Ventilasjon og Inneklima Gode krav og dårlig praksis?

Transkript

1 Ventilasjon og Inneklima Gode krav og dårlig praksis? Seminar Swegon Air Academy Godt inneklima og lavt energiforbruk 30.mai

2 Gode krav og dårlig praksis? Hvorfor dagens krav til inneklima og luftmengder? Næringsbygg Boliger Dagens praksis og utfordringer Løsninger hvordan bli bedre? 2

3 Krav Veiledning - Standarder TEK 10 + AML Veiledning til TEK NS NS NS

4 Forventninger Brukere Komfort Produktivitet Trivsel Helse Driftere Vedlikeholds- og feilfri Tåler "gal" bruk Selvdiagnostiserende Eiere God økonomi Samfunn Bærekraftig 4

5 Bakgrunn for krav og veiledninger Basert på: Individers oppfatning av hva som er komfortable termiske forhold (temperatur) Lufkvaliteten skal være tilfredsstillende og ikke gi helseplager Basert på respons fra et stort antall forsøkspersoner plassert i et nøye kontrollert inneklima Tatt hensyn til: Bekledning Aktivitetsnivå Lufthastighet Operativ temperatur O.a.

6 (Forventet prosentandel misfornøyde) Predicted mean vote - Temperatur

7 Optimal operativ temperatur som funksjon av bekledning og aktivitetsnivå

8 Termisk inneklima vs. effektivitet og produktivitet % o C during active work (80W/m 2 ) and winter clothing (1,0 clo) Active work (0,6 clo) Manual work Accidents Accidents Men Women Sedentary work (1,0 clo) o C Finger dexterity, sensitivity % satisfied o C during sedentary activity (60W/m 2 ) and in summer clothing (0,6 clo) Mental performance (based on experiments) Work pace (during work) Ref.: Professor David Wyon, DTU/Johnson Controls Inc, USA

9 Lufkvalitet Opplevd luftkvalitet 10 l/s per person 1 dp 1 olf Source: Professor Ole Fanger, DTU

10 Opplevd luftkvalitet Source: Professor Ole Fanger, DTU

11 Misfornøydhet fra en olf som funksjon av luftmengden Etter: ENØK i bygninger, Universitetforlaget 92 12

12 Sammenheng mellom ventilasjonsluftmengde og produktivitet

13 Impact of indoor air temperature and humidity in an office on perceived air quality, SBS symptoms and performance Indoor Air pages 74-81, 25 AUG 2004 DOI: /j x

14 Impact of indoor air temperature and humidity in an office on perceived air quality, SBS symptoms and performance Indoor Air pages 74-81, 25 AUG 2004 DOI: /j x

15 "Nye" tanker R. De Dear: Revisiting an old hypothesis of human thermal perception: alliesthesia Best termisk komfort hvis det termiske inneklimaet tillates å endrer seg litt gjennom dagen? Vanskelig/ikke kultur for å styre anlegg slik!

16 TEK-krav - yrkesbygg & bolig Yrkesbygg- Rom i bruk (m 3 /h): Tilført luftmengde > 26*personer + 2,5*areal Rom som ikke er i bruk i driftstiden: I driftstid: Tilført luftmengde > 2,5*areal Bolig - Rom i bruk (m 3 /h): Tilført luftmengde i soverom> 26*personer Tilført luftmengde i andre rom for varig opphold> 1,2*areal Tilført luftmengde i øvrige rom> 0,7*areal Utenom driftstiden: Tilført luftmengde > 0,7*areal Bolig/rom som ikke er i bruk: Tilført luftmengde > 0,7*areal Forskjell ved bruk: addisjonsprinsippet og større minimum Hvorfor forskjell? 17

17 NS3701 Gjennomsnittlige verdier i driftstiden Luftmengder lys-internlaster Grunnlag for energiberegning ikke dimensjonering! Forutsetter presis behovsstyring! Nye begreper: Andel primærareal Persontetthet Tilstedeværelse i driftstiden 18

18 Luftmengder etter NS 3701 i kontor Byggkategori Primærareal Persontetthet Primærareal Tilstedevær. primærareal Luftmengde materialer Snitt luftmengde Kontorbygg 65 % 5 m²/per 60 % 3,6 m³/hm² 5,6 m³/hm² Minimumsluftmengder i driftstiden: Primærareal m. personer tilstede: 26/5+3,6 = 8,8 m 3 /hm 2 Primærareal uten personer til stede: 3,6 m 3 /hm 2 Primærareal snitt: 8,8*0,6 + 3,6*0,4 = 6,7 m 3 /hm 2 (12 timer driftstid) Kontorbygg snitt driftstid: 6,7*0,65+3,6*0,35 = 5,6 m 3 /hm 2 I praksis er persontetthet og tilstedeværelse mye lavere i gjennomsnitt. Det vil si: Luftmengde person >> 26 m 3 /h Luftmengde emisjoner m.m << 7,2 m 3 /hm 2 19

19 TEK Behovsstyring og SFP Luftmengden kan reduseres 20%. Gjennomsnittlig trykkfall brukes ved energiberegning TEK/NS 3031 premierer behovsstyring: Energioptimal behovsstyring Anslå realistisk gjennomsnittlig luftmengde Bruke SFP ved gjennomsnittlig luftmengde Forutsetning for å nå passivhusnivå Vifteenergi, Lokal varme, Sentral varme. Sentral kjøling

20 Ventilasjonsmengde og kjølebehov Gode intensjoner som reduser forurensingsbelastningen og ventilerer for resten "ødelegges" av leietakers kravspek Hva vet vi om kjølebehovet i moderne kontorbygg? Effektbehov: * Laptop ~ W * PC + skjerm ~ W

21 Kravspesifikasjon for moderne kontorbygg Lavenergi- & Passivbygg betyr energieffektivt utstyr Mange prosjekter gjenbruker gammel kravspesifikasjon Ukritisk gjenbruk betyr overdimensjonerte anlegg og sløsing: - investering - energibruk - øvrig driftskostnad

22 Momenter i moderne kravspesifikasjon Emisjonskontroll Varmelastkontroll Utvendig solavskjerming individuell regulering Krav til belysning 5-8 W/m 2 Bruk av moderne energieffektivt utstyr kopimaskin, skrivere o.l. i egne rom T>26 grc i 80 timer -> Sum dimensjonerende internlast W/m 2. -> Dekkes av ventilasjonskjøling alene! Kilde: Grønn byggallianse - Mal for kravspesifikasjon 23

23 Gode krav og dårlig praksis? Hvorfor dagens krav til inneklima og luftmengder? Næringsbygg Boliger Dagens praksis og utfordringer (Behovsstyring) Løsninger hvordan bli bedre? 25

24 To typer Samtidighet dimensjonering og beregning Maksimal samtidighet For dimensjonering Type bruker & antall % NB Temperatur! Brukssamtidighet For energiberegninger Kontorbruk: 20% - 60% (driftstid) Luftmengde: 40 70% (CAV) Energi Realistisk snitt 50/50 Dimensjoner for maksimal samtidighet! samtidighetsfaktor for kanalsegment 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Antall forserbare avtrekkspunkter betjent av kanalsegmentet Sannsynlighet for bruk av forsering i et avtrekkspunk 80 % 60 % 40 % 20 % 26

25 SFP og luftmengde SFP e N i 1 N i 1 Pi t q t v, i i i N i 1 SFP N i 1 q e, i v, i q v, i t i t i 1 Fraction of max SFP Poor Normal Good Ideal r ² r, Fraction of maximum flow rate Unødvendig struping langs kritisk vei!

26 SFP og energibruk til vifter? m³/h 1h kw h m² 3600s m³/s yr 17 kwh m² yr

27 Trykkstyring Evt trykksensor på hver streng 30

28 Erfaring med trykkstyring (Klæboe og Hermann 2011) Ofte problematisk funksjon (Grini 2010) Energisløsing Unødvendig struping Omfordeler Utfordringer Kommunikasjons-/kablingsfeil Plassering av trykkføler som styrer viftepådrag Antall og type trykkføler, fange opp feil Plassering av VAV-spjeld Funksjon VAV-grenspjeld Fordeler Vanlige ventiler (CAV) ved trykksensor 31

29 Optimalisert spjeldstyring - Optimizer 32

30 Styring mot optimalisert trykk P s P s P s P s

31 Aktiv tilluftsventil Innebygd måling, styring, sensorer Luftmengde Åpningsgrad Romtemperatur Kanaltemperatur Bevegelse IR-Link - fjernavlesing

32 Aktive tilluftsventiler 35

33 Erfaringer med aktiv tilluftsventil Gode og energieffektive Presise, også ved lave luftmengder (TEKmin 0,7 m3/hm2) Ikke målt/registrert støy problem Mye automatikk er prefabrikkert "lite" koblingsfeil Styrer i forhold til tilstedeværelse, temperatur Kan styre lys, radiatorpådrag osv Kan kommunisere/kontrolleres via internett Brukt ved rehab OK resultat Kort "innkjøringsperiode" Ikke nødvendigvis dyrere enn "trykkstyring" 36

34 SFP og energibruk ved r=0,6? CAV m³/h 1h kw h m² 3600s m³/s yr m³/h 1 h 10 3 o C 1000 m² 3 yr Ideell styring m³/h 1h kw h 6 0, m² 3600s m³/s yr m³/h 1 h 6 3 o C 1000 m² 3 yr kwh 6 m² yr kwh 17 m² yr 10 kwh 4 m² yr kwh m² yr

35 Gode krav og dårlig praksis? Hvorfor dagens krav til inneklima og luftmengder? Næringsbygg Boliger Dagens praksis og utfordringer Løsninger hvordan bli bedre? 38

36 Erfaring og tiltak fra et kontorbygg For varmt liten kapasitet - radiatorpådrag, uisolert kanal + 6 gr Dokumentert? Mangler funksjonsbeskrivelse, system- og automatikkskjema? Ikke funksjonskontrollert - samordnet Byggherre har ikke kjennskap til funksjon under alle forhold ved overlevering. Behov for kontroll mot en "funksjonsstatus" etter et år. Innregulert? Noen rom er for kalde slik at oppvarmingssystemet må gå Sentral Driftkontroll betyr ikke Driftskontroll Driftspersonale har lite muligheter for å styre og justere de kan justere setpunkt, men ikke minimumsmengder. (Automatikkleverandøren "unngår" å legge inn reell mulighet for å styre anlegget?). Alarmtsunami Mange unyttige alarmer. Skjermbildene må overvåkes for å finne feil av typen økt luftmengde og kjølepådrag selv om temp og CO 2 er OK. Tverrfaglig prosjektering Tverrfaglig utførelse Nattkjøling & termisk masse kun en prosjektert dimensjoneringsforutsetning? 39

37 Tiltak Innregulering/luftmengdekontroll dokumentert etterprøvbart tilpasset behovsstyring Samkjørt klimatisering - ventilasjon, kjøle- og varme Felles føler presisjon, responstid Dokumentasjon Funksjonsbeskrivelse, system- og automatikkskjema. SD-anlegget som gir Driftskontroll Mulig å endre min og maks luftmengder Automatikkleverandøren må ha med opplæring og oppfølging en periode Automatisk feildeteksjon og diagnostisering Tverrfaglig prosjektering -> Tverrfaglig utførelse 40

38 Mindre avvik teori/praksis med bedre kontroll Sluttkontroll Funksjonskontroll på romnivå. Funksjonskontroll på soner. Funksjonskontroll på aggregat. SFP skal måles og dokumenteres Ved hvilken driftsstatus? (Full samtidighet og redusert drift) På 1 års befaringen

39 Bedre behovsstyring Bedre behovsstyring forutsetter bedre krav og kontroll! Se Plassere ansvar, definer SFP-måling! 1 Kontroll av kapasitet Fraction of max SFP Poor Normal Good Ideal r ² Kontroll av energieffektivitet Samsvar romendring og totalluftmengde r, Fraction of maximum flow rate Gjentatt kontroll etter en tids drift