KTH BYGGVETENSKAP
Inneklimat vid luftburen värme
Utvärdering av en kontorsbyggnad
Anna Svensson
Maj 2010
Sammanfattning
I detta examensarbete har inneklimatet i en kontorsbyggnad med luftburen värme och kyla under ett vinterfall utvärderats. Examensarbetets utförande innebar temperatur- och
komfortmätningar i kontorslokaler samt en enkätundersökning bland hyresgästerna i byggnaden Västerport på Kungsholmen i Stockholm.
Metoden att värma och kyla genom tilluften är idag okonventionell, även om byggnader med detta system har utförts sedan 80-talet. Grunden till tveksamhet inför denna typ av system är den minskade komfort som kan uppkomma på grund av kallras och drag från fönster och don, vertikal temperaturskiktning och kalla golv.
Den undersökta byggnaden är uppförd av NCC Construction och stod klar sommaren 2008. Ventilationssystemet är decentraliserat och varje våningsplan i kontorsbyggnaden har ett eget luftbehandlingsaggregat med ett variabelt luftflöde. Denna tekniska lösning kräver endast ett system för både kylning och värmning och vid ett korrekt utfört system kan lösningen både vara energieffektiv och ekonomiskt gynnsam.
Resultaten från mätningarna och enkätundersökningen visade att brukarna var mycket nöjda med det rådande inomhusklimatet. Klagomål på en för låg innetemperatur uttrycktes i en del fall fastän innetemperaturerna ligger inom satta riktlinjer. Höga lufthastigheter i kontoren förekom i enstaka fall utanför vistelsezonen, dock vistades brukarna även här. Problem med torr luft föreföll inte ha uppkommit trots en kall vinter med låga fukthalter i uteluften. Den förväntade höga temperaturgradienten uppkom inte utan var relativt låg i jämförelse med satta riktlinjer. Den sannolika anledningen till detta är det höga luftflöde som har förekommit vid höga tilluftstemperaturer.
De mätningar som har utförts under detta examensarbete visar att det termiska klimatet klarar alla satta riktlinjer och krav från myndigheter. Enkätundersökningen visar även att brukarna är nöjda med inomhusklimatet. Examensarbetet har härmed visat att det valda tekniska systemet i Västerport med luftburen värme och kyla är ett tillfredställande funktionerande system i både kontorslandskap och cellkontor under vinterfallet.
Då detta examensarbete har utvärderat inneklimatet under ett vinterfall bör ett fortsatt arbete utföras där även sommarfallet utvärderas. Under sommarfallet bör det tekniska systemets förmåga att hantera höga internlaster och solinstrålning samt eventuella problem med drag från don på grund av undertempererad tilluft utvärderas.
Abstract
This master thesis evaluates the indoor climate in an office building during winter conditions. The building has an airborne heating and cooling system which is a relatively unconventional solution today, due to previous problems with a decrease in thermal comfort.
The thesis included temperature and thermal comfort measurements in office premises as well as a standardized questionnaire to the tenants in the building Västerport on Kungsholmen in Stockholm. The evaluated building is erected by NCC Construction and was completed in summer 2008. The ventilation system is decentralized and each floor of the office building has its own air handling unit with a variable airflow. This technical solution only requires one system for both cooling and heating and with a properly conducted system it can both be energy efficient and economically beneficial.
The results of the measurements and the questionnaire showed that the tenants were overall very satisfied with the current indoor climate. Complaints of a low indoor temperature were expressed in some cases, although the temperature measurements resulted in temperatures within the authority guidelines. Problems with dry air did not appear to have occurred despite a cold winter with low humidity levels in the outdoor air. Supply air temperature at Västerport has varied between 15-30 ° C during the measurement period. The measured temperature gradients were relatively low in comparison with the set guidelines and the probable reason for that is the priority of a high air flow.
A high air flow has also occurred outside office hours, when the demand on air quality and thermal comfort was not needed. These high air flows in combination with a high supply air temperature have led to unnecessary high energy consumption in the building.
The measurements performed in this thesis has shown that the thermal comfort in the building Västerport were within all authority guidelines and requirements. The survey also showed that the tenants were satisfied with the indoor climate. The thesis has thus demonstrated that the selected technical system in Västerport with an airborne heating and cooling system is a satisfying system in both office landscape and cellular offices during winter conditions. However, the unnecessary high air flow rates should be reviewed and adjusted without reducing the thermal comfort and indoor climate.
As this thesis has evaluated the indoor climate during winter conditions a further study where the summer conditions are being evaluated is recommended. This study will illustrate the ability of the technical system to manage high internal loads and solar radiation, as well as possible problems with draught due to low supply air temperature.
If adjustments of the existing high air flows are carried out, new measurement of the
temperature gradient during winter conditions should also be made as an adjustment can alter the existing conditions for the thermal comfort.
Förord
Detta examensarbete är utfört i ett samarbete med NCC Teknik i Stockholm, där jag även har spenderat största delen av min arbetstid under denna vinter.
Jag skulle vilja tacka alla på NCC Teknik som har hjälpt mig. Ett speciellt tack skulle jag vilja rikta till min handledare Joel Kronheffer på NCC Teknik för att ha stöttat mig och diskuterat funderingar och idéer med mig. Jag vill också tacka min handledare och examinator Elisabeth Mundt-Petersen på KTH för alla värdefulla synpunkter och råd vid min rapportskrivning. Jag vill även tacka de företag vars kontor jag har besökt under ett flertal omgångar under vintern samt Ingvar Elstig på NCC, för att ha informerat, väglett och diskuterat denna byggnads tekniska system med mig.
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... i Abstract ... iii Förord ... v Innehållsförteckning ... vii 1 Inledning ... 1 1.1 Syfte ... 1 1.2 Metod ... 1 1.3 Avgränsningar ... 1 2 Terminologi ... 3 3 Teori ... 53.1 Värme- och kylbehov i byggnader ... 5
3.1.1 Internlaster och solinstrålning ... 5
3.2 Klimatisering i byggnader ... 5 3.3 Inomhusklimat ... 6 3.3.1 Termisk komfort ... 6 3.3.2 Problemfaktorer ... 7 3.4 Ventilation ... 9 3.4.1 Ventilationssystem ... 9 3.4.2 Luftinblåsning ... 10
3.5 Riktlinjer och krav ... 11
3.5.1 Inomhusklimat ... 11
3.5.2 Ventilation ... 13
3.5.3 Luftkvalitet ... 13
4 Det undersökta objektet ... 15
4.1 Bakgrund ... 15
4.2 Ventilationssystemet ... 15
4.2.1 Systemnivå ... 15
4.2.2 Zonnivå ... 16
4.3 Kontorslokalerna ... 17
4.3.1 Ventilationen på de undersökta kontoren ... 17
5 Mätningar ... 21
5.1 Mätinstrument ... 21
5.1.1 Temperatur, luftfuktighet samt lufthastighet ... 21
5.1.2 Koldioxidmätning ... 21
5.1.3 Termisk komfort ... 21
5.2 Tillvägagångssätt ... 23
5.2.1 Temperaturmätningar ... 23
5.2.2 Koldioxidmätning ... 23
5.2.3 Mätning med termisk komfortmätare ... 24
5.3 Resultat och Analys ... 24
6.2 Metod ... 37
6.3 Materialstorlek ... 38
6.4 Resultat ... 38
7 Utvärdering av mätresultat och enkätundersökning ... 43
8 Slutsats ... 45
1 Inledning
1.1 Syfte
Syftet med detta examensarbete är att utvärdera den termiska komforten i en kontorsbyggnad med luftburen värme och kyla. Utvärderingen är utförd under ett vinterfall för att avgöra byggnadens tekniska systems funktionsduglighet. Under förutsättning att ett bra
inomhusklimat kan upprätthållas är ett korrekt utfört system både energieffektivt och ekonomiskt gynnsamt och kan därmed vara en slagkraftig teknisk lösning för framtida byggnader.
1.2 Metod
Examensarbetet har utförts under vintersäsongen januari - mars 2010. Mätningar av
temperatur och luftflöde samt momentana mätningar på det termiska klimatet har genomförts i en kontorsbyggnad. En etablerad enkätundersökning har delats ut till de verksamma i byggnaden där resultaten har jämförts med referensdata. Litteratur inom ämnet termisk komfort och inomhusklimat har studerats.
1.3 Avgränsningar
Examensarbetet har koncentrerats på den termiska komforten, då dess bidragande parametrar är mätbara. Det totala inomhusklimatet berörs däremot med avseende på den
2 Terminologi
Clo Enhet för klädernas termiska isolationsgrad. 1 Clo = 0,155 m² ˚C/W.
En naken kropp motsvarar 0 clo medan en typisk affärskostym motsvarar 1,0 clo. Även kontorsstolen påverkar kroppens värmeförlust.
DVUT Dimensionerande vinterutetemperatur. Det lägsta medelvärdet av utetemperaturen under ett år, uppmätt under ett upp till fem dygn. För Stockholm är dessa:
DVUT-1 -17,1 ˚C DVUT-3 -16,0 ˚C
DVUT-5 -14,8 ˚C (Boverket, 2009)
Ekvivalent temperatur Sammanvägt värde av den operativa temperaturen och luftrörelserna i rummet, där lufthastigheten justeras som en temperatursänkning. Komforttemperatur Optimal ekvivalent temperatur för att få termisk komfort med angiven
klädisolation, aktivitet och luftfuktighet.
Luftutbyteseffektivitet Ett mått på hur effektivt luften i ett rum byts ut och utgörs av kvoten mellan lokalens nominella tidskonstant och luftens dubbla medelålder (luftutbytestiden) i lokalen. Kan högst uppnå 50 % vid fullständig omblandning (%).
Met Enhet för människans aktivitetsnivå.
1 met = 58,15 W/m² kroppsarea, motsvarar ca 100 W för en person. Lägsta värdet, 0,8 met, uppkommer vid sovande tillstånd.
Normalt kontorsarbete motsvarar 1,2 met.
Operativ temperatur Sammanvägt värde av lufttemperaturen och medelstrålningstemperaturen från de omgivande ytorna, som motsvarar människans torra
värmetransport med avseende på strålning och konvektion. PMV Predicted Mean Vote/ Förväntat medelutlåtande
Klimatindex som anger hur en större grupp människor förväntas uppfatta inomhusklimatet från för kallt till för varmt. Alla i gruppen antas ha samma beklädnad och aktivitetsnivå.
PPD Predicted Percentage Dissatisfied/ Förväntad Procent Missnöjda Klimatindex som anger den förväntade andelen missnöjda med det termiska klimatet i en grupp, detta värde kan inte vara mindre än 5 %. RF Relativ luftfuktighet. Kvoten av ånghalten och mättnadsånghalten vid en
viss temperatur (%).
SFP Specifik fläkteffekt (Specific Fan Power) anges i W/(m3/s).
Ventilationseffektivitet Mått på effektiviteten i borttransport av föroreningar. Utgörs av kvoten mellan föroreningshalten i frånluften och medelkoncentrationen av föreningarna i rummet. Vid fullständig omblandning är
ventilationseffektiviteten 1.
Vistelsezon Den del av ett rum som brukas av människor och definieras enligt
3 Teori
3.1 Värme- och kylbehov i byggnader
Byggnadskonstruktionen och installationerna i en kontorsbyggnad spelar en avgörande roll för dess slutliga energibehov då en byggnads värmeförluster i huvudsak sker genom transmissionsförluster genom klimatskalet, luftutbyte genom ventilation och luftläckage. Möjliga åtgärder för en minskad värmeförlust i en byggnad är en intermittent uppvärmning som genom en sänkning av den genomsnittliga temperaturen under natten och helgerna minskar temperaturskillnaden mellan inne- och utetemperatur vilket leder till en minskad värmeöverföring. Byggnadens termiska tröghet och värmeackumulering kan också medföra reducerade temperaturvariationer och därmed minskad risk för övervärme, minskat
värmebehov under nattetid samt minskad kylbehov (Malmström, 1998). Behovet av tillförd värme respektive kyla måste anpassas till påverkan av solinstrålning och internlasterna som förekommer i byggnaden. Behovet av kylning i byggnader har ökat de senaste decennierna och installationer som kylbafflar i kontorsbyggnader är idag mer en regel än ett undantag. I många fall motarbetar värme- respektive kylsystemen varandra då både radiatorer och kylbafflar är parallellt i bruk.
3.1.1 Internlaster och solinstrålning
Vid projekteringen av värme-, kyl- och ventilationssystemet bör värmeavgivningen i byggnaden tas hänsyn till. Dessa internlaster inkluderar personer, kontorsmaskiner samt belysning. Solinstrålningens påverkan bör också beaktas.
Personer i kontorsarbete avger ca 100 W, nya apparater och belysning avger ca 50 W vardera i ett kontorsrum, skillnaden mellan gammal och ny teknik är dock stor. (Jonsson, 2008). Direkt solinstrålning mot en vertikal yta avger maximalt 800 W/m², men faktorer såsom typ av fönster, fönsterstorlek, byggnadens orientering, solskydd samt skuggning av andra byggnader eller vegetation har en avgörande verkan på värmetillskottet av solinstrålningen i byggnaden. Vid ett dimensionerande vinterfall räknas inte någon värmepåverkan av
solinstrålningen, medan överslagsmässigt vid energiberäkningar antogs solbidraget ge en uppvärmning på 3 °C, detta har däremot ökat med de mer välisolerade byggnaderna som byggs idag (Malmström, 2004).
3.2 Klimatisering i byggnader
De konventionella uppvärmningssystem som brukas i byggnader i Sverige idag överför värme genom strålning och konvektion från en yta. Exempel på dessa är radiator- eller
konvektoruppvärmning, golvvärme eller varma tak. Ett alternativ till dessa
uppvärmningssystem är luftburen värme och kyla, där under- eller övertempererad tilluft tillförs. Grundprincipen för denna metod är följaktligen att reglera temperaturen i rummet med luften, dock har mätningar påvisat att luftvärmesystem med tilluftsdon i tak kan likställas med takvärmesystem då den uppvärmda tilluften värmer upp taket som genom
3.3 Inomhusklimat
Ett bra inomhusklimat syftar på en miljö i en byggnad som inte ger människor obehag. Det upplevda inomhusklimatet påverkas av de fysiska faktorerna som det termiska klimatet, luftkvalitet, ljud och ljus men även fysiologiska, psykologiska samt sociala faktorer spelar in. Då alla dessa parametrar påverkar vårt välmående och arbetskapaciteten är det viktigt för både den enskilde individen och företaget att sträva efter ett så bra inomhusklimat som möjligt i bostaden och på arbetet. Att fastställa orsaken till ett dåligt inomhusklimat är emellertid relativt komplext på grund av osäkerheten i faktorernas påverkan och svårigheten att mäta vissa av ovanstående faktorer samt människors olika uppfattning av en bra inomhusmiljö (Nilsson, 2000).
3.3.1 Termisk komfort
Den termiska komforten är definierad i den amerikanska standarden ASHRAE (1989) som det sinnestillstånd då man är nöjd med det termiska klimatet. Människans termiska uppfattning beror främst på personens värmebalans. De faktorer som påverkar denna är inte endast luftens temperatur utan även de omgivande väggarnas temperatur (strålningstemperatur),
lufthastighet och luftfuktighet samt människans aktivitetsgrad och klädsel har en inverkan (Nilsson, 2000).
Kroppens värmebalans kan uttryckas som:
M -W= H+E+Cres+Eres M – Metabolism [W/m2]
W – Mekaniskt arbete [W/m2]
H – Torr värmeförlust. Hudens värmeförlust genom konvektion, strålning och ledning [W/m2]
E – Hudens evaporativa värmeutbyte [W/m2]
Cres – Andningens konvektiva värmeutbyte [W/m2]
Eres – Andningens evaporativa värmeutbyte [W/m2]
Den danske professorn Fanger utvecklade under 60-talet en komfortekvation och genom denna ett index för människors upplevelse av det termiska klimatet. Detta index utgår från en komplex ekvation (bilaga A) och kallas PMV-index (Predicted Mean Vote/ Förväntat
medelutlåtande), som anges i en 7-gradig skala som klassar temperaturupplevelsen på följande sätt:
Tabell 1
kallt kyligt svalt lagom lite varmt varmt hett
Bild 1 Förhållandet mellan PMV och PPD enligt PO Fanger (Brüel & Kjaer, 1982).
Genom Fangers PMV-index kan ett PPD-index (Predicted Percentage Dissatisfied/ Förväntad procent otillfredsställda) beräknas, se bilaga A. PPD-värdet visar statistiskt andelen
människor med samma beklädnad och fysiska aktivitet som är missnöjda med den termiska komforten. Denna andel kan enligt undersökningar inte vara mindre än 5 % i en grupp av människor även vid ett optimalt termiskt klimat (PMV=0), se Bild 1. Detta beror på människans olika uppfattning av bra komfort (Fanger, 1970).
3.3.2 Problemfaktorer
Omständigheter som kan påverka en människas upplevelse av inneklimatet kan exempelvis vara en lokal avkylning av en kroppsdel, på grund av drag eller strålning, kalla golv eller för stor temperaturgradient.
Temperaturgradienten mellan den övre och lägre delen av kroppen har en tydlig påverkan på människors komfort. Sambandet mellan PPD och temperaturgradienten visar på en ökning av 3 % otillfredsställda då temperaturgradienten ökar från 2 till 3 °C/m (Scanvac, 1989). Detta är en speciellt viktig parameter vid installerande av deplacerande luftföring, varma tak och då även luftburen värme.
Luftfuktigheten kan också påverka inomhusklimatet men omfattningen av dess påverkan har ännu inte helt fastställts i några undersökningar. Då den relativa fuktigheten (RF) är
Bild 2 Komfortlinjer för lufthastighetens påverkan på den erfordrade komforttemperaturen vid 1,0 clo och RF 50 % (Fanger, 1970).
Vid stillasittande uppstår det konvektiva värmeutbytet mellan luften och klädernas yta genom temperaturskillnaden sinsemellan, men vid en ökad lufthastighet uppstår en påtvingad
konvektion vilket ökar värmeutbytet och till följd av detta även obehaget, se bilaga A. I bild 2 visas de vertikala komfortlinjerna för en person med 1,0 clo och en relativ fuktighet på 50 %. Den högra komfortlinjen motsvarar en person med en aktivitet motsvarande kontorsarbete, där temperaturen motsvarar komforttemperaturen som personen önskar. Komfortlinjen påvisar en markant ökning av den erfordrade komforttemperaturen mellan lufthastigheterna 0,1-0,3 m/s, där fri konvektion övergår till påtvingad konvektion. Att kompensera
3.4 Ventilation
Ordet ventilation kommer från det latinska ordet ventilare och betyder ”att utsätta för vinden”. Behovet av ventilationssystem i byggnader har utvecklats i takt med att byggnaderna har blivit tätare. Under slutet av 70-talet uppstod det så kallade Sjuka hus -syndromet, vilket uppenbarade nödvändigheten av god ventilation i byggnader för att upprätthålla människors välmående.
3.4.1 Ventilationssystem
Självdragsventilationssystem (S) som används i många äldre byggnader, utnyttjar
densitetsskillnaden som uppstår vid temperaturskillnader mellan ute- och inneluften samt tryckskillnaden som uppstår av vinden. Inomhusluften transporteras ut genom frånluftskanaler och skapar därmed ett undertryck som transporterar in ny luft genom uteluftsdon,
vädringsfönster och otätheter i byggnaden. För att kunna säkerställa ett luftflöde oberoende av utomhusklimatet började ventilationssystem med mekaniskt styrd frånluft (F) utvecklas under 1930-talet. Dessa system var dessutom mindre platskrävande än S-systemen. En nackdel med både S- och F-system är bl.a. att de inte medger full styrning av tilluftens fördelning. Detta var en anledning till att den mekaniska ventilationen vidareutvecklades och idag används så kallade balanserade ventilationssystemen med både mekanisk från- och tilluft (FT) med eller utan värmeåtervinning (FTX) (Malmström, 2004).
Ventilationens främsta syfte i byggnader är att transportera bort luftföroreningar, medan dimensioneringen av luftflödet i just kontorsbyggnader vanligtvis styrs av kraven på den termiska komforten. De tre tekniska lösningar som distribuerar rätt dimensionerat luftflöde ut i byggnaden är CAV-systemet (Constant Air Volume), VAV-systemet (Variable Air Volume) och DCV-systemet (Demand Controlled Ventilation).
CAV-systemet har ett konstant luftflöde som dimensioneras efter behovet av borttransport av föroreningar och överskottsvärme. Detta tillsammans med tryckfallet i kanalerna och över donen reglerar det önskade luftflödet i de olika delarna av lokalen. VAV-systemet har ett variabelt luftflöde som vanligtvis styrs av rumstermostater medan DCV-systemet är
behovsstyrt med hjälp av luftkvalitets- eller närvarogivare. I de senare systemen tryckregleras luftflödet i huvudkanalerna både i till- och frånluften samt genom reglerenheter i donen, vilket kan medföra stora tryckfall och ökad ljudnivå.
Bild 3 CAV-system resp. VAV-system
3.4.2 Luftinblåsning
Luften kan tillföras rummet genom en omblandande luftföring eller en deplacerande luftföring, även kallad termisk styrd ventilation. Med en omblandande luftföring späds
föroreningarna i rummet ut, då den nya tilluften blandas med den förorenade inneluften. Detta system kräver ett högre luftflöde för att blandningen ska ske och platsar bäst i lokaler med en jämn koncentration föroreningar som t.ex. kontor.
Med en deplacerande luftföring tillförs tilluften med låg hastighet på en låg nivå i rummet, därefter tvingas den förorenade luften bort från vistelsezonen med termiska krafter, se bild 4.
Bild 4 Omblandande luftföring respektive deplacerande luftföring (Swegon, 2007).
En deplacerande luftföring är olämplig i uppvärmningssyfte, då förekomsten av värmekällor i lokalen samt en undertempererad tilluft krävs för att systemet ska ha en fungerande verkan. Om tilluftstemperaturen är för hög kan kortslutningsströmning uppstå då luften går direkt från tilluftsdonet till frånluftsdonet utan att passera vistelsezonen. Kortslutning kan även ske vid omblandande ventilation om båda donen sitter i taket eller sitter i bakkant.
Placeringen av donen kan följaktligen påverka luftutbyteseffektiviteten väsentligt. Luftutbyteseffektiviteten för omblandande luftföring är ca 50 % medan en korrekt utförd deplacerande luftföring har en luftutbyteseffektivitet på 60-70%. Ett totaltluftutbyte fås endast vid kolvströmning, där ventilationsluften fördelas jämnt över en yta och transporteras med en entydig riktad luftström över rummet. Kolvströmning används endast vid höga krav på luftkvaliteten (Swegon, 2007).
Då kylbehovet är stort i kontorsbyggnader måste den undertempererade tilluften hinna värmas upp till rumsluftstemperatur innan den kommer in i vistelsezonen för att undvika obehag. Placeringen och hastigheten av luftinblåsningen är därför viktig. Den vanligaste formen av inblåsning är bakkantsinblåsning där tilluften förs in längs taket. Detta innebär att armatur och dylikt ej får störa och vinkla ner luften ner i vistelezonen innan den är uppvärmd.
Lufthastigheten får inte heller vara för hög, så att tilluften träffar ytterväggen och orsakar kallras vid fönstret.
Bild 5 Bakkants-, fönsterbänks- samt takinblåsning (Swegon, 2007).
kalluften styras ned i vistelsezonen där luftstrålarna möts. Ett potentiellt problem vid denna lösning är om luften inte blir omblandad och en stagnationszon bildas i den nedre delen av vistelsezonen. Rent hygieniskt är detta inget problem då vi vistas över denna zon, dock kan komforten försämras om temperaturskillnaderna mellan fötter och huvud blir för stor. Detta sker speciellt om det är varm tilluft, som på grund av den lägre densiteten inte omblandas med den lägre tempererade inneluften vid golvet.
3.5 Riktlinjer och krav
I Boverkets byggregler ges krav och riktlinjer för hur byggnader ska utformas och underhållas men också andra myndigheter som Arbetsmiljöverket och Socialstyrelsen har gett ut allmänna råd om inomhusklimatet.
3.5.1 Inomhusklimat
Myndigheternas krav beträffande inomhusmiljön är ofta allmänna och har inga specifika krav på de enskilda faktorerna som påverkar inomhusklimatet. Grunden till detta är den
otillräckliga kunskapen om de enskilda faktorernas betydelse (Nilsson, 2000). Boverkets Byggregler (2006) anger att ”byggnader skall utformas så att tillfredställande termiskt klimat
kan erhållas.” samt nedanstående mer specifika råd:
Bild 6 Termisk kvalitet och godtagbara värden för olika faktorer i olika kvalitetsklasser. 1) Gäller vid en klädselfaktor på 1,0 clo.
2) Gäller vid en klädselfaktor på 0,5 clo.
3) Lufthastigheten är angiven som ett tidsmedelvärde under 3 min. 4) Mellan nivåerna 1,1 m och 0,1 m över golv.
3.5.2 Ventilation
Enligt BBR (Boverket, 2006) ska
”Ventilationssystem utformas så att erforderligt uteluftsflöde kan tillföras i byggnaden. De ska också kunna föra bort
hälsofarliga ämnen, fukt, besvärande lukt, utsöndringsprodukter från personer och byggmaterial samt föroreningar från
verksamheter i byggnaden”.
BBR kräver att ventilationssystemet utformas för ett lägsta uteluftsflöde på 0,35 l/s per m² golvarea i byggnader. Ventilationen kan dock för byggnader reduceras om ingen vistas i byggnaden med nedanstående gällande
”Efter en tid med reducerat flöde bör ventilationssystemet vara i drift med normalt luftflöde så länge att rumsvolymen omsätts minst en gång innan rummet återanvänds".
Arbetarskyddsstyrelsens föreskrifter (2000) anger ett lämpligt frånluftsflöde för hygienrum på 15 l/s och toalett, en luftutbyteseffektivitet på 40 % i vistelsezonen samt:
”För lokaler där personer vistas mer än tillfälligt kan behövas ett uteluftsflöde som inte understiger 7 l/s och person vid
stillasittande arbete. Högre luftflöden kan behövas vid högre aktiviteter. Med hänsyn till föroreningar från andra källor än personer
bör ett tillägg på lägst 0,35 l/s och m2 golvarea göras.” 3.5.3 Luftkvalitet
Luftkvaliteten i en byggnad är en av faktorerna som kan påverka inomhusklimatet. En människa ska inte utsättas för för höga koncentrationer av föroreningar eller bli utsatt för en förorening under en längre tid. Detta minskar luftkvaliteten och därmed komforten i en byggnad, men kan även vara direkt farlig för individen.
Förekomsten av föroreningar i inomhusluften i kontorsbyggnader härstammar från interna källor som emissioner från byggnadsmaterial och inredning samt från människorna som vistas i byggnaden. Ventilationens effektivitet är här avgörande samt luftflödets storlek och renheten på tilluften. Boverket (Boverket, 2006) föreskriver härmed luftflöden som ger en liten risk för att luftkvalitetsproblem skall uppstå. VVS Tekniska föreningen (Ekberg, 2006) har såsom för termisk komfort satt upp kvalitetsklasser för luftkvaliteten, AQ1 och AQ2, som
rekommendationer för en bra inomhusmiljö. Koldioxidhalten används ofta som ett målvärde vid värderingen av luftkvaliteten med hänsyn till komforten. Koldioxidhalten i uteluft är vanligtvis 300-400 ppm och målvärdena för kvalitetsklasserna är föreskrivna som sådan att rumsluftens koldioxidkoncentration ej varaktigt bör överstiga 800 respektive 1000 ppm vid normal användning av rum för AQ1 respektive AQ2 där AQ2 motsvarar myndigheternas allmänna råd (Arbetarskyddsstyrelsen, 2000). Även råd för högsta tillåtna
4 Det undersökta objektet
4.1 Bakgrund
Kontorsbyggnaden kv. Lustgården 10 och 12 som även är kallad Västerport är belägen på nordvästra Kungsholmen och stod klar sommaren 2008. Byggnaden har en uppvärmd area på 24000 m2 som är indelad i fyra stycken huskroppar. Huskropparna är sammankopplade parvis med gemensam ingång, innergård och hissar. Varje plan i varje huskropp utgör ca 1000 kvm och förses med luft, värme och kyla av ett luftbehandlingsaggregat med variabelt flöde.
Bild 7 Västerport i genomskärning från väst.
Byggnadens tunga stomme medför en termisk tröghet som minskar påverkan av
temperaturvariationer och dess beräknade energianvändning är 89 kWh/m2 och år, vilket har medfört att byggnaden är Green Building- certifierat. Detta innebär att dess beräknade energianvändning är 25 % lägre än BBRs krav från 2006.
4.2 Ventilationssystemet
Som tidigare nämnts förses kontorslokalerna på Västerport med värme och kyla genom tilluften. Ventilationssystemet är decentraliserat, vilket innebär att ett luftbehandlingsaggregat försörjer ett våningsplan med ca 1000 m2. Aggregatet är försett med en roterande
värmeväxlare med 85 % verkningsgrad och distribuerar luften med ett variabelt flöde. Systemet har ett konstant statiskt tryck ut i grenkanalerna vilket resulterar i att flödet kan regleras och varieras i olika zoner utan att påverka varandra. Systemet på Västerport kan delas upp i systemnivåer och zonnivåer, där regleringen på systemnivån påverkar hela
våningsplanet medan reglering på zonnivå endast hanterar en zon på våningsplanet som kan motsvara ett rum eller en del utav ett rum.
4.2.1 Systemnivå
Systemnivån innefattar kommunikationen mellan tryckgivaren i tilluftskanalen och fläkten som med ett satt börvärde styr varvtalet på fläkten för önskat tryck. Tilluftstryckets börvärde (90 Pa) är konstant och då detta är ett konstanthållningssystem styrs flödet och därmed fläkten för frånluften av tilluftens flöde. Den slavande frånluften regleras efter påkoppling av
samtliga frånluftsdon på våningsplanet, där flödet från WC och pentry prioriteras för att säkerställa minimiflödet därifrån.
ett satt börvärde. Börvärdet i de olika våningsplanen justeras in under en längre tidsperiod för att anpassas efter brukarnas önskemål. För att tillfredställa brukarnas behov och de varierade internlasterna varierar tilluftstemperaturen på Västerport mellan 15-30 ˚C.
4.2.2 Zonnivå
För att få en mer specifik reglering av temperaturen i zonen används rumstermostaten RTC ”ChangeOver” som rumsenhet (KST) (Bild 8). På rumstermostaten har brukaren själv möjlighet att påverka temperaturen genom en 7-gradig skala där neutrala läget motsvarar 22 °C.
Spjället och därmed luftflödet regleras av zonmanagern med hänseende på temperaturgivaren i grenkanalen (KZM) och i rummet (KST), se Tabell 2 samt Bild 8. Då grenspjällen ska ha möjlighet att reglera flödet samt klara luftflödeskraven begränsas det minsta flöde till 7 l/s och det högsta till 35 l/s. 90-95 % av donen i Västerport är passiva don, därmed justeras luftflödet vanligtvis i grenspjället för zonen (Berg, 2010).
Tabell 2
Temperaturförhållande Brukarens behov Luftflöde Rumstemperatur>Kanaltemperatur Varmare Luftflöde stryps
Kallare Luftflöde ökar Rumstemperatur<Kanaltemperatur Varmare Luftflöde ökar
Kallare Luftflöde stryps
4.3 Kontorslokalerna
Tre kontorslokaler i byggnaden Västerport undersöktes under detta examensarbete. Två av kontoren är kontorslandskap och det tredje är cellkontor.
Kontor 1 har 20 stycken anställda och är beläget på plan 7 (översta planet) i hus 3. Deras lokaler utgör halva våningsplanet och har cellkontorslösning. De bedriver en vanlig
kontorsverksamhet med normal kontorsbelastning (en person och dator per rum). Kontorets största fönsterytor vetter mot norr och väst, men har även kontorsrum i riktning mot syd och öst som vetter mot den öppna innergården. Kontorslokalen har ett antal rum som är
obemannade samt ett stort och två små konferensrum i de centrala delarna av lokalen (Bild 9). Kontor 2 har 20 stycken anställda, men belastningen i lokalen varierar mellan 3 och 20
personer och därmed även internlasterna. Kontoret är beläget på plan 4 i hus 2 och kontoret utgör ungefär en tredjedel av hela planet. Kontorets fasader vetter mot syd och öst samt i norr mot den gemensamma ljusgården. Företaget sitter i kontorslandskap samt har ett stort
konferensrum och två samtalsrum (Bild 10).
Kontor 3 utgör också endast en tredjedel av våningsplanet. Här sitter 30 stycken anställda, med en högre belastning än normalt, då varje person minst har två stycken dataskärmar. Kontoret är beläget på plan 5 i hus 1 och utgör halva norra fasaden samt östra fasaden (Bild 12).
4.3.1 Ventilationen på de undersökta kontoren
Som beskrivet i kapitel 4.2.1 styrs tilluftstemperaturen i varje våningsplan av fyra stycken temperaturgivare utplacerade i våningsplanet, luftflödet styrs av rumsenheten och
luftinblåsningen sker normalt genom passiva don i taket.
I Kontor 1 är två stycken av dessa fyra temperaturgivare placerade (GT1 och GT2), det är emellertid endast dessa två temperaturgivare som inverkar på tilluftstemperaturen, förutom den gemensamma frånlufttemperaturen. GT1 är placerad i överluften från konferensrummet och GT2 är placerad på väggen vid ingången till konferensrummet. Börvärdet som styr tilluftstemperaturen är 22 °C för våningsplanet. För att erhålla en tillfredställande temperatur på våningsplanet höjs detta börvärde till 22,5 °C mellan kl 06.00-12.00.
Då rummen på ett cellkontor har olika värme- och kylbehov beroende på internlasterna har varje rum delats upp i en enskild zon. Med hjälp av de 33 utplacerade rumsenheterna har brukarna därmed en större möjlighet att påverka luftflödet vilket tillgodoser de enskilda behoven bättre.
I Kontor 2 och 3 som är kontorslandskap delas zonerna upp per rumsenhet, som kan reglera en eller flera grenkanaler. Huvudkanalerna är ringmatade för att bättre kunna uppehålla det önskade trycket.
Kontor 2 har två stycken temperaturgivare installerade inom deras lokaler (GT3 och GT4). GT3 är placerad i mitten av kontorslandskapet (Bild 10) medan GT4 är placerad i den gemensamma frånluftskanalen från entrén och konferensrummet. Alla fyra temperaturgivare på våningsplanet har lika stor inverkan på tilluftstemperaturen. Börvärdet som styr
tilluftstemperaturen för våningsplanet justerades från 21,5 till 22 °C den 22 januari. Kontor 2 delar planet med ett servicecenter för ett annat företag som har en större aktivitet än Kontor 2. Därmed är kravet på rumstemperaturen olika i de två delarna av våningsplanet.
konferensrummet styr även spjället i frånluftskanalen, medan samtalsrummen har överluft ut till kontorslandskapet. Kontorslandskapet är uppdelat i två stycken zoner som regleras av de två rumsenheterna i rummet. Den ena zonen utgör de tre grenkanalerna i södra delen av kontoret, där deras grenspjäll regleras av rumsenheten KST5. Rumsenheten KST4 styr
grenkanalen (zonen) mot den östra fasaden. Förutom frånluftskanalen som leder ut luften från WC, kök och skrivarrummet har konferensrummet en egen frånluftskanal som
sammankopplas med frånluftskanalen från entrén.
Fyra stycken temperaturgivare är utplacerade på våningsplan 5 i hus 1, men endast en av dessa (GT1) är placerad i Kontor 3 (Bild 12). Börvärdet som styr tilluftstemperaturen är 22,6 °C och höjs till 22,9 °C mellan kl 06.00-07.00 på vardagar. Inom Kontor 3 är sex stycken rumsenheter utplacerade, där tre av dessa är placerade i kontorslandskapet och de andra i respektive samtalsrum samt rummet i västra delen av kontoret som styr aktiva don istället för grenspjäll (KST 1,5,6). De tre rumsenheterna i kontorslandskapet reglerar varsin zon i västra, nordöstra och östra delen av kontoret (KST 2,3,4) (Bild 13).
Bild 10 Kontor 2 med utsatta temperaturgivare (GT3 & GT4).
Bild 12. Kontor 3 (skuggad) med utsatt temperaturgivare GT1 i lokalen.
5 Mätningar
Mätningarna i de tre kontorslokalerna skall verifiera att myndigheternas riktlinjer följs och därmed att kontoren har en bra termisk komfort med det valda tekniska systemet.
5.1 Mätinstrument
5.1.1 Temperatur, luftfuktighet samt lufthastighet
Bild 14 Tinytag Ultra 2
Gemini Data logger av märket Tinytag Ultra 2 mäter lufttemperaturen vid önskat intervall medan Tinytag Ultra också har en möjlighet att mäta den relativa fuktigheten i rummet. Beroende på modell har lufttemperaturen en upplösning på 0,35 ˚C respektive 0,02 ˚C. Den relativa luftfuktigheten har en upplösning på 0,32 % i denna modell. För att kontrollera att loggarna visar samma temperatur genomförs en kontroll av mätinstrumenten innan
utplacering. En TSI Modell 8386 användes även vid momentan mätning av luftfuktighet och lufthastighet.
5.1.2 Koldioxidmätning
Koldioxidmätning utförs med en CO2-Tinytag som mäter koldioxidhalten mellan 0-2000 ppm.
Loggern kontrollerades genom en jämförelse med en koldioxid-logger av samma sort innan utplacering.
5.1.3 Termisk komfort
En termisk komfortmätare Typ 1212 av märket Brüel & Kjaer är avsedd för mätning av det termiska klimatet och komfortbedömningar inom temperaturområdet från +5 till +40 ˚C samt där den relativa fuktigheten ej överstiger 91 %.
Den termiska komfortmätaren består av huvudinstrumentet där de tre parametrarna aktivitet, klädernas termiska isolationsgrad och vattenångtryck kan justeras till önskat läge. På
huvudomkopplaren väljs önskat värde eller index som ska visas i huvudinstrumentets display. De möjliga värden som den termiska komfortmätaren kan uppvisa är operativ temperatur, ekvivalent temperatur, komforttemperatur, differentiell temperatur, PMV samt PPD.
Värdet på den operativa temperaturen är samma värde som skulle visas om lufttemperaturen och strålningstemperaturen vore lika. Värdet på den ekvivalenta temperaturen är det värde som skulle ge samma torra värmetransport från kroppen i en miljö med stillastående luft. Värdet på komforttemperaturen är ett börvärde som beräknas automatiskt i komfortmätaren, utifrån de inställda värdena på frontpanelen. Den differentiella temperaturen är det värde som den ekvivalenta temperaturen bör ändras för att en genomsnittsperson med viss
beklädnadsisolation och aktivitet ska uppleva termisk komfort (Brüel & Kjaer, 1982).
Bild 16 Mätkroppen MM0023
Mätkroppen MM0023 är en ellipsoidformad elektronisk ”globtermometer” som är ansluten till huvudinstrumentet med en 3 meter lång kabel (Bild 16). Mätkroppen simulerar en människas termiska upplevelse där mätkroppen uppvärms till samma yttemperatur som en människa och justeras automatiskt av parametrarna på huvudinstrumentet. Den operativa temperaturen erhålls direkt från yttemperaturgivaren på mätkroppen. Formen på mätkroppen ska efterlikna en människas kroppsform så att både samma andel yta projiceras i horisontal respektive vertikal led. En person i sittande position efterliknas genom en vinkling av
mätkroppen 30 grader mot vertikalaxeln. För stillasittande personer skall mätpositionen vara 0,6 meter över golv (Brüel & Kjaer, 1982).
Mätinstrumentet Termisk komfortmätare Typ 1212 kontrollerades den 25 januari enligt de instruktioner som anges i instruktionsboken för mätinstrumentet (Brüel & Kjaer, 1982). Genom att använda förvaringsboxen för mätkroppen MM0023 och mäta den operativa temperaturen i boxen och jämföra detta med temperaturen på en kalibrerad
kvicksilvertermometer instucken i förvaringsboxen, skall temperaturdifferensen vara inom ±0,5°C, se Tabell 3 nedan.
Tabell 3
Mätinstrument Termisk komfortmätare Typ 1212 (°C) Kvicksilvertermometer (°C) dT
5.2 Tillvägagångssätt
5.2.1 Temperaturmätningar
Kravet på temperaturgradienten som anges i R1 (Ekberg, 2006) är speciellt intressant i detta fall då PPD tenderar att vara högre vid luftburen värme jämfört med uppvärmning med radiatorer eller golvvärme på grund av den skiktning i temperaturen som kan uppstå. Denna företeelse granskas genom en utplacering av loggar i två eller tre höjder i vertikal led i rummen med följande höjder i möjligaste mån: Ankelhöjd (0,10 m), sitthöjd (0,95 m) samt ståhöjd (1,90 m). Mätning sker med ett 20 minuters intervall.
Placering
I Kontor 1 är temperaturloggarna utplacerade i fyra rum i lokalen samt i de båda konferensrummen. Rummen är valda efter väderstreck samt ett obelastat rum är valt. I samtliga kontorsrum är loggarna utplacerade på samma höjdnivåer, enligt ovan. Rumsbeskrivning:
Rum 1: Nordlig riktning (3 loggar) Rum 2: Västlig riktning (3 loggar)
Rum 3: Sydlig riktning, obelastat rum (4 loggar) Rum 4: Sydlig riktning (2 loggar)
Rum 5: Konferensrummet (2 loggar) Rum 6: Lilla Konferensrummet (1 logger) (Bild B:1)
I Kontor 2 är temperaturloggarna utplacerade på två platser i kontorslandskapet samt i
konferensrummet och ett samtalsrum. Då möjligheten att placera en logger på ståhöjdsnivå ej var möjlig sitter dessa loggar på 2,50 m höjd. I konferensrummet och samtalsrummet sitter endast en logger på 0,70 m höjd.
Rumsbeskrivning:
Mätpunkt 1: Centrerat (3 loggar) Mätpunkt 2: Fönstergrupp (3 loggar) Mätpunkt 3: Konferensrummet (1 logger) Mätpunkt 4: Samtalsrummet (1 logger) (Bild C:1).
I Kontor 3 är även här temperaturloggarna utplacerade på två platser i kontorslandskapet; i västra delen och i den östra delen med en höjd på 0,10 och 0,95 m, samt i ett samtalsrum på höjden 0,70 m.
Rumsbeskrivning:
Mätpunkt 1: Väst (2 loggar) Mätpunkt 2: Öst (2 loggar)
Mätpunkt 3: Samtalsrummet (1 logger) (Bild D:1)
5.2.2 Koldioxidmätning
Koldioxidmätningen sker endast i det stora konferensrummet i Kontor 1 med ett
5.2.3 Mätning med termisk komfortmätare
Vid montering av den termiska komfortmätaren placerades mätkroppen MM0023 på 0,6 meters höjd över golvet med hjälp av ett stativ. Mätkroppen böjdes 30° mot vertikalaxeln för att motsvara en sittande person samt placerades på sämsta position i vistelsezonen, 1 m från fönster, eller närmre om brukarens befintliga position var utanför vistelsezonen.
Då mätningar endast utfördes i kontorslokaler förinställdes parametern för aktivitet till 1,2 met som motsvarar stillasittande kontorsarbete samt parametern för klädsel ställdes till 0,8 clo för normal inomhusklädsel samt 1,0 clo för vinterklädsel. Den relativa fuktigheten mättes med en TSI och parametern för vattenångtryck sattes till 0,3 kPa. Detta har enligt Brüel & Kjaer (1982) endast en sekundär inverkan på mätningarna.
5.3 Resultat och Analys
Mätningarna på Västerport utfördes under perioden 091220-100301. Utetemperaturen under perioden var väldigt gynnsam för undersökningen då temperaturen ett flertal gånger var under DVUT (Bild 17).
Resultaten av mätningar i bilderna i detta kapitel motsvarar en representativ vecka under mätperioden om inget annat nämns, bilder över hela perioden finnes i bilagorna B-D.
5.3.1 Temperaturmätningar
5.3.1.1 Temperaturgradient
Skillnaden mellan temperaturen i vertikalled i rummet kan påverka den termiska komforten markant. Då Västerport har takdon för tilluften kan en sådan temperaturgradient uppstå vid inblåsning av övertempererad luft med en låg lufthastighet som inte möjliggör den
omblandning av rumsluften som krävs. Genom mätpunkter på olika nivåer i planet kunde denna eventuella företeelse åskådliggöras.
Vid beräkning av maxvärde och medelvärde av temperaturgradienten över hela mätperioden har absolutbeloppet av differensen använts.
I Kontor 1 jämfördes temperaturmätningarna på låg nivå (0,10 m) och på hög nivå (1,90 m) i Rum 1-4, samt i det stora konferensrummet där loggarna placerats på 2,40 respektive 0,70 meters höjd över golvet. I lilla konferensrummet placerades endast en logger vilket medförde att jämförelsen inte var möjlig.
Temperaturgradienten går aldrig över 1,7 °C/m i någon av mätpunkterna i Kontor 1 och medelvärdet på gradienten över hela mätperioden är 0,5 °C/m (Bild B:2). R1:s riktlinjer på en temperaturgradient under 3 ˚C/m överstigs härmed aldrig utan ligger långt under detta värde. Den högsta temperaturgradienten sker vanligtvis på vardagsmorgnar mellan kl 07.00-09.00, se Bild 18. Under denna tid (06.00-12.00) är börvärdet som styr tilluftstemperaturen höjt 0,5 ˚C till 22,5 ˚C, vilket tillsammans med ökningen av internlasterna under denna tid kan vara den bidragande faktorn. En högre temperatur på den låga nivån har förekommit under
mätperioden i det obelastade rummet och i konferensrummet.
I Kontor 2 jämfördes mätresultaten från nivåerna Mellan (1,1 m) och Låg (0,1 m). Två mätpunkter i kontorslandskapet kontrollerades. Medelvärdet av temperaturgradienten är 0,4 °C/m och följaktligen lägre än i Kontor 1, dock är spridningen över dygnet större, se Bild 19. R1:s riktlinjer överstigs vid ett tillfälle under hela mätperioden, detta sker på eftermiddagen kl 14.00 på mätpunkten ”Fönstergrupp”, se Bild C:2. Vid denna tidpunkt är temperaturen på den låga nivån 18,4 °C. Även om tilluftstemperaturen under denna tidpunkt är 18 ˚C är
osäkerheten på detta värde stor, då denna temperatur ej är ihållande och därmed kan bero på en yttre faktor.
I Kontor 3 kontrollerades temperaturgradienten på två punkter i kontorslandskapet, på nivåerna Mellan (1,1 m) och Låg (0,1 m), se Bild D:2. Även här är temperaturgradienten relativt låg med en maximal gradient på 1,8 ˚C/m och ett medelvärde för hela perioden på 0,6˚C/m.
Bild 18 Maximalt värde samt medelvärdet av temperaturgradienten under en vecka i Kontor 1
Bild 19 Maximalt värde samt medelvärdet av temperaturgradienten under en vecka i Kontor 2
5.3.1.2 Temperaturdifferenser i planet
Tilluftstemperaturen till våningsplanen har en central roll för den termiska komforten i kontoren. Då uppvärmning och kylning sker genom luften och med endast en
tilluftstemperatur är möjligheten att värma och kyla samtidigt begränsad, vilket kan skapa problem vid för stora temperaturdifferenser i planet.
Åskådliggörandet av en eventuell temperaturdifferens i planet utfördes genom en jämförelse mellan mätpunkterna på mellannivå (0,7-1,10 m) på kontoren.
I Kontor 1 är mätningarna utförda i tre stycken kontorsrum i olika väderstreck, i det
obelastade kontorsrummet samt i de två konferensrummen. Konferensrummen är de rum som har störst påverkan på temperaturdifferensen i planet. Temperaturen i det lilla
konferensrummet utgör antingen min- eller maxtemperaturen i de uppmätta fallen med högst temperaturdifferens, se Bild B:18. Medelvärdet av temperaturdifferensen i planet över hela mätperioden är 1,4 ˚C, där en jämförelse endast mellan kontorsrummen visar en differens på 1,1 ˚C (Bild 21).
Tilluftstemperaturen till Kontor 1 varierar mellan 17-27 ˚C under dygnet, där uppvärmningen sker under natt och morgon, och kylningen av våningsplanet är som störst vid middagstid, då även maxtemperaturen på kontoret inträffar (Bild 24). Medelvärdet av temperaturen över hela mätperioden i Kontor 1 är 21,0 ˚C vilket är 1 ˚C lägre än börvärdet som styr
tilluftstemperaturen för planet.
I Kontor 2 är jämförelsen av temperaturdifferensen i planet gjord mellan de två mätpunkterna i kontorslandskapet samt mätpunkten i konferensrummet och samtalsrummet. Medelvärdet av temperaturen över hela mätperioden för de fyra mätpunkterna är 21,2 ˚C, vilket är 0,8 ˚C lägre än börvärdet som styr tilluftstemperaturen för våningsplanet. Temperaturhöjningen på
börvärdet som utfördes 22 januari från 21,5 ˚C till 22,0 ˚C har tillsynes haft en påverkan på både min och maxtemperatur samt de enskilda rummen (Bild C:3-11).
Även i Kontor 2 beror de största temperaturdifferenserna på konferens- och samtalsrummet. Medelvärdet av temperaturdifferensen i planet över hela mätperioden är 1,4 °C, medan temperaturdifferensen mellan de två mätpunkterna i kontorslandskapet är 0,2 °C (Bild 22). Konferensrummet har temperaturtoppar som liksom konferensrummet i Kontor 1 beror på varierad belastning. Samtalsrummen har en mer jämn men omvänd temperaturkurva mot de andra rummen, där en högre temperatur uppkommer utanför arbetstid, då de andra rummen har sin lägsta temperatur. Samtalsrummets temperaturkurva sammanfaller med
tilluftstemperaturen medan kontorslandskapets internlaster minskar påverkan av
tilluftstemperaturen. Tilluftstemperaturen till Kontor 2 varierar mellan 17-29 ˚C, där såsom i Kontor 1 uppvärmningen sker utanför arbetstid och morgon och en viss kylning sker under dagen (Bild 25).
I Kontor 3 jämfördes temperaturerna från de två mätpunkterna i kontorslandskapet samt mätpunkten i samtalsrummet. Medelvärdet av temperaturen över hela mätperioden i Kontor 3 är 21,7 °C och högre än i de andra kontoren, men även börvärdet som styr tilluftstemperaturen (22,6 °C) är högre här. De två mätpunkterna i kontorslandskapet och samtalsrummet har ett medelvärde på temperaturdifferensen över hela mätperioden på 0,6 °C och endast för kontorslandskapet 0,4 °C. Temperaturen i den västra delen är alltid lite högre än i den östra delen, dock är upplösningen på logger Öst Mellan 0,32 °C, vilket förhindrar en mer detaljerad analys av detta. Temperaturen i samtalsrummet ligger relativt jämnt under dagen.
Förväntningarna av denna mätning var att temperaturdifferensen skulle vara större i kontorsrummen än i kontorslandskapet på grund av variationen i internlasterna samt brukarnas möjlighet till påverkan genom rumstermostater. Vid inkludering av konferensrummen och samtalsrummen visade det sig att så inte var fallet. Dock vid
jämförelse endast mellan kontorslandskapen i Kontor 2 (0,2 ˚C) och Kontor 3 (0,4 ˚C) med cellkontoren i Kontor 1 (1,1 ˚C) är temperaturdifferensen större i cellkontoren, även om denna temperaturdifferens är marginell.
Bild 21 Max- och mintemperaturen i det horisontella planet på mellannivå i Kontor 1.
Bild 22 Max- och mintemperaturen i det horisontella planet på mellannivå i Kontor 2.
Bild 24 Tilluftstemperaturen för hus 3 plan 7 (Kontor 1).
Bild 25 Tilluftstemperaturen för hus 2 plan 4 (Kontor 2).
Bild 26 Tilluftstemperaturen för hus 1 plan 5 (Kontor 3).
5.3.2 Fuktmätningar
Under vintertid kan problem med torr luft lätt uppkomma på grund av den låga fukthalten i uteluften. Fyra mätningar av fukthalten har utförts; I stora konferensrummet i Kontor 1, i stora konferensrummet samt lilla samtalsrummet i Kontor 2 och i samtalsrummet i Kontor 3.
Fukthaltskurvorna i de olika rummen följer varandra väl under hela perioden. Kurvorna följer även utetemperaturkurvan vilket bekräftar fukthaltens beroende av tilluftens fukthalt (Bild 27 & Bild 28). De värden som avviker antas vara vid hög belastning av rummet. Den relativa fuktigheten på de tre kontoren varierar mellan 3-35%.
Bild 27 Luftfuktighet i konferens- och samtalsrummen i de tre kontoren.
Bild 28 SMHI:s uppmätta utetemperatur i Stockholm under perioden 20090125-20100201 (Wingqvist, 2010) 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 0125 0126 0127 0128 0129 0130 0131 0201 R e lativ lu ftf u kt ig h e t (% ) Datum
5.3.3 Koldioxidmätning
Då luftflödet regleras av rumsenheten RTC Change Over är det intressant att åskådliggöra funktionsdugligheten i rum med varierande belastning, som exempelvis ett konferensrum. Bild 29 visar hur koldioxidhalten och lufttemperaturen varierar i stora konferensrummet i Kontor 1. CO2-kurvans branta avtagande visar att föroreningarna ventileras bort snabbt. Även
lufttemperaturen följer denna trend. Den maximala CO2-halten ligger på 964 ppm vilket ligger
under myndigheternas råd på 1000 ppm, se Bild B:20. Då koldioxid är ett riktvärde på luftkvaliteten visar bilden även ventilationssystemets förmåga att hålla luftkvaliteten inom R1:s riktlinjer.
Bild 29 Lufttemperaturen och CO2-halten i stora konferensen i Kontor 1 under en vecka
5.3.4 Lufthastighetsmätning
Mätning av lufthastigheter utfördes vid fönster, golv i vistelsezon samt även vid tangentbord där bord stod dikt mot vägg/fönster. Få höga lufthastigheter uppmättes på kontoren, dock enstaka lufthastigheter upp mot 0,23 m/s uppmättes på fönsterbrädor i rummen, däremot uppmättes inga lufthastigheter över 0,15 m/s vid golv i vistelsezonen. En lufthastighet över det tillåtna värdet (0,21 m/s) uppmättes vid tangentborden på arbetsplatserna i mitten av Kontor 3, dessa ligger 0,20 cm från vägg och följaktligen utanför den definierade
vistelsezonen. Bidraget från lufthastigheter tas även upp i nästkommande kapitel i form av den ekvivalenta temperaturen.
350 550 750 950 1150 1350 1550 18 19 20 21 22 23 24 0125 0126 0127 0128 0129 0130 0131 0201 C O₂ (PPM ) Te m pe ra tur ( °C) Datum
5.3.5 Termisk komfortmätning
Den termiska komfortmätningen utfördes på förmiddagen 2010-02-02, då utetemperaturen var mellan -8 och -6 ˚C vilket är en högre temperatur än den dimensionerande
vinterutetemperaturen (Fidelix, 2010).
Utetemperaturens påverkan på innetemperaturen har däremot varit liten och har endast visats under helger och utanför arbetstid, dock har även de extremaste utetemperaturerna
förekommit då. Hur detta påverkar den ekvivalenta och operativa temperaturen är dock oklart. I samtliga rum vid mätningen i Kontor 1 var belysningen på men rummen obemannade. Mätningen i det stora konferensrummet utfördes 20 minuter efter ett förmiddagsmöte med personalen. Kontor 2 och 3 hade normal bemanning vid mätningen.
Vid observationer av brukarnas klädsel på kontoren varierar denna mellan 0,8-1,0 clo. Mätresultaten som ses i Bild 30 och Bild 31 visar att den operativa temperaturen i de tre kontoren endast låg under R1s riktlinjer i ett rum. Detta rum är det obelastade rummet i Kontor 1 och hade en operativ temperatur på 19,8 ˚C. Totalt låg den operativa temperaturen på mätningarna mellan 19,8-22 °C där den senare är det optimala värdet för den operativa temperaturen enligt R1 (Ekberg, 2006).
Jämförelsen mellan den ekvivalenta temperaturen och den operativa temperaturen visar en viss påverkan från lufthastigheter. Dessa lufthastigheter påverkar temperaturen vid
mätpunkterna med 0 till 1,6 ˚C (vid 0,8 clo). Vid mätpunkten i köket i Kontor 1 påverkar lufthastigheten som mest. Denna mätpunkt ligger visserligen utanför vistelsezonen, 0,7 m från fönster, men brukarna vistas dock här då en lång kökssoffa är placerad mot ytterväggen. En stor differens mellan lufttemperaturen och den operativa temperaturen uppstår i
konferensrummen och samtalsrummet på Kontor 2, samtidigt som den operativa temperaturen och ekvivalenta temperaturen är likartade.
Vid de inställda parametrarna 1,2 met för aktivitet och 0,3 kPa för vattenångtryck är komforttemperaturen vid 0,8 clo 24,1 °C och vid 1,0 clo 22,8 °C. Brukarens kläder spelar härmed en avgörande roll för PPD-indexet (Bild 32). Mätningarna visar att riktlinjerna från R1 med ett PPD på 10 % vid TQ2 inte uppnås i någon av mätpunkterna med klädesfaktorn 0,8 clo, dock vid 1,0 clo är det endast de obelastade rummen som inte uppnår riktlinjerna. Det bör observeras att dessa riktlinjer förutsätter en klädesfaktor på 1,0 clo. Förutom att
Bild 30 Komfort-, luft, operativ samt ekvivalenttemperatur vid 0,8 clo och 1,2 met
Bild 31 Komfort-, luft, operativ samt ekvivalenttemperatur vid 1,0 clo och 1,2 met
Bild 32 PPD vid 0,8 och 1,0 clo i alla tre kontoren.
5.3.6 Mätningar på luftaggregaten
Då problemet med en för hög temperaturgradient inte har uppstått på Västerport mättes
luftflöde och tilluftstemperatur från luftaggregaten för att utreda detta närmre. Bilder visas här endast för Kontor 1, liknande bilder för Kontor 2 och 3 finnes i bilagorna C och D.
Bild 33 visar under vilka tider ett större luftflöde uppstår under en vecka. Detta mönster upprepar sig under alla veckor på alla tre aggregat som mättes. Flödet ökar markant under perioderna när kontoret är obemannat; kvällar och helger. I Bild 34 & Bild 35 ses sambandet mellan tilluftsflödet och tilluftstemperaturen, vilket även visar en tendens av en högre
temperatur vid de högre luftflödena. Då medeltemperaturen i Kontor 1 är 21,0 °C förefaller det som att kontoret kyls av tilluften större delen av kontorstiden och värms upp med hjälp av tilluften utanför kontorstid, se även bild C:15-16 och D:11-12 för de andra kontoren. Det låga tilluftsflödet sammanfaller även med den låga tilluftstemperaturen (Bild 24).
Bild 33 Tilluftsflödet under en vecka i Kontor 1
Bild 34 Tilluftstemperaturen och tilluftsflödet i Kontor 1 arbetstid (07.00-18.00).
Bild 35 Tilluftstemperaturen och tilluftsflödet i Kontor 1 icke arbetstid (18.00-07.00 + helger).
6 Enkätundersökning
Vid val av enkät undersöktes Örebro-, EcoEffect- och Stockholmsenkäten. Den senare är en etablerad enkät som har använts i ett otal bostadsprojekt men har en mindre andel
undersökningar inom kontorsbyggnader, jämförelsedata är till följd därav begränsad.
EcoEffect-metoden är en relativt ny enkät som har utvecklats utifrån Stockholmsenkäten i ett samarbete mellan Kungliga tekniska högskolan i Stockholm och Gävle högskola. Denna metod är framställd för en mer detaljerad undersökning av innemiljön på bland annat arbetsplatser, men då EcoEffect testades först i projektet Bo01 i slutet av 90-talet är
referensdata från Sverige såsom för Stockholmsenkäten begränsad (EcoEffect, 2009). Örebro-enkäten är den mest etablerade av de tre enkäterna med referensdata från ”friska hus” från 1990 samt fler senare projekt.
Då en jämförelse mellan Västerport och andra kontor var av stor betydelse valdes Örebromodellen.
6.1 Örebromodellen
Örebromodellen utvecklades av Arbets- & Miljömedicinska kliniken vid Örebros
universitetssjukhus. Modellen utgår från en enkätundersökning bland brukarna av lokalen då dessa anses ha den bästa förmågan att avgöra kvaliteten på inomhusklimatet. Den
standardiserade Örebroenkäten för arbetsmiljöer kom ut 1989 och finns nu i olika versioner tillämpat för skolor, förskoleverksamhet, sjukvårdsverksamhet, kontor och bostadshus. Utöver brukarens bakgrundsdata innehåller enkäten frågor om arbetsmiljö och upplevelse av
inomhusklimatet samt nuvarande symptom eller besvär, seBild E:1. Referensdata finns tillgänglig från 1990, där sju ”friska” kontor och två skolor utreddes (Andersson,et al. 1990). Denna friska arbetsmiljö definierades som en miljö där inga klagomål på inomhusklimatet hade registrerats. Även jämförelsedata med ett större samlat material finns tillgängligt. För att få en bra överblick av resultatet visas jämförelsen med referensdata i så kallade rosor. För att enkätundersökningen ska vara representativ ska bortfallet vara högst 25 %, om detta skulle vara fallet måste detta tas i beaktning vid analysen av resultatet (Arbets- och
miljömedicinska kliniken, 2009).
6.2 Metod
20 stycken enkäter delades ut i Kontor 1 respektive 2 via kontaktpersonen i kontoren. Då belastningen i kontoren är varierande antogs inte att alla enkäter skulle fyllas i. Enkäterna har kompletterats med samtal med brukarna under mätperioden.
I Kontor 3 delades inga enkäter ut men en viss jämförelse kunde göras med en tidigare ergonomirond där uppfattningarna om inneklimatet berördes.
Resultaten från enkäterna i de båda kontoren jämförs med ovannämnda insamlade
6.3 Materialstorlek
Då denna enkätundersökning är relativt liten blir tolkningen mer osäker då de enskilda
individerna får en större inverkan. Vid små material kan även tämligen stora skillnader mellan referensmaterialet och det aktuella studiematerialet åstadkommas av slumpen. Tabell 4 bör användas vid bedömningen för att kunna uttala sig om en förhöjd procent för en grupp med 100 personer (Arbets- och miljömedicinska kliniken, 2009).
Tabell 4
Exempel: Vid en grupp om 20 personer och en referensfrekvens på 6 % krävs en
besvärsfrekvens på 26 % (6 % + 20 %) för att kunna uttala en förhöjd frekvens för en grupp på 100 personer (Arbets- och miljömedicinska kliniken, 2009).
6.4 Resultat
Samlat resultat samt enkäten finnes i Bilaga E.
Svarsfrekvensen på de två kontoren är acceptabelt hög för tolkning, med 16 svarande i Kontor 1 och 15 svarande i Kontor 2, däribland 20 kvinnor och 11 män.
Resultatet av analysen från Örebros Universitetssjukhus visar att innemiljöerna i de båda kontoren i byggnaden Västerport generellt upplevs som väldigt bra och är klart bättre än motsvarande tidigare undersökningar av kontorsbyggnader (Andersson, 2010). Skillnaden mellan de två kontoren är relativt liten och klagomåls- och symtomfrekvenserna ligger klart under det man brukar se i svenska cellkontor respektive kontorslandskap (Bild 36 & Bild 37). Totalt finns en överfrekvens av klagomål på låg temperatur (29 %), där kvinnor besväras mer än män, 40 % respektive 9 %, se Bild E:3. Kvinnor vill vanligtvis ha en högre temperatur än män, men vid observation av klädsel på kontoren tenderar även männen ha en klädsel med högre isolationsgrad än kvinnorna.
Klagomål på trötthet har även uttryckts, men symtomen kan inte relateras till innemiljön, se Bild E:2. Allergiker och icke allergiker (Figur 3) upplever miljön på likartat sätt vilket tyder på att luftkvaliteten är mycket bra och styrks även med att endast 6 % respektive 0 % tycker att luftkvaliteten är dålig. Två kommentarer har kommit in om för torr luft, medan
klagomålsfrekvensen är mindre på båda kontoren än i de friska referenskontoren. Den fysiska arbetsmiljön i de båda kontoren upplevs med detta väldigt positiv, dock är
bullerstörningar mer uttalad i kontorslandskapet, vilket är naturligt på grund av störningar från de andra brukarna. Störningar från ventilationen uppstår dock endast i Kontor 1 (6 %), se Tabell E:1. Det psykosociala klimatet upplevs också positivt, där många av personalen har hösnuva men för övrigt har relativt få allergiska sjukdomar. Brukarna i Kontor 1 upplever en viss stress men rapporterar inga mer omfattande stressrelaterade symtom.
Bild 36 Jämförelse mellan referensdata för friska byggnader (skuggat område), Kontor 1 (heldragen linje) samt ett stort material av cellkontor (streckad linje). (Andersson, 2010).
80% 40% Drag För hög rumstemperatur Varierande rumstemperatur För låg rumstemperatur
Instängd "dålig" luft Torr luft Obehaglig lukt Statisk elektricitet Andras tobaksrök Buller Belysning
Damm och smuts
40% 20% Trötthet Tung i huvudet Huvudvärk Illamående/yrsel Koncentrations-svårigheter Klåda, sveda, irritation i ögonen Irriterad, täppt eller rinnande näsa Heshet, halstorrhet Hosta Torr eller rodnad hud i ansiktet
Fjällning/klåda i hårbotten/öron
Torr, kliande, rodnad hud på händerna Annat
Figur 5.
INOMHUSKLIMAT
MILJÖFAKTORER
BESVÄR/SYMTOM
Arbetsmiljö MM 040 NA (ofta besvärad) % (ja,ofta) % Västerport - 2 Kontor Stockholm, januari 2010 Personal - Kontor 1 Referensdata enligt Rapport M5/90, www.orebroll.se/amm
Kontor 1 (n = 16) Ref (n = 5 568)
Bild 37 Jämförelse mellan referensdata för friska byggnader (skuggat område), Kontor 2 (heldragen linje) samt ett stort material av kontor med kontorslandskap (streckad linje) (Andersson, 2010). 80% 40% Drag För hög rumstemperatur Varierande rumstemperatur För låg rumstemperatur
Instängd "dålig" luft Torr luft Obehaglig lukt Statisk elektricitet Andras tobaksrök Buller Belysning
Damm och smuts
40% 20% Trötthet Tung i huvudet Huvudvärk Illamående/yrsel Koncentrations-svårigheter Klåda, sveda, irritation i ögonen Irriterad, täppt eller rinnande näsa Heshet, halstorrhet Hosta Torr eller rodnad hud i ansiktet
Fjällning/klåda i hårbotten/öron
Torr, kliande, rodnad hud på händerna Annat
Figur 6.
INOMHUSKLIMAT
MILJÖFAKTORER
BESVÄR/SYMTOM
Arbetsmiljö MM 040 NA (ofta besvärad) % (ja,ofta) % Västerport - 2 Kontor Stockholm, januari 2010 Personal - Kontor 2 Referensdata enligt Rapport M5/90, www.orebroll.se/amm
Kontor 2 (n = 15) Ref (n = 3 530)
7 Utvärdering av mätresultat och enkätundersökning
Upplevelsen av inomhusklimatet är ytterst subjektiv och även med en etablerad
enkätundersökning kan en överrepresentation av exempelvis människor som bor i lägenhet och är vana vid en högre innetemperatur eller andelen av ett visst kön ha en avgörande
betydelse för resultatet, speciellt i denna relativt lilla enkätundersökning. Vid jämförelser med de mätningar som har utförts kan sannolikt en mer objektiv bild av det termiska klimatet åskådliggöras.
Analysen av enkätundersökningen visar att de anställda i både Kontor 1 och 2 upplever inomhusklimatet som väldigt bra och att resultatet även var bättre än referensdata i många fall. Det återkommande och största problemet som uttrycks är en för låg innetemperatur. De lufttemperaturmätningarna som utförts resulterade i en medeltemperatur över hela mätperioden på 21,0 respektive 21,2 ˚C vilket är en normal temperatur inomhus vintertid. Vid den termiska komfortmätningen mättes den operativa temperaturen till
19,8-22 ˚C, vilket var ca 0,5 ˚C under lufttemperaturen vid de olika mätpunkterna.
Då R1:s riktlinjer rekommenderar en operativ temperatur, mellan 20-24 ˚C, kan dessa kontor inte klassas som kontor med ovanligt låg innetemperatur, även om en högre temperatur skulle vara möjlig. Den ekvivalenta temperaturen ligger även den över riktlinjerna, förutom i de obelastade rummen.
Klagomålen i köket på Kontor 1 kan vid jämförelse med den termiska komfortmätningen visa på en tämligen låg innetemperatur i jämförelse med de andra rummen, men även en stor påverkan av drag, vid yttervägg och fönster. Detta problem förstoras då brukarna vistas utanför vistelsezonen på grund av möbleringen, detta kan vara en bidragande faktor till de klagomål på drag som har uttryckts i Kontor 1.
Kommentarerna om kalla samtalsrum i Kontor 2 har uttryckts i enkätundersökningen, även om lufttemperaturen i rummet ligger mellan 20,2-24,2 ˚C. Den termiska komfortmätningen visar en låg lufthastighetspåverkan, men en hög strålningspåverkan. Då den låga
tilluftstemperaturen sammanfaller med ett lågt tilluftsflöde, kan den stora skillnaden mellan den operativa temperaturen och lufttemperaturen i konferensrummen och samtalsrummen möjligtvis förklaras med en låg strålningstemperatur från taket.
Endast två kommentarer har uttryckts angående torr luft och resultatet i enkätundersökningen är bättre än för referensdata för de friska husen. Då mätningen utfördes under en
förhållandevis kall vinter och RF har varierat mellan 3-35 % visar detta uttryckligen fukthaltens låga inverkan på inomhusklimatet.
