172 m 2 ). Dette medfører at CO 2 -nivået i rommet ikke blir jevnt fordelt, men viser høyere verdier i nærheten av der menneskene befinner seg. I dette tilfellet er det ved dør og midt i rommet. En annen konsekvens av at rommet har stor trafikk inn og ut, var at CO 2 -konsentrasjonen registrert ved døråpningene svingte mye opp og ned, mens den holdt seg mer stabil inne i rommet Datarom Datarommet var i motsetning til personalrommet en lukket oppholdssone, hvor døren normalt var igjen mens undervisning foregikk. Ingen av sensorplasseringene avvek spesielt fra de andre, noe som tydet på at CO 2 -nivået var noenlunde jevnt fordelt i rommet. Samtidigheten var god, og responsen så ut til å være bedre enn i det åpne personalrommet. Dette ser vi på figur 21 når rommet tas i bruk kl Man kan observere på kurven at CO 2 -konsentrasjonen synker med ca ppm mellom og Her responderer sensoren på vegg bakerst i rommet raskere enn de andre. En forklaring på dette kan være at vinduet bak i datarommet har blitt åpnet på gløtt. I friminuttet synker CO 2 -nivået, men det kan se ut som at sensoren som er plassert ved døren blir påvirket av forstyrrelser fra døren. Det er verdt å merke seg at CO 2 -nivået synker meget raskt etter at rommet har vært i bruk. Dette er gunstig i forhold til spart vifteenergi. Nivået stiger heller ikke over det anbefalte maksimale nivået på 1000 ppm. 30

36 5.3.3 Klasserom CO 2 -verdiene logget i klasserommet viste en meget god respons på aktiviteten i rommet. I figur 24 viser perioden fra 8.00 til undervisning avbrutt av frikvarter, hvor CO 2 -nivået synker og stiger med ca. 500 ppm. Alle sensorene responderte samtidig og raskt på endringen i konsentrasjon, uavhengig av hvor de var plassert. Brukerne av rommet, elever og lærer, forlot rommet i pausene og låste døren etter seg. Dette forhindret at sensorene ble påvirket av CO 2 -nivået i gangen utenfor, hvor det ikke var balansert ventilasjon. Den raske nedgangen i CO 2 -konsentrasjon kan også skyldes at man har åpnet vinduene i klasserommene i de korte pausene. I det store frikvarteret synker CO 2 -nivået til et nivå som ligger høyere enn i de korte pausene, og varierer noe mer. Det er rimelig å anta at det har vært en viss trafikk inn og ut av klasserommet i denne perioden, og at vinduet ikke har blitt åpnet. Etter endt undervisning, ca. kl , synker verdiene på tre av loggerne ned til et stabilt nivå på ca. 400 ppm. Verdiene fra SD-anleggets sensor derimot, oppfører seg noe ustabilt og svinger med høyere verdier som virker usannsynlige i forhold til de andre. Dette er foreløpig en uavklart sammenheng, men det kan skyldes forstyrrelser i SD-anlegget. Det finnes imidlertid ingen teori som kan understøtte dette Sensorplassering i musikkrom på Nordstrand skole Bilde 2. Sensorplassering I Bilde 3. Sensorplassering II Bilde 2 og 3 viser en av de to sensorene som er montert i musikkrommet på Nordstrand skole. Denne sensoren var montert opp under en horisontal kabellist. Dette er sannsynligvis gjort for at det skal være enkelt å trekke ledninger til sensoren, men er en dårlig løsning da luftgjennomstrømningen til sensoren blir hindret, noe som kan føre til feil registrert CO 2 -verdi på SD-anlegget. Sensoren vil også registrere feil romtemperatur, fordi den naturlige oppdriften skapt av sensorens egenvarme vil bli hindret av listen. 31

37 Bilde 4. Sensorplassering III Bilde 5. Sensorplassering IV På bilde 4 og 5 ser man den andre sensoren i musikkrommet. Merk at denne sensoren var montert sidelengs. I tillegg var den montert på toppen av en horisontal kabellist. Dette forhindrer gjennomstrømning av luft siden luftutgangen blir blokkert. Siden sensoren er avhengig av oppdrift gjennom sensorkammeret, vil den vise feil verdier eller ikke fungere i det hele tatt når kammeret ligger i horisontal stilling Diffusorer til fortrengningsventilasjon på Nordstrand skole I alle klasserommene som ble undersøkt var det fortrengningsventilasjon. Plassering av diffusorene var både foran og bak i klasserommene. Det viste seg at diffusorene i noen tilfeller ble behandlet som en vegg, og pyntet med plakater og ymse dekorasjoner. Noen få ble også blokkert av skap, pulter og andre møbler (se vedlegg 21). Dette skyldes antakelig manglende kunnskap om hva man må ta hensyn til rundt tilluftsdiffusorer i fortrengningsventilasjon. 5.4 Luftmengdetest på Nordstrand skole Testen av registrerte luftmengder ble utført for å undersøke SDanleggets nøyaktighet vedrørende en annen parameter enn CO 2. De fem rommene som ble undersøkt, viste alle et betydelig større avvik mellom måleinstrument og SD-anlegg enn måleusikkerheten i forsøket (se tabell 5). Bilde 6. Blokkert diffusor Et gjennomsnittelig avvik på 19 % tyder på en systematisk feil. Instrument og metode benyttet til målingene var begge i god orden, så man kan stille spørsmålstegn ved om SD-anlegget rapporterer den sanne verdien. Mulige forklaringer kan være avlesningsfeil på grunn av feil på programmet som registrerer dataene. Det kan også komme av instrumentfeil, dvs. feil på føler eller feilkalibrering. Grunnen kan også være metodefeil der føleren er plassert på et ugunstig sted eller uheldig målemetode. 32

38 5.5 Estimert lønnsomhet for DCV-anlegget på Nordstrand skole Den beregnede estimerte besparelsen i forhold til vifteeffekt er på over 50 %, mer enn kr i året, og den store besparelsen skjer i vinterperioden. Det er fordi energiprisen er den avgjørende faktoren i regnskapet, og den er betydelig høyere om vinteren. Prisen på elektrisk kraft har økt betydelig de siste 30 år. [16] Ser man fremover i tid kan dette bety at DCV-anlegg, lik det som er i drift på Nordstrand skole, vil bli mer lønnsomme målt i kroner og øre hvis energiprisene øker ytterligere. Det er visse usikkerheter knyttet til beregningene. Trykktapet er estimert pga. mangel på informasjon. Tallene bør derfor kun brukes som en indikasjon på anleggets effektivitet. 33

39 6 Konklusjon Det er utfordringer forbundet med drift av DCV-anlegg. Dette tyder på at et DCV-anlegg trenger mer oppfølging enn et CAV-anlegg. Eksempler er at SD-anlegget viste store avvik fra målte verdier på noen av målingene på Nordstrand skole, og at flere sensorer var feilmontert. Det anbefales derfor å utføre kontroller og kalibrering av anlegget. Det behøves bedre opplæring for å installere og etterkontrollere et DCV-anlegg som skal være velfungerende. Tiltak som kan bedre kunnskap om DCV-anlegg kan være økt fokus på å formidle informasjon mellom entreprenører, driftsansvarlige og byggherrer. Et mulig tiltak for å øke bevissthet og kvalitet rundt balansert ventilasjon kan være å innføre en felles standard for hvordan CO 2 -sensorer skal installeres, med hensyn til bla. høyde og plassering i rom. Brukerne av bygg med DCV-anlegg bør også være informert om hva som skal til for å sikre et optimalt inneklima. For eksempel er det lite hensiktsmessig å blokkere tilluftsdiffusorer med plakater. I en lukket oppholdssone, vil plasseringen av CO 2 -sensorer ha lite å si ettersom CO 2 -konsentrasjonen er jevnt fordelt utover oppholdssonen. For en åpen oppholdssone derimot, vil plasseringen ha en større betydning for den registrerte CO 2 -verdien, siden CO 2 -konsentrasjonen ikke er jevnt fordelt utover rommet og påvirkes av luften i tilstøtende rom. Man kan dermed konkludere med at CO 2 -sensorer er mindre egnet i åpne oppholdssoner, f. eks. kontorlandskap, og bedre egnet der det er lukkede kontorer eller klasserom. Metoden for labtesting av CO 2 -sensorer anses som nøyaktig. Det anbefales derfor å fortsette med slike sensortester i fremtiden, siden nøytrale vurderinger av sensornøyaktighet vil bidra positivt for bevisstheten rundt kvalitet. For å kunne forbedre testprosedyren i fremtiden anbefales HiO å legge til rette for dette med finansiering, gjerne i samarbeid med næringslivet. Resultatene fra Nordstrand skole viser at det behovsstyrte ventilasjonsanlegget på Nordstrand skole fungerer i praksis, med et ikke ubetydelig forbedringspotensial. Estimatene for lønnsomhet viser at det er det er penger å spare ved å bytte fra CAV- til DCV-anlegg. Ved anskaffelse av CO 2 -sensorer bør man legge stor vekt på nøyaktighet og stabilitet. 34

40 Referanseliste 1. NRK, Nordstrand skole stenger ikke, Teknisk ventilasjon a/s, Inneklima, Statens Byggtekniske Etat, Veiledning til Generelle krav til ventilasjon, Folkehelseinstituttet, Karbondioksid, ,2602:1:0:0:::0:0&MainLeft_5670=5544:44725::1:5675:1:::0:0 5. National Institute of Occupational Safety and Health, Henderson, Robert, Gas Detection, robert_henderson/how_ndir_nondispersive_infrared_co2_sensors_detect_gas/195/ 6. Novema, Exhausto group, Skoleventilasjon fokus på godt inneklima, juli KTSensor, Pilotsprosjekt Volda ungdomsskule, Norges byggforskningsinstitutt, Johansson, Per og Svensson, Anders, Metoder för mätning av luftflöden i ventilationsinstallationer, National Building Controls, Information Program, Product Testing Report, juni U.S. Department of Energy, Federal Energy Management Program, James R. Sand, mars thefind, Shop The Web CO 2 -sensor, Store Norske Leksikon, måleusikkerhet,

41 13. Sintef, Generelt om kalibrering av ventilasjonstekniske instrumenter, Hafslund, Nettleiepriser for bedrifter og næringsliv 2011, SystemairCAD, SystemairCAD MagiCAD Connection, mai n%20-%20users%20guide.pdf 16. Olje og Energidepartementet, Energi- og kraftbalansen mot 2020, november LogMeIn Incorporated, LogMeIn, TSI Incorporated, TrakPro, /segments/occupational_health_and_safety/14000/dusttrak% E2%84%A2_aerosol_monitors/3826/trakpro%E2%84%A2_data_analysis_software.aspx 19. Onset Computer Corporation, HOBOware,

42 Vedleggsliste 1. Bilde, figur, og tabelliste 2. Fullstendige romplaner over Nordstrand skole 3. Estimerte lønnsomhetsdata 4. Luftmengder på Nordstrand skole logget over to uker (Lønnsomhet) 5. Pådragsgrafer på Nordstrand skole 6. Labtestdata for type A sensorer 7. Labtestdata for type B sensorer 8. Labtestdata for type C sensorer 9. Sensornøyaktighet på Nordstrand skole 10. Fullstendig logg av personalrommet (Graf) 11. Fullstendig logg av klasserommet (Graf) 12. Fullstendig logg av datarommet (Graf) 13. Måleusikkerhetsberegninger 14. Datablad for Digitalt Multimeter 15. Datablad for Q-trak (m/kalibreringsbevis) 16. Kalibreringsbevis for Aga CO 2 -gass 400 ppm 17. Kalibreringsbevis for Aga CO 2 -gass 700 ppm 18. Kalibreringsbevis for Aga CO 2 -gass 1000 ppm 19. Datablad for Balometer 20. Måleusikkerhet sensorer 21. Bildeserie 22. Godkjenning av milepælsmøter 23. Gantt-diagram 24. Oppgavetekst 37

43 Vedlegg 1 - Bilde, figur, og tabelliste Bildeliste: 1. Nordstrand skole 2. Sensorplassering I 3. Sensorplassering II 4. Sensorplassering III 5. Sensorplassering IV 6. Blokkert diffusor Figurliste: 1. CAV-anlegg 2. VAV anlegg 3. DCV-anlegg 4. Ulike sensorteknologier 5. Totalkostnader 6. Testkammer 7. Romplan over personalrommet 8. Romplan over datarommet 9. Romplan over klasserommet 10. Nøyaktighetstest sensor type A 400 ppm 11. Nøyaktighetstest sensor type A 700 ppm 12. Nøyaktighetstest sensor type A 1000 ppm 13. Nøyaktighetstest sensor type B 400 ppm 14. Nøyaktighetstest sensor type B 700 ppm 15. Nøyaktighetstest sensor type B 1000 ppm 16. Nøyaktighetstest sensor type C 400 ppm 17. Nøyaktighetstest sensor type C 700 ppm 18. Nøyaktighetstest sensor type C 1000 ppm 19. Sensornøyaktighetstest på Nordstrand skole 20. Utsnitt av sensorlogging i personalrom 21. Romplan over personalrommet 22. Utsnitt av sensorlogging i datarom 23. Romplan over datarommet 24. Utsnitt av sensorlogging i klasserom 25. Romplan over klasserom Tabelliste: 1. CO 2 -symptomer 2. Instrumentliste for labtest 3. Instrumentliste for Nordstrand skole 4. Sensornøyaktighetstest på Nordstrand skole 5. Luftmengdetest på Nordstrand skole 6. Spart vifteenergi i DCV-anlegget på Nordstrand skole 7. Total måleusikkerhet

44 Vedlegg 2 - Fullstendige romplaner over Nordstrand skole Etasje 1.

45 Etasje 2.

46 Etasje 3.

47 Etasje 4.

48 Vedlegg 3 Estimerte lønnsomhetsdata Data CAV-anlegg DCV-anlegg Motoreffekt [kw] Forbrukstid [timer/uke] Driftsuker totalt [uke/år] Energiforbruk [kwh/uke] Energiforbruk [kwh/år] Data (apr-okt) CAV-anlegg DCV-anlegg Energiforbruk [kwh/uke] Energipris [kr/kwh] 0,17 0,17 Nettleie [kr/uke] Driftsuker [uke/år] Energikostnad sommer [kr/år] Data (nov-mar) CAV-anlegg DCV-anlegg Energiforbruk [kwh/uke] Energipris [kr/kwh] 0,85 0,85 Nettleie [kr/uke] Driftsuker [uke/år] Energikostnad vinter [kr/år] Data Luftmengde CAV-anlegg [m 3 /h] Luftmengde DCV-anlegg [m 3 /h] Besparelse luftmengde [%] 32,7

49 Vedlegg 4 - Luftmengder på Nordstrand skole logget over to uker (Lønnsomhet) Uke 18 Uke 19 Uke 19 Uke 19 Ukedag Tid Avtrekk Tilluft Avtrekk Tilluft Avtrekk Tilluft Avtrekk Tilluft [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] 1 07: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Uke 18 Uke 19 Avtrekk Tilluft Avtrekk Tilluft [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] [m 3 /h] Gj.snitt Gj.snitt total m 3 /h

50 Vedlegg 5 Pådragsgrafer på Nordstrand skole 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 06:35 06:55 07:15 07:35 07:55 08:15 08:35 08:55 09:15 09:35 09:55 10:15 10:35 10:55 11:15 11:35 11:55 12:15 12:35 12:55 13:15 13:35 13:55 14:15 14:35 14:55 15:15 15:35 15:55 16:15 16:35 16:55 17:15 17:35 17:55 18:15 18:35 18:55 19:15 19:35 19:55 Pådrag [%] Tidspunkt Mandag Tilluft Avtrekk 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 06:35 06:55 07:15 07:35 07:55 08:15 08:35 08:55 09:15 09:35 09:55 10:15 10:35 10:55 11:15 11:35 11:55 12:15 12:35 12:55 13:15 13:35 13:55 14:15 14:35 14:55 15:15 15:35 15:55 16:15 16:35 16:55 17:15 17:35 17:55 18:15 18:35 18:55 19:15 19:35 19:55 Pådrag [%] Tidspunkt Tirsdag Tilluft Avtrekk

51 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 06:35 06:55 07:15 07:35 07:55 08:15 08:35 08:55 09:15 09:35 09:55 10:15 10:35 10:55 11:15 11:35 11:55 12:15 12:35 12:55 13:15 13:35 13:55 14:15 14:35 14:55 15:15 15:35 15:55 16:15 16:35 16:55 17:15 17:35 17:55 18:15 18:35 18:55 19:15 19:35 19:55 Pådrag [%] Tidspunkt Onsdag Tilluft Avtrekk 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 06:35 06:55 07:15 07:35 07:55 08:15 08:35 08:55 09:15 09:35 09:55 10:15 10:35 10:55 11:15 11:35 11:55 12:15 12:35 12:55 13:15 13:35 13:55 14:15 14:35 14:55 15:15 15:35 15:55 16:15 16:35 16:55 17:15 17:35 17:55 18:15 18:35 18:55 19:15 19:35 19:55 Pådrag [%] Tidspunkt Torsdag Tilluft Avtrekk

52 Vedlegg 6 - Labtestdata for type A sensorer Test av type A sensorer 400 ppm 700 ppm 1000 ppm Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] 1 Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Defekt Q-trak justert Q-trak målt

53 Vedlegg 7 - Labtestdata for type B sensorer Test av type B sensorer 400 ppm 700 ppm 1000 ppm Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] Q-trak justert Q-trak målt

54 Vedlegg 8 - Labtestdata for type C sensorer Test av type C sensorer 400 ppm 700 ppm 1000 ppm Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 Q-trak justert Q-trak målt Tid Sensor.1 Sensor.2 Sensor.3 [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [min] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] Q-trak justert Q-trak målt

55 Vedlegg 9 - Sensornøyaktighet på Nordstrand skole Rom Sensor nr. CO 2 -sensor [ppm] Q-trak [ppm] Avvik [%] B102 Musikk ,0 B102 Musikk ,5 B131 SFO ,0 Klasserom 1 2etg ,1 Klasserom 2 2etg ,4 Klasserom 3 2etg ,0 Sløyd ,5 Håndarbeid ,9 B300 Arkiv ,5 Personalrom ,2 Personalrom ,4 B331 Arb. rom ,5 B332 Arb. rom ,9 B334 Rektor ,8 B343 IT ,3 B347 Møterom ,9 B353 Arb. rom ,7 B355 Arb. rom ,4 B357 Arb. rom ,5 B360 Arb. rom ,5 B362 Arb. rom ,5 B401 Grupperom ,6 B404 Datarom ,4 B431 Klasserom ,2 B433b Grupperom ,0 B433a Grupperom ,8 B434 Klasserom ,6 B435 Grupperom ,8 B436 Klasserom ,1 B437 Klasserom ,7 B439 Grupperom ,0 B443 Klasserom ,9 B447 Klasserom ,5 Gj.snitt 11,0* * Sensor i rom B331 og B332 ikke tatt hensyn til.

56 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Sensornøyaktighet på Nordstrand skole CO2-sensor [ppm] Q-trak [ppm] Rom

57 09:15 09:50 10:25 11:00 11:35 12:10 12:45 13:20 13:55 14:30 15:05 15:40 16:15 16:50 17:25 18:00 18:35 19:10 19:45 20:20 20:55 21:30 22:05 22:40 23:15 23:50 00:25 01:00 01:35 02:10 02:45 03:20 03:55 04:30 05:05 05:40 06:15 06:50 07:25 08:00 08:35 09:10 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Vedlegg Fullstendig logg av personalrommet (Graf) Personalrom Midten Veggen Q-TRAK lest av SD-Anlegg1 SD-Anlegg2 Tidspunkt

58 08:00 08:20 08:40 09:00 09:20 09:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14:00 14:20 14:40 15:00 15:20 15:40 16:00 16:20 16:40 17:00 17:20 17:40 18:00 18:20 18:40 19:00 19:20 19:40 20:00 20:20 20:40 21:00 21:20 21:40 22:00 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Vedlegg 11 - Fullstendig logg av klasserommet (Graf) Klasserom Midten Veggen Q-TRAK SD-Anlegg Tidspunkt

59 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 CO 2 -konsentrasjon [ppm] Vedlegg 12 - Fullstendig logg av datarommet (Graf) Datarom Midten Veggen Q-TRAK SD-Anlegg Tidspunkt

60 Vedlegg 13 Måleusikkerhetsberegninger Labtest Instrumentusikkerheten ble basert på Q-trakens nøyaktighet. = 3 % = 30 ppm for 1000, 21 ppm for 700, 12 ppm for 400 Metoden,, for laboratorietesten var såpass unik at det var vanskelig å angi metodeusikkerheten direkte. Den måtte antas basert på en vurdering av aktuelle feilkilder. Evaluering etter endt forsøk viste at eventuell lekkasje fra testkammeret kunne bidra til feil. Tolkning av kontrollmålingene fra Q-trak, med hensyn på variasjoner i målt CO2-konsentrasjon over tid, førte til en valgt usikkerhetsverdi på ca 3 %. Dette ble verifisert som en fornuftig verdi etter sammenligninger med tilsvarende metode fra Byggforskningsrådet i Sverige. [8] = 3 % = 0,02 % av avlest verdi + 2 digits = 0,4 % for 1000, 0,34 % for 700, 0,28 % for 400 (fra multimeter) = Nøyaktighetstest Nøyaktigheten i forsøket, hvor verdiene fra SD-anlegg ble sammenlignet med verdier målt med Q- trak, ble basert på Q-trakens nøyaktighet. = 3 % Metodeusikkerheten måtte baseres på to avgjørende faktorer, stabiliseringstid for Q-traken før avlesning og påvirkning på avlest CO 2 -verdi av personer i rom og personen som utførte målingen. Begge elementene ble forsøkt eliminert i størst mulig grad ved å la instrumentet få nok tid til å stabilisere seg og ved å henge opp instrumentet slik at ingen personer var i nærheten før avlesning. En metodefeil på 5 % ble valgt etter sammenligning med andre ventilasjonsmålinger beskrevet av Byggforskningsrådet i Sverige. [8] = 5 % = 1 % =

61 Sensorplassering Instrumentenes usikkerhet er avgjørende for denne testen. Metoden er original, og det er benyttet kun en sensor for hvert måleområde. Det ble derfor ikke antatt en metodeusikkerhet. Tilfeldige feil i metoden kunne oppstå når en person eksempelvis pustet på sensoren, dette er å betrakte som en slenger, eller klart avvik som ikke skal tas i betraktning. Avlesningsfeilen er såpass liten at den er å betrakte som neglisjerbar. = Luftmengdetest Instrumentusikkerheten var hentet fra produktblad for balometer, og metoden ble anslått til 1,5 % etter evaluering av metoden og litteratursøk. [8] Avlesningsfeilen ble ansett som neglisjerbar, som nevnt tidligere. = 3 % = 3 % =

62 Vedlegg 14 - Datablad for Digitalt Multimeter

63

64 Vedlegg 15 Datablad for Q-trak (m/kalibreringsbevis)

65

66