AKADEMIN FÖR TEKNIK OCH MILJÖ
Avdelningen för bygg-, energi- och miljöteknik
Förbättrat inomhusklimat med lägre energiförbrukning i öppet kontorslandskap
(Ventilationens påverkan på inomhusklimatet och termisk komfort)
Christopher Magnusson 2019
Examensarbete, Grundnivå (kandidatexamen), 15 hp Energisystem
Energisystemingenjör, 180 hp
Handledare: Taghi Karimipanah
Sammanfattning
Idag spenderas en stor del av vår tid inomhus, det ställer krav på inomhusluften.
Koldioxid och andra föroreningar, som stannar i luften vid dåligt ventilerade lokaler, påverkar negativt och är bevisat att påverka prestationen och produktiviteten hos människor i specifika uppgifter. Idag läggs mycket fokus på miljösmarta lösningar och effektiviseringar, men ibland glöms inomhusklimatet bort. För att människor ska få en behaglig upplevelse av inomhusklimatet krävs kvalité på inomhusluften men också på den termiska komforten.
Huvudsyftet med examensarbetet är att förklara hur det går att uppnå förbättrat inomhusklimat och samtidigt minska energiförbrukningen. Genom att minska energibehovet kan företag bli mer konkurrenskraftiga och samtidigt rusta sig mot de stigande elpriserna. Det finns även en ekonomisk fördel för företag såväl som för privata bostäder. Examensarbetet består utav en fallstudie, där luftenstemperatur och fuktighet kommer at loggas och data genereras. Loggning kommer att ske vid två tillfällen. Först i början för att få en uppfattning om varför personalen upplever dåligt inomhusklimat och sedan efter justering av luftflödena för att se skillnaden i förändringen av inomhusklimatet och energipåverkan.
Genom att justera systemet och sammanställa resultat har forskningsfrågan
”Kan inomhusklimatet förbättras samtidigt och samtidigt minska energiförbrukningen?”
besvarats. Litteraturstudien visar att om alternativa ventilationsprinciper används, istället för det konventionella omblandande systemet, går det att minska energiförbrukningen samtidigt som inomhusklimatet förbättras. Detta har gjorts genom att golvventilation använts där tilluften tillförts lågt och undertempererad för att luften ska stiga genom de termiska krafterna. Resultatet visar att termisk komfort försämrats enligt enkätstudierna, men samtidigt visar det en förbättring av inneklimatet i enskilda frågor. Mätresultaten indikerar även på förbättrad ventilation och inomhusklimat. Slutligen presenterades energibesparingsåtgärder som företaget kan göra för att minska energibehovet och samtidigt förbättra den termiska komforten.
Nyckelord: Ventilation, inomhusklimat, termisk komfort
Abstract
Today, much of our time is spent indoors, which places demands on indoor air quality. Carbon dioxide and other pollutants that stay in the air in poorly ventilated areas premises, adversely affects and is proven to affect performance and productivity in people in specific tasks. Today, much focus is placed on environmental smart solutions and efficiency improvements, but sometimes the indoor climate is forgotten. In order for people to have a pleasant experience of the indoor climate, the quality of the indoor air is required, but also the thermal comfort.
The main purpose of the thesis is to explain how it is possible to achieve improved indoor climate and at the same time reduce energy consumption. By reducing energy demand, companies can become more competitive while at the same time equipping themselves with rising electricity prices. There is also an economic advantage for companies as well as for private homes. The thesis consists of a case study, where air temperature and humidity will be logged and data generated.
Logging will happen on two occasions. First in the beginning to get an idea of why the staff experience poor indoor climate and then after adjusting the air flows to see the difference in the change in the indoor climate and energy impact.
By adjusting the system and compiling results, the research question "Can the indoor climate be improved at the same time and at the same time reduce energy consumption?"
is answered. The literature study shows that about alternative ventilation principles used, instead of the conventional mixing system, it can be reduced energy consumption while improving the indoor climate. This has been done by using floor ventilation where the supply air has been supplied low and under tempered in order for the air to rise through the thermal forces. The results shows that thermal comfort deteriorates according to survey studies, but at the same time it shows an improvement in the indoor climate on individual issues. The measurement results also indicate improved ventilation and indoor climate. Finally, energy-saving measures are presented that the company can do to reduce energy demand while improving thermal comfort.
Keyword: Ventilation, indoor climate, thermal comfort
Förord
Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng och är C-nivå inom energiingenjörspro- grammet vid Högskolan i Gävle. Arbetet utfördes i samarbete med InventiAir AB och syftar på att minska energiförbrukningen och optimera inomhusklimatet genom förändring i ventilationssystemet.
Examensarbetet har givit författaren god kunskap inom en fastighets energisystem och inomhusklimat.
Jag vill börja med att rikta ett stort tack till Martin Sellö, VD och handledare från InventiAir AB, för den kunskap och vägledning du givit mig, men också för att du gav mig chansen att få vara med i detta spännande projekt.
Jag vill även tacka Roland Forsberg och Taghi Karimipanah, handledare från Högskolan i Gävle, för ert engagemang och vägledning.
Vidare vill jag tacka Nicklas Ulin (Milen Ventilation AB), Oktay Körhan (InventiAir AB), Tommy Roos (Roosfjällen) och Anderas Dolph (H2M) för ett gott och lärorikt samarbete i projektet.
Slutligen vill jag tacka min familj och mina vänner som stöttat mig under tiden som jag bott och studerat i Gävle.
Christopher Magnusson 2019-05-25
Stockholm
Beteckningar
Symboler Beskrivning Enhet
A Area m2
fcl klädytans ytfaktor –
hc Konvektiv värmeöverföringskoefficient W/m2K
i Entalpi kJ/kg
Icl klädinsolation m2K/W
Ik Internt kylbehov för överskottsvärme kW
M Metabolism W/m2
P Effekt W
T Temperatur ˚C
ta Luftens temperatur °C
tcl Klädytans temperatur °C
tr Medelstrålningstemperatur °C
pa Partialtryck Pa
v Luftflöde m3/s
var Relativ lufthastighet m/s
W Mekanisk kraft W/m2
ρ Densitet kg/m3
Förkortningar Beskrivning
AMV Actual mean vote
CO2 Koldioxid
DUT Dimensionerande utetemperatur
FTX Från- och tilluftsventilation med värmeväxlare
PMV Predicted mean vote
PPD Predicted percentage of dissatisfied
SBS Sick building syndrome
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Litteraturstudie ... 1
1.2.1 Inomhusklimat ... 1
1.2.2 Ventilationssystem ... 5
1.2.3 Ventilationsprinciper ... 7
1.2.4 WELL Certifieringsstandard ... 8
1.2.5 Litteratursammanfattning ... 10
1.3 Syfte ... 11
1.4 Förfarande ... 11
1.5 Estetiska Ställningstaganden ... 11
2 Metod ... 12
2.1 Metod För Datainsamling ... 12
2.2 Mätinstrument och Program ... 12
2.2.1 Beräkning av Kylbehov ... 12
2.3 Enkäter ... 13
2.4 Genomförande ... 13
3 Resultat & Diskussion ... 14
3.1 Resultat av Enkätstudie 1 ... 14
3.1.1 Individuella Kännetecken ... 14
3.1.2 Enkätstudie 1 – Termisk Komfort ... 15
3.1.3 Enkätstudie 1 – Inomhusklimat ... 16
3.1.4 Beräkning av AMV ... 18
3.2 Mättillfälle 1 ... 19
3.3 Resultat av Enkätstudie 2 ... 20
3.3.1 Enkätstudie 2 – Termisk Komfort ... 20
3.3.2 Enkätstudie 2 – inomhusklimat ... 21
3.3.3 Beräkning av AMV ... 23
3.4 Mättillfälle 2 ... 24
3.5 Energibesparingsåtgärd ... 25
4 Diskussion ... 27
4.1 Validering av enkätstudierna ... 28
4.2 Validering av mätresultaten ... 28
4.3 Validering av energibesparingen ... 28
4.4 Problem som uppstod ... 28
5 Slutsatser ... 30
5.1 Resultat av Studien ... 30
5.2 Utveckling ... 30
5.3 Perspektiv ... 30
Referenser ... 32
Bilaga A – Enkät ... 35
Bilaga B – Planritning & Temperaturgivarna ... 38
Bilaga C – Temperaturdata ... 40
Bilaga D – InventiAir galler ... 64
Bilaga E – Mollierdiagram ... 65
Bilaga F – PPD diagram... 66
Figurförteckning
Figur 1. Kognitivförmåga för testpersonerna i forskningen. Varje linje representerar
enskilda personer som utsätts för tre nivåer av koldioxid i luften. Hämtat från [16] ... 5
Figur 2. Temperaturgivare, från OUMAN, som användes vid mätningarna. Hämtad från [25] ... 12
Figur 3. Antal år på arbetsplatsen ... 14
Figur 4. Personalens ålder, där Färgerna står för åldersintervallen och y-led står för antalet personer i det i intervallet ... 14
Figur 5. Fördelningen av kön mellan personalen ... 15
Figur 6. Resultat från första utskickade enkäten. Detta är resultatet från delen om termisk komfort ... 16
Figur 7. Upplevt inomhusklimat i Enkätstudie 1 ... 17
Figur 8. Upplevelse av ljudstörningar från ventilation ... 17
Figur 9. Trendskurva 16/05/2019 – 21/05/2019 tilluftens temperatur ... 19
Figur 10. Trendkurva 16/05/2019 – 21/05/2019 Alla givare ... 19
Figur 11. Trendkurva 01/05/2019 –21/05/2019 Alla givare för den senaste månaden ... 20
Figur 12. Temperatur i vistelsezonen ... 20
Figur 13. Enkätstudie 2 – Temperatur och termisk komfort ... 21
Figur 14. Upplevt inomhusklimat i Enkätstudie 2 ... 22
Figur 15. Ljudstörningar från ventilation ... 22
Figur 16. Trendkurva 21/05 – 24/05 för alla givarna ... 24
Figur 17. Frånluftens temperatur före och efter justeringarna ... 25
Figur 18. Temperatur i vistelsezon ... 25
Figur 19. Enkätstudie ... 35
Figur 20. Enkätstudie ... 36
Figur 21. Enkätstudie ... 37
Figur 22. Planritning med givarplaceringar - Notera att inte alla givarna finns med i planritningen eftersom de tillkom i ett senare skede (De gulmarkerade är de nya gallrens placering & riktning) ... 38
Figur 23. Temperaturgivarna i real tid ... 39
Figur 24. InventiAir galler liknande de lades in i lokalen, hämtat från [29]. Se även [30] ... 64
Figur 25. InventiAir galler, hämtat från [29]. Se även [30] ... 64
Figur 26. Visualisering av luftflöde med InventiAir galler, där luftflödet riktas 90˚ för att ventilera vistelsezonen effektivare , hämtat från [29]. Se även [30] ... 64 Figur 27. Moilerdiagram, hämtat från [26] ... 65 Figur 28 PPD i förhållande till PMV, hämtat från [12] ... 66
Tabellförteckning
Tabell 1. PMV skalan för upplevt termiskt klimat. ... 4
Tabell 2. Personalens åsikter i frågan: Annat besvär gällande inomhusluften ... 17
Tabell 3. Personalens svar i PMV-skalan ... 18
Tabell 4. Personalens svar i PMV-skalan ... 23
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Kunskapen om inomhusklimat och hur det påverkar oss människor har under en längre tid varit stor. En god tillförsel av frisk luft och rätt temperatur i byggnaden leder till ett behagligare klimat att vistas i. Idag spenderas 90% av tiden inomhus[1],[2] det innebär att avsevärt mycket mer av luften som människan andas in är inomhusluft. Detta ställer krav på luftens kvalité. Luftens kvalité påverkas av damm, koldioxid och emissioner från bl.a. byggnadsmaterial[3]. Att spara energi eller effektivisera är inte alltid enkelt. Det har stor betydelse vilket ventilationssystem som är befintligt och vilken princip som används.
I detta examensarbete ska en studie göras om huruvida inomhusklimatet i en kontorslokal kan förbättras och om det går att göra energibesparingar samtidigt.
Personalen som arbetar i kontoret upplever att temperaturen och luftkvalitén är ojämn vid olika delar av lokalen. Arbetet har gjorts i samarbete med InventiAir AB.
InventiAir arbetar med att skapa nya lösningar för ventilationssystem där inomhusklimatet och energiminskning är i fokus. I studier gjorda på Högskolan i Gävle har tilluftsdon från InventiAir testats och jämförts med konventionella tilluftsdon, resultatet visar att fläktens energibesparing blir 50-60 % vid användning av tilluftsdon från InventiAir samtidigt som inomhusklimatet förblir oförändrad[4].
1.2 Litteraturstudie
Litteraturstudien är gjord som grund till vidare forskning inom ämnena energi, ventilation och inneklimat. De sökmetoder som använts vid litteratursökningen är främst Discovery, som är sökportal för högskolans databaser och kataloger. Utöver Discovery hämtades information från litteratur som använts i tidigare kurser.
1.2.1 Inomhusklimat
Att förbättra inomhusklimatet är nödvändigt för att öka människans välmående och produktivitet, speciellt för personer som jobbar på kontor[5]. För att uppnå behagligt och friskt inomhusklimat spelar en del faktorer betydande roll. Luftens kvalité och termisk komfort är två viktiga delar, men även ljus, ljud och andra delar av inomhusmiljön spelar sin roll för att uppnå ett trivsamt inomhusklimat.
Utomhusluften innehåller en mängd olika partiklar och föroreningar, bl.a.
koldioxid. Länge har fokus lagts på utomhusluftens kvalité, medan inomhusluften tagits förgiven. Inomhusluftens kvalité kan i många fall vara mycket sämre än utomhus luften [2] eftersom det bildas föroreningar inomhus genom människor, aktiviteter, byggnadsmaterial, etc. Eftersom 90 % av tiden spenderas inomhus har ventilationen en viktig roll för inomhusklimatet och termiska komforten. I
i lokalen, samt öka människans välmående och produktivitet. Kontrollsystem används för att upptäcka samt effektivt bortföra partiklar och minska föroreningarna i lokalen, men också för att kontrollera ventilationskanaler etc.
för att underhålla systemen från damm som kan bildas.
Många upplever ventilation olika, en del tycker det är dålig luft och känner sig trötta, medan andra tycker det är för mycket luft och kanske upplever drag. Exempelvis används bordsfläktar när temperaturen stiger och personerna behöver tillfällig kylning. Detta ska till största mån undvikas då fläktar skapar en turbulensströmning av luftflödet[6],[7]. Detta innebär att luftutbytet blir sämre då den nya fräscha luften som ventilationssystemet bidrar med, blandas med den gamlas förorenade luften i rummet.
Ett friskt inomhusklimat handlar inte enbart om att människor ska hindras från att bli sjuka, utan också om att kunna vara produktiva vilket leder till en mer trivsam vistelse i lokalen[1]. En faktor till god inomhusluft är att styra av luftflödena till vistelsezonen. Att styra ventilationen till ytor där folk oftast befinner sig kan leda till ett bättre upplevt inomhusklimat, men det kan också leda till en minskning av energin eftersom det kräver lägre luftflöden [8]. Motsatsen till ett friskt inomhusklimat är Sick building syndrome (SBS), sjuka hus, där personerna upplever inomhusklimatet negativt och är orsaken till hälsobesvär som skapas. Symptomen från SBS är huvudvärk, inflammation och irritation av ögon, näsa, hals och hud, samt hosta, yrsel, illamående och utmattning[9]. Normalt uppstår symtomen när personerna befinner sig i huset och avtar när personerna lämnar. Av detta skäl kallas det sjuka hus-sjukan. Kvinnor är speciellt känsliga mot sjuka hus då de tenderar att reagera på symtomen i högre grad än män[9],[5]. Orsaken till sjuka hus är inte ett, utan flera.
Dålig luft, smuts och damm är några orsaker men även oljud, dåligt ljus och partiklar från byggnadsmaterial bidrar till dåligt inomhusklimat.
1.2.1.1 Termisk komfort
För att skapa ett bra inomhusklimat ställs det krav på termiska komforten. Termisk komfort påverkas framförallt av luftens temperatur och flöde[10]. För att skapa termisk komfort i lokalen är det viktigt att hålla jämn och behaglig inomhustemperatur oberoende av den varierande utomhustemperaturen, samt att undvika drag som kan bildas av ventilationen[11]. Drag innebäroönskad kylning av kroppen och skapas av luftens rörelse i kontakt med kroppen[12]. För att få en jämn temperatur i lokalen är den omblandande principen enklast eftersom tilluften tillförs med samma temperatur som rumsluften. Det finns två nackdelar med den omblandande principen. Det används mer energi än vad som egentligen behövs eftersom hela rummet ventileras[6],[13]. Det är omöjlig att skapa ett termiskt klimat där alla är nöjda eftersom alla upplever komforten olika och enligt ekvation (5) kan PPD-värdet inte bli lägre än 5 %, se även Figur 28 i Bilaga F som demonstrerar grafen utav PPD-ekvationen och där det tydligt går att se hur PPD aldrig blir lägre än 5%.
För att beräkna termisk komfort kan PMV-ekvationen, ekvation (1), användas och beräkna genomsnittliga upplevelsen av det termiska klimatet enligt PMV skalan, se Tabell 1 [14],[12]. Dock krävs det värden för de sex komfortparametrarna för att kunna genomföra PMV-beräkningen. Komfortparametrarna består utav metabolism, klädisolation, lufttemperatur, strålningstemperatur, lufthastighet och fuktighet. PMV-värdet används sedan för att beräkna PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) index, se ekvation(5), som visar förväntad andel missnöjda med det termiska klimatet. AMV (Actual Mean Vote) [15] samlar röster från personer där de röstar på ett nummer mellan -3 och +3, enligt Tabell 1, beroende på upplevelsen av det termiska klimatet, där -3 är som kallast och +3 varmast. För att uppnå ett accep- tabelt termisk klimat bör minst 80 % vara nöjda[14].
𝑃𝑀𝑉 = [0,303 ∙ exp(−0,036 ∙ 𝑀) + 0,028] ∙ {(𝑀 − 𝑊)
− 3,05 ∙ 10−3∙ [5733 − 6,99 ∙ (𝑀 − 𝑊) − 𝑝𝑎]
− 0,42[(𝑀 − 𝑊) − 58,15] − 1,7 ∙ 10−5
∙ 𝑀(5867 − 𝑝𝑎) − 0,0014 ∙ 𝑀(34 − 𝑡𝑎) − 3,96
∙ 10−8∙ 𝑓𝑐𝑙[(𝑡𝑐𝑙+ 273)4− (𝑡𝑟 + 273)4] − 𝑓𝑐𝑙
∙ ℎ𝑐(𝑡𝑐𝑙− 𝑡𝑎)}
(1)
𝑡𝑐𝑙 = 35,7 − 0,028(𝑀 − 𝑊) − 𝐼𝑐𝑙{3,96 ∙ 10−8∙ 𝑓𝑐𝑙
∙ [(𝑡𝑐𝑙 − 273)4− (𝑡𝑟 − 273)4] + 𝑓𝑐𝑙
∙ ℎ𝑐(𝑡𝑐𝑙 − 𝑡𝑎)}
(2)
ℎ𝑐 = {2,38 ∙ |𝑡𝑐𝑙− 𝑡𝑎|0,25 𝑑ä𝑟 2,38 ∙ |𝑡𝑐𝑙− 𝑡𝑎|0,25> 12,1 ∙ √𝑣𝑎𝑟
12,1 ∙ √𝑣𝑎𝑟 𝑑ä𝑟 2,38 ∙ |𝑡𝑐𝑙− 𝑡𝑎|0,25 < 12,1 ∙ √𝑣𝑎𝑟 (3) 𝑓𝑐𝑙 = {1,00 + 1,290𝑙𝑐𝑙 𝑑ä𝑟 𝑙𝑐𝑙 ≤ 0,078
1,05 + 0,645𝑙𝑐𝑙 𝑑ä𝑟 𝑙𝑐𝑙 > 0,078 (4) Tabell 1. PMV skalan för upplevt termiskt klimat.
1.2.1.2 CO2 påverkan på inomhusklimatet
Sedan länge är det känt att koldioxid i luften påverkar inomhusklimatet negativt. Dålig inomhusluft och ökad koldioxidhalt försämrar produktiviteten och människans välmående[16]. I en forskning[16] testades den kognitiva förmågan av tjugofyra personer i kontorsmiljö utsatt för ventilationsluft med koldioxid i tre nivåer. Green+
representerar högt tilluftsflöde med utomhusluft. Medium CO2 representerar koldioxidmängden som normalt finns i konventionella ventilationssystem, ofta vid omblandande ventilation. High CO2 representerar hög nivå av koldioxid som oftast finns kvar i dåligt ventilerade lokaler. Forskningen[16] utfördes under sex dagar och testpersonerna var inte medvetna om vilken typ av luft som tillfördes lokalen.
Resultatet visar att poängen i mätningarna utgörs utav hur bra ventilation och CO2
halten är i rummet, se Figur 1. Vid en ökning av 400 ppm CO2 minskar den kognitiva förmågan hos testpersonerna med 21 % och vid en ökning av utomhusluft med 9,44 l/s ökar den kognitiva förmågan med 18 % [16].
+3 Hett +2 Varmt
+1 Någorlunda varmt 0 Neutralt
-1 Någorlunda kallt -2 Kallt
-3 Väldigt kallt
𝑃𝑃𝐷 = 100 − 95 ∙ 𝑒(−0,03353∙𝑃𝑀𝑉4− 0,2179∙𝑃𝑀𝑉2)
(5)
Figur 1. Kognitivförmåga för testpersonerna i forskningen. Varje linje representerar enskilda personer som utsätts för tre nivåer av koldioxid i luften. Hämtat från [16]
1.2.2 Ventilationssystem 1.2.2.1 Naturlig ventilation
Naturlig ventilation syftar på utbytet mellan utomhus- och inomhusluft. I naturlig ventilation används ingen tillförd energi för att ventilera byggnaden, istället drivs luften av de termiska krafterna och tryckskillnaden mellan inomhus- och utomhusluften[17]. Termiken sker genom densitetsskillnaden i luften.
Densitetskillanden uppstår när temperaturskillnaden ökar. Naturlig ventilation är ett energi- och miljövänligt alternativ, framförallt när behovet av ventilation inte är lika stort. Vid extrema temperaturförändringar fungerar naturlig ventilation inte lika bra.
Under vintertid kan den naturliga ventilationen påverka uppvärmningen negativ och mer energi kan behövas för att värma lokalen, istället är hybrid- eller mekanisk ventilation att rekommendera.
1.2.2.2 Mekanisk ventilation
Idag är det vanligt att installera mekanisk ventilation i nya byggnader. Detta innebär en ökning av energianvändningen, eftersom den mekaniska ventilationen kräver elektricitet, vilket i sin tur påverkar klimatet och den globala uppvärmningen. Det
finns både för- och nackdelar med mekanisk ventilation. Om mekanisk ventilation med värmeåtervinning (FTX) installeras i hus med naturlig ventilation, kan ca 30% av energin från uppvärmningen sparas [18].
1.2.2.3 Hybrid ventilation
Hybrid ventilation är en kombination av naturlig och mekanisk ventilation, där den mekaniska ventilationen startar när den naturliga ventilationen inte ventilerar tillräckligt. De senaste två årtionden har många studier fokuserat på hur det, så långt som möjligt, går att ta tillvara på naturlig ventilation för att minska energianvändningen som mekanisk ventilation kräver[17]. Problemen uppstår under vintersäsongen när värmebehovet ökar. Den naturliga ventilationen kan påverka uppvärmningen negativt och mer energi kan behövas för att värma byggnaden. Det samma gäller på sommaren, när temperaturen stiger räcker inte den naturliga ventilationen att kyla byggnaden, medans den mekaniska ventilationen är ett reliabelt alternativ eftersom systemet inte påverkas av utomhustemperaturen i lika stor utsträckning[17]. Syftet med hybrid ventilation är att använda den naturliga ventilationen så långt det går, för att spara energi som annars behövs i den mekaniska ventilationen.
1.2.3 Ventilationsprinciper 1.2.3.1 Omblandande ventilation
Omblandande ventilation fungerar genom att tillförseln av uteluft sker med hög hastighet och blandas ut med den gamla förorenade luften som finns i rummet.
Principen innebär att den nya luften blandas med den gamla för att minska föroreningarna och hålla jämn temperatur i lokalen[19]. När temperaturskillnaden minskar mellan tillufttemperaturen och rumstemperaturen, minskar även ventilationseffektiviteten för omblandande ventilation[19].
1.2.3.2 Stratifierad ventilation
Stratifierad ventilation bidrar med en ojämn temperatur i lokalen. Termisk komfort och god luftkvalité riktas istället mot vistelsezonen, där den verkligen behövs. På så vis kan energi sparas istället för att ventilera hela rummet. Tidigare studier visar att stratifierad ventilation fungerar väl vid varma klimat då principen kyler vistelsezonen effektivt, men sedan har principen även börjat användas i kallare klimat då tekniken är energieffektiv och bidrar med god kvalité på inomhusluften[20],[21]. Stratifierad ventilation fungerar genom att undertempererad luft tillförs lokalen lågt, mot vistelsezonen och bortförs i takhöjd. Genom de termiska krafterna skapar detta ett flöde uppåt som tvingar bort den förorenade luften och ersätter med ny luft. Det finns olika sätt att använda stratifierad ventilation, exempelvis genom deplacerande venti- lation.
1.2.3.3 Deplacerande ventilation
Deplacerande ventilation har i jämförelse med omblandande ventilation högre luftutbyteseffektivitet, vilket innebär att ny luft ersätter gammal luft i högre utsträckning[17]. När temperaturskillnaden minskar så ökar ventilationseffektiviteten i deplacerande ventilation[19]. Genom att använda deplacerande ventilation kan upp till 20 % energi sparas, samtidigt som luftens kvalité blir bättre i lokalen[18],[19].
Vid deplacerande ventilation är luftens temperatur normalt ojämn p.g.a.
undertempererad tilluft. Detta kan skapa drag i lokalen. Upplevelsen av drag är ett stort problem som kan påverka termisk komfort i lokalen negativt och skapa obehaglig vistelse i lokalen. I en studie[21] testades den deplacerande principen under uppvärmningssäsongen, resultatet leder till bättre luftkvalité och termisk komfort.
För att den stratifierande principen ska fungera krävs alternativa uppvärmningskällor eftersom tilluften är undertempererad och lokalen inte värms tillräckligt[21].
1.2.4 WELL Certifieringsstandard
WELL certifieringsstandard är en global standard som används för att skapa byggnader och inomhusmiljöer utifrån människans välmående. Idag finns det en mängd olika certifieringar beträffande miljö, men inte lika många gällande inomhusklimatet. Det krävs en viss standard för att nå ett eftersträvat inomhusklimat och där är WELL ett bra verktyg för att nå just detta.
1.2.4.1 WELL v2
WELL v2 är skapat för att tillämpas i alla typer av byggnader oavsett vart i världen du befinner dig. WELL v2 bygger på den tidigare versionen av WELL v1. Syftet med den uppdaterade standarden är att förenkla tillgängligheten i de delar av världen där standarden tidigare har haft svårigheter att tillämpas. WELL v2 består av tio delar:
Air, Water, Nourishment, Light, Movement, Thermal Comfort, Sound, Materials, Mind and Community[1]. I jämförelse med WELL v1 har ljud, material och samhälle tillkommit i den nya standarden. WELL strävar efter att minska föroreningar och tillföra friskluft för att maximera produktivitet, hälsa och välmående för personerna i lokalen.
WELL Air – strävar efter att öka luftens kvalité till lokalen. Som tidigare nämnts tillbringas stor del av tiden inomhus på jobbet, hemma etc. Dålig luft kan påverka hälsan både på kort sikt och på lång sikt. På kort sikt kan det innebära att personer upplever torr hals, huvudvärk, ögonirritation m.fl. På längre sikt kan hälsoeffekterna vara förödande, det kan medföra astma, cancer m.fl.[1]. För att uppnå god luftkvalité räcker det, i vissa fall, att enbart modifiera befintligt system för att optimera tillförseln av frisk luft. I andra fall kan det behövas installeras ett smartare system för ventilationen. För att luftens kvalité ska hållas vid en konstant nivå, krävs underhåll av systemet. Underhåll måste ske regelbundet för att systemet ska förbli optimalt.
WELL Thermal comfort – strävar efter att framföra lösningar som ökar den termiska komforten för alla personer i byggnaden eller lokalen, samt att utveckla komfortsystemet för att personer individuellt ska kunna påverka den termiska komforten[1]. Alla upplever den termiska komforten olika, den är alltså subjektiv och det kommer alltid att finnas personer som inte är nöjda. Att skapa ett termiskt klimat som alla är nöjda med är därför svårt och det krävs lösningar på individnivå för att alla eller nästan alla ska bli nöjda[1]. WELL v2 nämner att komfortsystemen alltid ska vara designade med människan i centrum och delas upp i termiska zoner för att få optimal termisk komfort vid de ytor där personer oftast befinner sig[1]. WELL v2 påpekar svårheten i att bestämma en temperatur som alla är nöjda med och bör därför skapa en termisk bastemperatur som den största delen av personerna är nöjda med[1]. I individuella kontor bör personliga termostater användas för att ändra temperaturen [1]. Personliga komfortsystem bör används i den mån det går eftersom dessa har
påvisats minska ”sjuka hus-sjukan” och öka den termiska komforten[1],[22].
WELL Sound – strävar efter att öka den akustiska komforten genom att minska störande ljud från omgivningen. WELL v2 nämner att oönskat ljus kan uppstå från en hel del olika källor, det kan exempelvis komma från tilluftsfläkten[1]. Störande ljud påverkar människor olika, oftast negativt, då det påverkar produktiviteten och kognitiva förmågan hos människor. Detta har visats vara problematiskt framförallt i skol- och kontorsmiljöer[1],[23]. Syftet med WELL v2 Sound-konceptet är att designa inomhusmiljön med en helhetsplan över hur akustisk komfort ska tas till vara och utvecklas för att öka personernas hälsa och välbefinnande[1].
WELL Materials – strävar efter att förhindra exponering av farliga ämnen och partiklar från byggnadsmaterial. Alternativa byggnadsmaterial, som inte påverkar människan och miljön negativt, ska istället användas. WELL v2 menar att utsläppsgränser för byggnadsmaterial bör bestämmas eftersom farliga ämnen direkt kan påverka inomhusluften och människans hälsa[1]. WELL v2 uppmanar även till att använda ett återvinningssystem för att minimalt påverka miljö och hälsa ur ett globalt perspektiv[1].
WELL Mind – tillämpar program, policy och andra designade strategier för att bättra människors kognitiva förmåga och allmänna välmående. Mental hälsa är en viktig del i människans välmående. Det krävs god mental hälsa för att människan ska kunna leva till sin fulla potential och den vardagliga stressen, men även att för att kunna arbeta produktivt och bidra till samhället[1],[24].
1.2.5 Litteratursammanfattning
Att kontrollera luftens flöde och rikta den mot vistelsezonen är en del i arbetet mot effektivisering av ventilation. Att effektivt ventilera vistelsezonen innebär att inte hela rummet behöver ventileras, vilket leder till att energiförbrukningen minskar samtidigt som inomhusklimatet kan förbättras.
Litteraturstudien sammanställer tidigare forskning inom området där orsaken till bra och dåligt inomhusklimat tas upp, samt vilka följdeffekterna kan bli.
I kontorsarbetsplatser spelar luftens kvalité en betydande roll, det påverkar prestationen och välmåendet hos arbetarna. Detta är viktigt, inte minst ur ledarnas perspektiv, då det är visat att CO2 och andra föroreningar i luften påverkar kognitiva förmågan hos personer negativt.
Det finns olika typer av ventilationssystem och principer som används i samband med dessa. Studien går igenom grundligt de huvudsakliga systemen och principerna samt vad som krävs för att dessa ska användas effektivt. För att minska energianvändningen bör systemet designas för att kunna styra och koncentrera luftflödena mot vistelsezonen. Med styrning av ventilationen kan även behovet av luft övervägas. Att minska luftflödena när inga personer befinner sig i rummet är exempelvis ett effektivt sätt att minska energianvändningen. Ventilation med värmeåtervinning, så kallat FTX-ventilation, är ännu ett exempel på ventilation som kan minska energiförbrukningen. I litteraturstudien framgår det att om FTX-ventilation används istället för naturligventilation kan ca 30 % energi sparas i uppvärmningen av byggnaden.
1.3 Syfte
Syftet med examensarbetet är att ge läsaren förståelse om hur sambandet mellan energieffektivisering och förbättrat inomhusklimat påverkar varandra och hur dessa går att uppnå samtidigt med lösningar i ventilationssystemet. Genom att besvara frågeställningen ”Kan inomhusklimatet förbättras och samtidigt minska energiförbrukningen?”
kommer syftet med arbetet att uppnås. Av inomhusklimatet riktas speciellt fokus på luftens kvalité och termisk komfort och i delen om energieffektiviseringar kommer det främst att handla om hur mycket energibesparingarna blir när ändringar gjorts i systemet. Sambandet mellan temperatur och koldioxid kommer att undersökas för att sammanställa hur dessa påverkar inomhusklimatet, samt en studie om ventilations principer, omblandande- och deplacerande ventilation, ska göras för att besvara frågeställningen och syftet.
Arbetet avgränsades till en öppen kontorsyta som var ca 200 m2 eftersom det, tidsmässigt, inte skulle gå att göra mätningar i hela byggnaden. Kontorsytan som valdes hade pekats ut som problematiskt då personalen klagat på att det ofta var kallt vid skrivborden och varmt i de gemensamma ytorna. Denna temperaturskillnad gav personalen en obehaglig vistelse i lokalen. Ventilationen som användes i lokalen var golvventilation med galler riktat uppåt. Dessa galler kommer att bytas mot InventiAir galler som ändrar flödets riktning 90˚ längst golvet. Detta gör att flödet når vistelsezonen och personerna bättre.
Koldioxid-loggarna hade inte hunnit levereras när mätningarna skulle påbörjas. Istället blir loggning av CO2-halten i luften en del av det framtida arbetet.
Att mäta halten koldioxid hade varit bra för att kunna se en tydlig skillnad i förändring av inomhusklimatet, men detta är ingen avgörande del eftersom detta kan utvärderas i enkätundersökningarna såväl som resterande mätningar.
1.4 Förfarande
Arbetet utfördes i två fall där fall 1 syftade på att samla data och lokalisera problemet.
Fall 2 gick vidare med att lösa problemet samt att skicka en uppföljande enkätstudie för att säkerställa att personalen upplever förbättring. Temperaturgivare placerades i lokalen vid olika platser och höjder för att dels mäta temperaturen och dels luftens fuktighet. Två givare placerades även på utsidan för att få data för hur utomhusklimatet påverka inomhusklimatet.
1.5 Estetiska Ställningstaganden
Studien kommer att göras i realtid med kontorspersonal som utför sina dagliga uppgifter i lokalen. Detta innebär att personalen kan påverkas av de justeringar och förbättringar som ska göras. Inget som kan riskera någons hälsa kommer att utföras.
Det kommer endast att justeras och optimera befintligt system.
2 Metod
2.1 Metod För Datainsamling
Arbetet utgår ifrån en fallstudie som forskningsstrategi, där en litteraturstudie gjorts och ändvänds som grund till forskningen. Data kommer att samplas med givare som mäter luftens temperatur och fuktighet vid olika delar av lokalen.
Energiberäkning har gjorts, efter justeringen, för att demonstrera möjligheten till energibesparingar. Forskningen är därav av kvantitativ natur.
2.2 Mätinstrument och Program
Mätutrustningen som använts kom från OUMAN, se Figur 2. Med OUMAN givare kan mätresultaten följas i realtid för att se om det sker någon ändring, sedan sammanställer programmet all mätdata och producerar trendkurvor.
Figur 2. Temperaturgivare, från OUMAN, som användes vid mätningarna. Hämtad från [25]
2.2.1 Beräkning av Kylbehov
För att dimensioner kylbehovet används ekvation (6), där ekvation (7) är interna överskottsvärmen delat med temperaturskillnad mellan rum- och tilluft samt densitet[26],[3]. ∆𝑖 är skillnaden i entalpin mellan dimensionerad utetemperatur (DUT) och tilluftens entalpi.
𝑃𝑡 = 𝑣 ∙ ∆𝑖 ∙ 𝜌 W (6)
𝑣 = 𝐼𝑘
∆𝑇∙𝜌 m3/s (7)
2.3 Enkäter
En enkätstudie har gjorts, se Bilaga A, med frågor gällande det upplevda inomhusklimatet. Enkäten behandlar frågor om upplevd termisk komfort, inomhusluft och ljud. I enkäten ställdes även en fråga där personerna svarade enligt Tabell 1 efter hur de upplevde termisk komfort. Med svaren sammanställdes ett AMV resultat och antalet missnöjda med klimatet kunde uppskattas. Enkätstudien utfördes för att få synpunkter av personalens upplevelse av inomhusklimatet i kontorslokalen.
2.4 Genomförande
Studien delades upp i två fall. Först samlades data för nuvarande system utan justering och sedan samlades data efter justeringstillfället. Givarna placerades i lokalen på strategiskt valda platser för att mäta temperaturen och fuktigheten vid olika höjder i lokalen. Justeringar utfördes i systemet för att kunna jämföra och utvärdera skillnaden mellan mätningarna. De justeringarna som utfördes var att byta befintliga galler mot InventiAir:s egna galler, stänga av golvaggregat och optimera inställningarna. Därefter påbörjades den andra mätningen. Data från de båda mätningarna granskas och jämförs för att uppskatta skillnad i inomhusklimat och hur mycket energibesparingen blir, samt för att se om det går att göra ytterligare förbättringar.
En online enkät skapades i Google Forms för att smidigt kunna skicka ut till personalen i kontoret. I enkäten ställdes frågor angående upplevelsen av inneklimatet och termiska komforten, se Bilaga A. Enkäten skickades ut vid två tillfällen, först före justeringarna och sedan efter att justering och optimering gjorts. Slutligen rekommenderades åtgärder, samt beräknades för att minska energiförbrukningen.
3 Resultat & Diskussion
3.1 Resultat av Enkätstudie 1
3.1.1 Individuella Kännetecken
I denna del presenteras de, av intresse, individuella kännetecknen hos personalen i lokalen. I Figur 3 fick personalen frågan hur många år de jobbat på kontoret, detta var av intresse eftersom de som arbetat under en längre tid i kontoret möjligtvis har andra upplevelser av inomhusklimatet än vad de som jobbat en mindre period har.
Personalens ålder presenteras i Figur 4 och fördelningen mellan könen i Figur 5. Att få personliga erfarenheter av personalen är mycket viktigt för att kunna förstå pro- blemet som finns i lokalen.
Figur 3. Antal år på arbetsplatsen
Figur 4. Personalens ålder, där Färgerna står för åldersintervallen och y-led står för antalet personer i det i intervallet
Den mänskliga kroppen avger i genomsnitt ca 60 W/m2 värme, men beroende på aktivitetsnivån kan denna värmeproduktion stiga till 450 W/m2 [3]. I genomsnitt är männens kropp större än kvinnans, detta innebär att kroppens yta (m2) är större hos männen och avger därmed mer värme än vad kvinnan gör. I detta fall är en majoritet av personalen kvinnor, se Figur 5, det innebär att mindre värme produceras i lokalen och kan vara en av orsakerna till att personalen upplever att det är kallt vid sina skrivbord.
Figur 5. Fördelningen av kön mellan personalen 3.1.2 Enkätstudie 1 – Termisk Komfort
Enkätstudien innehåller en del frågor gällande termisk komfort, se Bilaga A. I Figur 6 demonstreras resultatet från enkäten. Resultatet visar att personalen verkar relativt nöjda med klimatet eftersom en majoritet har svarat ”Sällan” eller ”Mycket sällan” på många av frågorna. Två frågor som skiljer sig från mängden är upplevelsen av drag och solinstrålning. Frågan om drag är mycket splittrad, där det finns en del personer som upplever drag ofta eller mycket ofta. Detta kan bero på vart i lokalen som den enskilda personen har sitt skrivbord eftersom det säkerligen finns ett tilluftdon närliggande. Solinstrålningen kan vara en bidragande faktor till ett försämrat termiskt klimat eftersom stark solinstrålning värmer ytorna och lokalen mer än önskat, samt att den direkta solstrålningen är bländande och värmer kroppen väldigt snabbt. I frågan om solinstrålning är resultatet i splittrad, en del upplever sällan solinstrålning medan andra upplever det ibland. Upplevelsen av solinstrålning påverkas i stor del av vart i kontoret individen befinner sig. Exempelvis strålar solen som mest från söder, detta innebär att om skrivbordet är placerat intill ett fönster mot söder är chansen högre att personen upplever solinstrålning. I enkäten ställs även frågan om de upple- ver annat besvär gällande temperatur, där en person hade svarat ”Ok på morgonen, kallt efter lunch”. Detta kommer att undersökas vid justerings- och
optimeringstillfället för att se om det är något i inställningarna som skapar tempera- turskillnader under dagen.
Figur 6. Resultat från första utskickade enkäten. Detta är resultatet från delen om termisk komfort 3.1.3 Enkätstudie 1 – Inomhusklimat
I Figur 7 demonstreras inomhusklimatdelen i enkätstudien. En majoritet upplever inget, eller få, problem med obehaglig lukt, dålig luft och damm. Den sista frågan sticker ut eftersom en relativt stor del av personalen upplever torr luft mycket ofta.
Detta har en koppling till Tabell 2 där det framkom att personalen, emellanåt, nyser när de befinner sig i lokalen men inte är sjuka. Även torra händer och näsa beskrevs, av en person, vara vanligt när det är vinter. Dessa synpunkter kommer att undersökas vid justering och optimering av systemet. Notera även att dessa är några av symptomen som uppstår i samband med SBS, se kapitel 1.2.1.
En orsak till dessa symptom kan vara fuktigheten i luften. Normalt bör relativa fuktigheten i inomhusluften ligga mellan 40-60 % och i [3] betonas ”Alltför låg relativfuktighet inomhus, under 20%, kan ge besvär med torra slemhinnor och hud”.
I frågan om ljud från ventilationen upplever personalen olika, se Figur 8. Det var 18,2 % som upplevde störningar ofta och 54,6 % som upplevde det sällan eller mycket sällan. Detta indikerar på att det finns tendens till återkommande störningar från ventilationen, men att en liten majoritet inte känner av dessa störningar.
0 1 2 3 4 5 6 7
Hur ofta besväras du av...
Temperatur
Mycket sällan Sällan Ibland Ofta Mycket ofta
Figur 7. Upplevt inomhusklimat i Enkätstudie 1 Tabell 2. Personalens åsikter i frågan: Annat besvär gällande inomhusluften
Figur 8. Upplevelse av ljudstörningar från ventilation
3.1.4 Beräkning av AMV
I enkäten ställdes frågan ”Hur upplever du temperaturen idag?”, se Bilaga A, där personalen svarade inom intervallet -3 till +3 beroende på upplevelsen av termiska komforten, se Tabell 1 och Tabell 3. Frågan och svarsalternativen formulerades för att kunna beräkna ett AMV-värde. AMV-värdet beräknades genom medelvärdet utav personalens röster, se ekvation (8). Enligt [3] anses det beräknade AMV-värdet vara neutralt eftersom den termiska komforten bedöms som neutral då resultatet ligger inom ± 0,5.
𝐴𝑀𝑉 =0 + 0 + 0 − 2 − 1 + 0 + 1 + 0 + 0 − 1 + 0
11 ≈ −0,273 (8)
Antalet missnöjda blir därmed ca 36 % vid beräkning där alla svar utom 0 (neutralt) är missnöjda. Detta innebär att personalen i genomsnitt tycker termiska klimatet är acceptabelt eftersom mer än 80 % är nöjda med klimatet[14].
Tabell 3. Personalens svar i PMV-skalan
Personal 1 ×
Personal 2 ×
Personal 3 ×
Personal 4 ×
Personal 5 ×
Personal 6 ×
Personal 7 ×
Personal 8 ×
Personal 9 ×
Personal 10 ×
Personal 11 ×
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
3.2 Mättillfälle 1
Första mättillfället påbörjades 26/04 och slutfördes 21/05, se Figur 11 trendkurva för majmånad, under denna period tillfördes tre givare torsdag 16/5 där de nya givarna placerades på ytterväggarna i nord- och sydligriktning, se Bilaga B. Styrkurvan i Figur 9 och Figur 10 innefattar perioden 16–21 maj 2019 och är relevanta eftersom de innehåller senaste temperaturgivarna som placerades sent i mätningarna. Dessa är även relevanta eftersom det tydligt går att se skillnaden mellan vardag och helg, där temperaturen hållskonstant på helgen eftersom ingen kyla tillsätts. I Figur 12 går det att se en temperaturökning i vistelsezonen när utomhustemperaturen når maximalt, detta kan innebära att solinstrålningen ökat och värmt upp kontoret.
Figur 9. Trendskurva 16/05/2019 – 21/05/2019 tilluftens temperatur
Figur 10. Trendkurva 16/05/2019 – 21/05/2019 Alla givare
Figur 11. Trendkurva 01/05/2019 –21/05/2019 Alla givare för den senaste månaden
Figur 12. Temperatur i vistelsezonen
Eftersom leveransen för CO2 loggarna var lång kunde inte loggningen påbörjas och istället bestämdes det att enbart rikta fokus på inneklimatet och temperatur. Vid justeringstillfället hade Tommy en portabel CO2-logger som det gick att mäta olika punkter i rummet med. Snäll som han var, loggades luften och resulterade i att CO2
i tilluften var 480–500 ppm och 530 ppm i vistelsezonen, detta indikerar på relativt låg personbelastning. Enligt [27] är detta ett acceptabelt värde och risken att detta påverkar hälsan är låg. Utomhusluftens CO2-värde ligger normalt på ca 400 ppm[3].
3.3 Resultat av Enkätstudie 2
3.3.1 Enkätstudie 2 – Termisk Komfort
I Enkätstudie 2 ställdes samma frågor som i Enkätstudie 1 och denna skickades ut efter att justeringarna gjorts och några dagar gått. Eftersom enkäten har skickats till samma grupp personer och lika många som tidigare hade svarat blev de individuella
kännetecknen de samma som i Enkätstudie 1. Figur 13 demonstreras resultatet av temperaturdelen i enkäten. Svaren är relativt lika i jämförelse med Enkätstudie 1, men några frågor sticker ut. I frågan om växlande temperatur, har andelen ”Sällan”
ökat och andelen ”Ofta” minskat. De nya InventiAir gallren som placerades visar sig minska växlande temperatur i detta fall. Placering och ritning av de nya gallren, se Bilaga B, har gjort att kontorsytorna ventileras effektivare och samtidigt motverkar upplevelsen av drag i jämförelse med Figur 6.
Figur 13. Enkätstudie 2 – Temperatur och termisk komfort 3.3.2 Enkätstudie 2 – inomhusklimat
Efter att justeringarna gjorts upplever personalen inomhusklimatet lite annorlunda. I de flesta frågorna har inomhusklimatet förbättrats i jämförelse med Enkätstudie 1, men i frågan om obehaglig lukt har svaret ”ibland” ökat. I frågan om torr luft har en förbättring skett. Tidigare var staplarna ”Ibland”, ”Ofta” och ”Mycket ofta” höga, men efter byte av gallret har staplarna ”Mycket sällan” och ”Sällan” ökat kraftigt, se Figur 14. Detta innebär att personalen upplever skillnad i de förändringar som gjorts.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Hur ofta besväras du av...
Termperatur
Mycket sällan Sällan Ibland Ofta Mycket ofta
Figur 14. Upplevt inomhusklimat i Enkätstudie 2
I frågan om personalen stör sig på ljud som kan komma från ventilation, har en ökning av ”Mycket sällan” skett, se Figur 15. En orsak till denna förbättring är att de golvgaller som tidigare var placerade i lokalen var raka, dvs luften och ljudet riktades rakt upp i lokalen. De nya InventiAir gallren som placerades var riktade 90˚ längs golvet och därmed sprids ljudet inte lika mycket i lokalen, se Figur 26 i Bilaga D.
Figur 15. Ljudstörningar från ventilation
3.3.3 Beräkning av AMV
I Enkätstudie 2 svarade personalen på hur de upplever komforten för den dagen och svarade enligt Tabell 4. Tabellen skiljer sig ifrån personalens svar i den första enkäten, se kapitel 3.1.4. Däremot blev AMV-svaret identiskt med svaret i ekvation (8).
Antalet missnöjda med klimatet blev i detta fall ca 55%, alltså har det ökat i jämförelse med första enkätstudien. Det är svårt att spekulera varför det ökat, men en avgörande punkt är tiden. Tiden på dygnet har visats vara en av orsakerna till den varierande temperaturen som personalen upplevde. En del upplevde att det var kallare efter lunch och om personalen svarat efterlunch eller förelunch blir därmed en avgörande faktor.
𝐴𝑀𝑉 = −1 − 2 + 0 + 1 − 1 + 0 + 1 − 1 + 0 + 0 + 0
11 = −0,273 (9)
Tabell 4. Personalens svar i PMV-skalan
Personal 1 ×
Personal 2 ×
Personal 3 ×
Personal 4 ×
Personal 5 ×
Personal 6 ×
Personal 7 ×
Personal 8 ×
Personal 9 ×
Personal 10 ×
Personal 11 ×
Resultatet visar att termisk komfort försämrats efter justeringarna, men det bör tilläggas att den uppföljande enkäten skickades till personalen en dag efter att justeringarna gjorts. Det skickades relativt tidigt eftersom det, inom tidsintervallen, inte gick att skicka senare. Justeringarna utfördes, som tidigare nämnts, sent och därmed fanns det inte lika mycket tid innan den uppföljande enkäten kunde skickas.
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
Optimalt hade varit att låta personalen känna av komforten någon vecka, för att alla justeringar ska hinna anpassas till lokalen.
3.4 Mättillfälle 2
Figur 16 demonstrerar trendkurvan för alla givarna. När galler bytts mot InventiAir:s ökade trycket i aggregatet med 5 Pa. För att få maximal kastlängd i de nya donen gjordes ingen trycksänkning i aggregatet. Eftersom det krävdes mindre antal tilluftsgaller i lokalen, när InventiAirs galler placerades, ökade trycket i aggregatet.
Detta innebär att det gick att minska trycket till samma som tidigare genom att minska fläkthastigheten i aggregatet. Dock är energiminskningen marginell eftersom trycket endast ökat med 5 Pa.
Figur 16. Trendkurva 21/05 – 24/05 för alla givarna
I Figur 17 demonstreras frånluftens temperatur före och efter det nya gallren placerats. Det som går att notera är att frånluften efter justeringarna är högre. Detta är effekten av stratifierad ventilation, se kapitel 1.2.3.2, där den varma luften stiger.
Det innebär att ny luft ersätter den äldre, varma, luften effektivare.
Figur 17. Frånluftens temperatur före och efter justeringarna
I Figur 18 demonstreras temperaturen i vistelsezonen efter justeringarna. Det går tydligt att se likheter med före justeringarna och detta eftersom temperaturen inte ändrades vid justeringstillfället. Notera att temperaturen i vistelsezon kvarstår vid 23–24 ˚C då ingen temperaturändring utfördes.
Figur 18. Temperatur i vistelsezon
3.5 Energibesparingsåtgärd
Det finns en del områden som det går att minska energiförbrukningen i. Fläkten i aggregatet är ett alternativ, genom att minska fläkthastigheten spara energi. Detta var inte möjligt inom tidsintervallen i examensarbetet då problemet med inomhusklimatet först behövdes lokaliseras. Examensarbetet utfördes under våren och mätningarna i maj-månad, detta innebär varmt klimat. Det var således inte optimalt att sänka temperaturen eftersom det skulle krävas mer energi för att kyla lokalen. Däremot går det att höja temperaturen genom att minska kyleffekten.
mollierdiagrammet i Bilaga E [26],[3]. DUT sommar i Stockholm är 26 ˚C [26] och entalpin blir därmed 50 kJ/kg.
𝑃𝑡 = 𝑣 ∙ ∆𝑖 ∙ 𝜌 = 0,3 ∙ (50 − 33) ∙ 103∙ 1,2 = 6120 𝑊 (10) Eftersom personalen upplever det termiska klimatet kallt kan tilluftens temperatur låtas öka för att spara i kyleffekt. Låt säga att tilluften ökar från 20 ˚C till 22˚C.
𝑃𝑡 = 0,3 ∙ (50 − 39) ∙ 103∙ 1,2 = 3960 𝑊 (11)
Luftflödet uppmättes aldrig vid besöket av lokalen, detta innebär att de beräknade värdena inte är exakta. Istället används Arbetsmiljöverkets regler för luftflöden, där luftflödeskraven i kontor är 15 l/s och person + 0,35 l/s och m2 golvarea[28].
Lokalen var ca 200 m2, det innebär att luftflödet i lokalen bör vara 295 l/s eller 0,3 m3/s för att uppfylla kravet. Samma luftflöde används i båda beräkningarna eftersom flödeskravet inte förändras när temperaturen stiger. Kylbehovet kan reduceras med 2160 W om temperaturen tillåts stiga med två grader Celsius. Kylning sker maj till september, det är 153 dagar eller 3 672 timmar. Genom reducering av kylbehovet med 2160 W kan ca 7,9 MWh/år energi sparas. Besparingen blir således ca 9 500 kr/år beräknat med elpriset 1,2 kr/kWh och att kylning sker mellan maj-september då det finns kylbehov. Eftersom detta endast är en justering av temperaturen så finns det ingen återbetalningstid, alltså sparar företaget 9 500 kr årligen med justeringen.
Denna besparing kan se liten ut för ett stort företag, men om samma förändring görs i alla lokaler i hela byggnaden kan besparingen bli enorm. Beräkningen är endast ett exempel på hur mycket besparingen blir om tilluftens temperatur tillåts stiga till 22 ˚C.
