Utvärdering av VAV i nybyggt kontorshus459340/... · 2011-11-25 · Utvärdering av VAV i nybyggt...

Utvärdering av VAV i nybyggt

kontorshus

Evaluation of VAV in newly constructed office building

Författare: Sofia Innergård Uppdragsgivare: Helenius Ingenjörsbyrå AB Handledare: Tobias Berman, Helenius Ingenjörsbyrå AB Ray Symes, Helenius Ingenjörsbyrå AB Marko Granroth, KTH ABE Sven Dahlström, KTH ABE Examinator: Per-Magnus R. Roald , KTH ABE Examensarbete: 15 högskolepoäng inom Bygg och Design Programmet Godkänd: 2011-06-22 Serienummer: 2011;5

Sammanfattning VAV (Variable Air Volume) system har studerats i en nybyggd kontorsfastighet. Målet med arbetet var att ta reda på hur ventilationssystemet fungerar i praktiken, om justeringar kan göras för att uppnå ett mer energieffektivt system samt att utvärdera om alternativa ventilationssystem är att föredra i framtiden.

Examensarbetet är utfört hos Helenius Ingenjörsbyrå som arbetar med konsulttjänster inom miljö, mediesystem, VVS och energi. Huset som har studerats ägs och förvaltas av Akademiska hus.

Huset har studerats med stöd av litteraturstudier, genom platsbesök, inventering och genomgång av befintlig systemdokumentation, energianalyser, intervjuer med berörda personer, nyckeltalsanalyser, LCC kalkyler samt genom simuleringar i energi- och klimatsimuleringsprogrammet IDA ICE 4. Verktyg från Sex Sigma metodiken har även använts där det har varit lämpligt.

Hur ett energieffektivt system och ett behagligt inneklimat kan uppnås har studerats där utgångspunkten är människans hälsa och välbefinnande påverkar krav för inneklimat. Tekniska supportsystem så som ventilationsanläggningar måste vara designade och byggda på ett sådant sätt att ett önskvärt inneklimat kan uppnås. Byggnaden och verksamheten skapar förutsättningar och begränsningar med avseende på energieffektivitet.

Vid de två första platsbesöken och intervjuerna som skedde tidigt i arbetet framkom det att ventilationssystem inte har fungerat bra, den bilden förändrades vid uppföljande besök i slutet av arbetet. Direkta fel var då åtgärdade eller arbete pågick och under det senaste mötet Akademiska hus hade med hyresgästerna uppgav de att de var nöjda med inneklimatet. Analys av felanmälningsstatistik, intervjuer tillsammans med orsaksanalys har visat att det framförallt varit problem med kvalitén på luften i rummen samt att rummen uppfattats som varma eller kalla. Några av grundorsakerna har varit att kablar lossnat till givare, frånvarotemperatur under vinterhalvåret, samt kortslutning av avluft och intag av uteluft på taket.

Huset har enligt jämförelser med riktvärden från Repab en låg energiförbrukning.

Alternativa inställningar av temperaturer har genom simuleringar av energi och inneklimat i programvaran IDA visat att energiförbrukningen kan reduceras.

Intervjuer ger en bild av att VAV system är att föredra om de fungerar väl. Nackdelar som finns med VAV system är att de är komplexa, kräver god kunskap och förståelse av systemets styrning från alla berörda samt att de innehåller många komponenter och funktioner vilket medför att det finns många felkällor.

I jämförelse med andra system, är VAV systemet enligt de kostnadsuppskattningar och LCC beräkningar som gjorts, det mest kostnadseffektiva ventilationssystemet.

Nyckelord VAV, ventilation, energi, inneklimat, IDA, simulering

Abstract VAV (Variable Air Volume) system has been studied in a newly constructed office-building. The goal for the study has been to evaluate how the ventilations system work in practice, if adjustments can be made to achieve an more energy efficient system and to evaluate if other alternative ventilation systems is to be preferred in the further.

The degree project has been executed at Helenius Engineering Firm who is working with the environment, media systems, HVAC and energy in buildings. The building that has been studied is owned and operated by Akademiska hus.

Literature studies, visits at site, inventory, review of system documentation, energy analyses, interviews, key figures, LCC, sand energy- and indoor climate simulations has been made to study the building. Where appropriate some tools from Six Sigma have also been used.

How to achieve an energy efficient system and a pleasant indoor climate is studied with human health and well-being as base for the indoor climate requirements. Technical support systems such as ventilation systems have to be designed so that an acceptable indoor climate can be achieved. The building itself along with the type of activity create prerequisites and limitations in regards to how energy efficient the system can be.

In the two first visits which were conducted in the start of the project it appeared that the ventilation system were not functioning as expected. In a later visit, some of the issues were solved and in a recent meeting between Akademiska hus and the tenants, the tenants seemed pleased with the indoor climate. Analyses of service requests statistics, interviews together with cause and effect analyses has revealed that there has been issues with the indoor air quality ant that the rooms has been perceived as to warm or too cold. Some of the causes has been loose sensor cables, reduction of the temperature in the room during absence from people during winter time and short circuit between intake of outdoor air and the outlet of exhaust air on the roof.

The building has a low energy consumption compared to key figures presented by Repab.

Energy and indoor climate for alternative temperature settings has been simulated in the program IDA and shows that the energy consumption can be reduced.

The interviews give a picture that VAV systems are preferred when they are well functioning. But VAV systems have disadvantages such as they are complex and require good knowledge and understanding about the control system from all people concerned. Many components and functions give more opportunities for failures.

In comparison with other ventilations systems, VAV according to cost estimates and LCC are the most cost effective ventilations system for offices.

Keywords VAV, ventilation, energy, indoor climate, IDA, simulation

Förord Examensarbetet på 15 högskolepoäng är en fördjupning i installationsteknik och är del av högskoleingenjörutbildningen i byggteknik och design på KTH i Haninge. Arbetet har utförts på Helenius Ingenjörsbyrå AB under vårterminen 2011 och byggnaden som har studerats förvaltas av Akademiska hus. Några personer som jag speciellt vill tacka är min handledare Tobias Bergman, VVS konstruktör på Helenius som jag har fått dela skrivbord med och som har haft ett otroligt tålamod med alla mina frågor och som har varit ett fantastiskt bra stöd och lärt mig mycket under detta arbete. Ray Symes på Helenius har varit ett bra bollplank, säkerställt att arbetet varit på rätt spår, peppat och uppmuntrat mig samt hjälp till med prioriteringar och begränsningar. Stort tack också till Arne Wallström på Helenius som inte tvekade att låta mig göra examensarbetet på Helenius samt alla andra trevliga, professionella och roliga personer på Helenius som jag fått intervjua, ställa frågor till och haft förmånen att fika och äta lunch med. Stort tack till Tord Eriksson, Thomas Jennlinger, Hussein Batti och Ove Eriksson på Akademiska hus som har låtit mig studera byggnadens VAV system, som jag har fått intervjua och som hjälp till med att ta fram all den dokumentation och information som jag har behövt för att studera systemet. Tack Marko Granroth, handledare på KTH för att du tidigt utmanade omfattningen på arbetet och hjälpte mig att hitta lämpliga begränsningar. Din vägledning och dina tips under arbetet har hjälpt mig att undvika de djupaste fallgroparna. Sven Dahlström handledare på KTH, som har uppmuntrat mig under arbetet, hjälp till med kommentarer på rapporten och stöttat mig i de ekonomiska beräkningarna och jämförelserna. Alla som jag har varit i kontakt med under mitt examensarbete har varit otroligt hjälpsamma, positiva och snabba på att ta fram material och underlag som jag har behövt, det har uppskattat mycket.

Innehåll 1. Inledning ............................................................................... 1

1.1. Bakgrund ................................................................................................. 1 1.2. Syfte ....................................................................................................... 1 1.3. Mål .......................................................................................................... 1 1.4. Avgränsningar .......................................................................................... 2 1.5. Metoder ................................................................................................... 2

1.5.1. Energi- och klimatsimulering ................................................................ 2 1.5.2. LCC kalkyl .......................................................................................... 3 1.5.3. Sex Sigma, DMAIC .............................................................................. 3

2. Nulägesbeskrivning ................................................................ 5

3. Faktainsamling ....................................................................... 7

3.1. Litteraturstudie ......................................................................................... 7 3.2. Inventering .............................................................................................. 8 3.3. Intervjuer ................................................................................................. 8 3.4. Nyckeltalsanalys ....................................................................................... 8

4. Hur ett energieffektivt system och behagligt inneklimat kan uppnås ........................................................................................... 9

4.1. Hälsa och välbefinnande ............................................................................10 4.1.1. PMV index .........................................................................................10 4.1.2. PPD index .........................................................................................11

4.2. Inneklimat ...............................................................................................11 4.2.1. Termiska klimatet ..............................................................................12 4.2.2. Luftkvalité .........................................................................................13 4.2.3. Ljud..................................................................................................13 4.2.4. Krav och rekommendationer för inneklimat ...........................................14

4.3. Tekniska supportsystem ............................................................................15 4.4. Byggnad, konstruktion och design ..............................................................16 4.5. Olika principer för ventilation .....................................................................16

4.5.1. CAV ..................................................................................................16 4.5.2. VAV ..................................................................................................17 4.5.3. CAV/VAV med kylbafflar ......................................................................17

5. Genomförandet och resultat ................................................. 19

5.1. Inledande felorsaksanalys .........................................................................22 5.2. Inventering .............................................................................................23

5.2.1. VAV design och systemuppbyggnad ......................................................25 5.2.2. Inventering av parametrar för energi och klimatsimulering ......................28

5.3. Felanmälningsstatistik ...............................................................................30 5.4. Nyckeltal för värme, kyla och el .................................................................30 5.5. Energimål ................................................................................................35 5.6. Energi och klimatsimulering av dagens inställningar .....................................36

5.6.1. Grupprum – sommar ..........................................................................37 5.6.2. Kontor - sommar ................................................................................39 5.6.3. Grupprum och kontor – vinter ..............................................................42 5.6.4. Simulering av VAV systemets energiförbrukning.....................................43

5.7. Enkät och intervjuer .................................................................................44 5.7.1. Faktorer och krav som ställs på val och nybyggnation av ventilationssystem ........................................................................................................44 5.7.2. Energimål för aktuella fastigheter .........................................................44 5.7.3. Det system de intervjuade upplevde sig mest nöjd med ..........................45 5.7.4. Det system som upplevs fungera sämst ................................................46 5.7.5. Klagomål kopplat till olika typer av system ............................................47 5.7.6. Dyraste respektive billigaste systemet ..................................................48 5.7.7. Mer specifika frågeställningar ..............................................................49 5.7.8. Övriga kommentarer angivna i enkäten alternativt vid intervju ................51

5.8. Brukarnas upplevelse av klimatet ...............................................................51

6. Analys .................................................................................. 53

6.1. Felkällor ..................................................................................................53 6.2. Analys av nyckeltal för energiförbrukning ....................................................54 6.3. Inneklimat ...............................................................................................55 6.4. Vad är orsakerna till att VAV systemet inte uppfattas fungera bra? .................56

6.4.1. Ventilation ej i balans .........................................................................57 6.4.2. Driftsstart .........................................................................................58 6.4.3. Ventilationskanaler .............................................................................58

6.5. Analys av inneklimatet, dagens inställningar och designparametrar ................59 6.5.1. Analys av klimatet i grupprum - sommarfall ..........................................59 6.5.2. Analys av klimatet i kontor - sommarfall ...............................................60 6.5.3. Analys av klimatet i grupprum - vinterfall ..............................................61 6.5.4. Analys av klimatet i kontor - vinterfall ..................................................62

6.6. Analys av inställningar av dagens system för att få ner energiförbrukningen ....63 6.7. Analys av resultat från enkät och intervjuer .................................................69 6.8. LCC analys ..............................................................................................69

6.8.1. Uppskattning av investerings- och underhållskostnader ..........................70 6.8.2. Simulering av energiförbrukning för olika alternativa ventilationssystem ...71 6.8.3. Livscykelkostnadsberäkning (LCC) för grupprum, olika alternativa ventilationssystem ..........................................................................................72 6.8.4. Livscykelkostnadsberäkning (LCC) för kontor, olika alternativa ventilationssystem ..........................................................................................74

7. Slutsatser ............................................................................. 77

8. Rekommendationer och förslag ............................................ 79

9. Referenser ........................................................................... 81

10. Bilagor ................................................................................. 83

1

1. Inledning VAV (Variable Air Volume) system har studerats i en nybyggd kontorsfastighet. Målet med arbetet var att ta reda på hur ventilationssystemet fungerar i praktiken, om justeringar kan göras för att uppnå ett mer energieffektivt system samt att utvärdera om alternativa ventilationssystem är att föredra i framtiden.

Examensarbetet är utfört hos Helenius Ingenjörsbyrå som arbetar med konsulttjänster inom miljö, mediesystem, VVS och energi. Huset som har studerats ägs och förvaltas av Akademiska hus.

1.1. Bakgrund Energieffektivisering är idag ett allt mer aktuellt ämne och det ställs högre och högre krav vid nybyggnation av fastigheter. Eftersom ventilationen, värme och kyla står för en stor del av energiförbrukningen för en fastighet, är det viktigt att hitta bra lösningar för dessa installationer. Byggnaden som har studerats är ett nybyggt kontorshus i Uppsala där man har valt att installera VAV – variabelflödessystem med luft som köldbärare. Systemet är valt för att kunna reglera luftflöde och temperatur på rumsnivå beroende på belastning och därmed också kunna spara energi under perioder då lokalerna inte används. Inflyttning i den nya byggnaden var vid årsskiftet 2009/2010 och systemet har varit i drift i ca ett och ett halvt år. Önskemål finns hos både beställare och konsult att utreda VAV-system för att ge underlag till framtida systemval.

1.2. Syfte Syftet med arbetet är att genom analyser, beräkningar, inventeringar och intervjuer ta reda på hur det aktuella VAV systemet fungerar i praktiken, detta för att ge kunskapsåterföring till personer som tar beslut om och arbetar med projektering av ventilationssystem. Ta fram förslag på justeringar av systemet, så att vid behov inomhus klimatet kan förbättras samt att förvaltaren kan göra kostnadsbesparingar. Som underlag för framtida val av ventilationssystem ska även olika alternativ studeras med avseende på inneklimat och kostnad.

1.3. Mål Målet är att beskriva hur det nybyggda VAV systemet för huset fungerar i praktiken, vilka eventuella problem som finns, möjlighet till förbättringar/optimeringar av systemet samt ge vägledning för framtida systemval för att kunna uppnå ett ännu effektivare, enklare alternativt mer kostnadseffektivt system för liknande byggnader med kontorslokaler.

2

1.4. Avgränsningar Utredningen omfattar en fastighet, bestående av sex huskroppar där framförallt ett av husen har studerats närmre. VAV systemet samt byggnadens installationer för värme och kyla har utvärderats med avseende på energi, ekonomi och komfort. Två lokaler som bedömts som de mest representativa för byggnaden har studerats, ett kontorsrum och ett grupprum (mötesrum/konferensrum). Jämförelse av olika styrparametrar och strategier för ventilation, värme och kyla har studerats för det aktuella ventilationssystemet. Förslag på förbättringar och identifiering av alternativa lösningar har tagits fram. Energi- och klimatsimuleringsprogrammet IDA ICE har använts. Livscykelkostnad (LCC) har beräknats för det befintliga systemet och för alternativa lösningar. Kostnader som ingår är investering, energi och underhållskostnader. Med respekt för förvaltarens önskemål om att inte namnge byggnaden, så har den benämnts huset i detta arbete.

1.5. Metoder Detta examensarbete har genomförts med hjälp av litteraturstudier, platsbesök, inventering och genomgång av befintlig systemdokumentation, energianalyser, enkät, intervjuer med berörda personer, nyckeltalsanalyser, LCC kalkyler samt genom simuleringar i energi- och klimatsimuleringsprogrammet IDA ICE 4. Verktyg från Sex Sigma metodiken har även använts där det har varit lämpligt. Enkäten är besvarad av 9 personer varav 7 personer har följts upp med kompletterande intervjuer, detta ger inte ett statistiskt underlag utan ska ses som ett komplement till det övriga arbetet. Bedömning av nyckeltal har genomförts med verkliga data från uppföljning av år 2010.

1.5.1. Energi- och klimatsimulering Energi- och klimatsimuleringar i IDA ICE 4 är baserade på information om byggnaden samt med antaganden som redovisas under rubriken 1.1. Jämförelse av dagens energiförbrukning simulerat i IDA har gjorts med underlag från verkliga uppgifter för huset 2010. Modellen i IDA är kontrollerad av Tobias Bergman, VVS konstruktör, Helenius Ingenjörsbyrå.

IDA har använts för att studera några olika fall där utgångspunkten har varit hur anläggningen används idag. Genom att analysera hur VAV systemet fungerar idag har förbättringsförslag och alternativa lösningar tagits fram. Dessa har sedan verifieras genom energi- och klimatsimuleringar i IDA. Utbildning i IDA har skett hos programvaruleverantören samt med stöd och handledning från Tobias Bergman, VVS konstruktör, Helenius Ingenjörsbyrå.

3

1.5.2. LCC kalkyl Kostnader för alternativa system dvs. VAV med kylbafflar, CAV med kylbafflar samt befintligt VAV system med modifierade inställningar har studerats och utvärderats med hjälp av LCC (livscykelkostnadskalkyl). LCC kalkylerna är baserade på uppskattningar från Helenius med avseende på kostnader för investeringar, installation och underhåll.

1.5.3. Sex Sigma, DMAIC Inspiration har hämtats från Sex Sigma och dess verktyg, en metod som används för projekt inom industrin. DMAIC cykeln som är en definierad arbetsgång för projekt har delvis använts vid genomförande av detta examensarbete. DMAIC D – define innebär att arbetet och problemställningen formuleras utifrån verktyg så som

VOC (voice of the customer) vad är det kunden vill ha, vilka är intressenter och kunder till arbetet.

M – measure innebär att ta reda på vilka uppgifter och parametrar som behöver samlas in

för att en analys ska kunna genomföras. A – analyze insamlade data analyseras I – improve förbättringsförslag tas fram och rangordnas C – control kontroll av att de förbättringsförslag som tas fram har en avsedd verkan och

om möjligt uppföljning av införda förbättringar. Examensarbetet inkludera ej uppföljning av införda förbättringar, men beräkningar och simulering av vilken effekt förbättringsförslagen kommer att ha på inneklimat och energi har genomförts.

5

2. Nulägesbeskrivning Examensarbetet har utförts på Helenius Ingenjörsbyrå AB som arbetar med konsulttjänster inom miljö, mediesystem, VVS och energi. 1975 grundades företaget av Georg Helenius och ägs idag av några av företagets ledande personer. Företaget är ett medelstort VVS företag som arbetar inom energi och miljö, luftbehandling, rörteknik, mediaförsörjning, projektledning, validering, renhetsteknik och skyddsventilation. Helenius arbetar med kontor, undervisningslokaler, laboratorier, verkstäder, köpcentrum samt verksamheter så som sjukhus och farmaceutisk industri. Dessa miljöer ställer bl.a. krav på säker funktion, samkörning av tekniskt avancerade installationer för att uppnå ett bra inneklimat samt system som ger ett bra produktskydd. Exempel på beställare som företaget arbetar med är Karolinska Institutet, varuhuset NK, Kungliga Operan, Akademiska hus och Vasakronan. I företagets verksamhetspolicy ingår att aktivt och systematiskt arbete för att infria samhällets och kundernas krav och förväntningar på effektiva, funktionella, robusta system och minskad miljöbelastning, där energi är den största miljöpåverkande faktorn vi kan påverka genom olika systemlösningar och god arbetsmiljö. Med utgångspunkt från detta finns det ett stort intresse från företaget sida att studera ventilationssystem och dess energieffektivitet, vilket är syftet med detta examensarbete.

7

3. Faktainsamling Med utvärdering av det aktuella VAV systemet har omfattande uppgifter samlats in i form av bygghandlingar, ritningar, nyckeltal och felanmälningar. En enkätundersökning har genomförts tillsammans med kompletterande intervjuer. Litteratur inom ämnet har studerats och analysverktyg från Sex Sigma metodiken har använts för att få struktur på arbetet. Analys av kostnader har gjort med hjälp av uppskattningar och bedömningar från Helenius.

3.1. Litteraturstudie Ett väl fungerande ventilationssystem är en förutsättning för att ett acceptabelts inneklimat ska kunna uppnås. Olika principer för ventilation i kontorsbyggnader tillsammans med byggnadens förutsättningar med avseende på hur byggnadskonstruktionen påverkar energiförbrukning har studerats. Ventilationssystem och energiförbrukningen för en byggnad har studerats i böcker och handböcker från olika leverantörer. Faktorer som påverkar hur ett energieffektivt ventilationssystem kan uppnås, samtidigt som det inte får ge avkall på inomhusmiljön och inneklimatet, har studerats i olika böcker och skrifter. Jämförelser av nyckeltal har genomförts med hjälp av handböcker med statistik. Även litteratur och rapporter som finns tillgängligt på olika hemsidor på internet har legat till grund för arbetet. Tidigare examensarbetet med liknande frågeställningar och avhandling om hur VAV kan anpassas till kontorsbyggnader utan att använda aktiva don har studerats. Krav och rekommendationer på inomhusmiljö har studerats i Arbetsmiljöverkets föreskrifter om arbetsplatsens utformning (AFS) utgåva 8 (Arbetsmiljöverket, 2009), Boverkets Byggregler (Boverket, 2011) och Socialstyrelsen allmänna råd med avseende på inomhusmiljö.

8

3.2. Inventering Inventeringen är uppdelad i två delar, dels en inventering av förutsättningar som gällde vid design av VAV systemet och fastigheten samt en inventering av vilka förutsättningar och inställningar som gäller för lokalerna vid platsbesök. Inventeringen har gjorts med avseende på VAV design, systemuppbyggnad, byggnadskonstruktion, energiförbrukning, information om komponenter så som aggregat, luftdon och spjäll. Felanmälningsstatistik har gett information om hur inneklimatet uppfattas.

3.3. Intervjuer Tre platsbesök har genomförts där frågor har ställts kring hur VAV systemet fungerar idag samt vilka eventuella problemställningar som finns. Två av besköken genomfördes i början av arbetet och ett uppföljande i slutet. Personer som intervjuades var driftchef och drifttekniker. Mer generella frågor angående ventilationssystem har ställts till personer med befattningarna gruppchef/byggledare, ventilationsinjusterare, driftingenjör, teknik/uppdragsansvarig, VVS handläggare, drifttekniker, driftchef, projektledare och VVS konstruktör. Frågorna formulerades i en enkät, se bilaga 2 som delvis är hämtade från Peter Karlsson och Mikael Holberg examensarbete. Enkätsvaren följdes upp med kompletterande intervjuer av 7 av de totalt 9 personer som svarade på enkäten.

3.4. Nyckeltalsanalys Nyckeltal för fastighetens energi och driftkostnader har analyserats utifrån Repabs sammanställning och statistik för kontor 2010 (Repab AB, 2010).

9

4. Hur ett energieffektivt system och behagligt inneklimat kan uppnås

Hänsyn måste tas till flera olika aspekter för att energieffektivt system och behagligt inneklimat ska kunna uppnås. Människors hälsa och välbefinnande påverkar krav för inneklimat och tekniska supportsystem så som ventilationsanläggningar måste vara designade och byggda på ett sådant sätt att ett önskvärt inneklimat kan uppnås. Byggnaden och verksamheten skapar förutsättningar och begränsningar med avseende på energieffektivitet. Hälsa och välbefinnande Kvalitén på inneklimatet (inomhusklimatet) bestäms av människornas välbefinnande i de lokalerna som de bor eller vistas i (The Commtech Group, 2003), se Figur 1. Inneklimat Inneklimatet påverkas av termiskt klimat, luftkvalité, ljud och ljus och styrs av ventilationssystem och system för uppvärmning och kylning. Tabell 2 beskriver olika aspekter som bör beaktas för att människans hälsa och välbefinnande ska kunna uppnås. Tekniska supportsystem Ett önskvärt inneklimat uppnås genom tekniska installationer och system som reglerar och upprätthåller exempelvis lämplig luftomsättning, operativ temperatur samt acceptabla koldioxid nivåer. Dessa måste dimensioneras så att önskat klimat kan uppnås och bibehållas under större delen av tiden då en person vistas i lokalen. Byggnad Beroende på val av tekniska system och vilka kravs som ställs på inneklimatet, så ställs också olika krav på byggnadens utformning med avseende på solinstrålning, byggnadsdelars U-värden, byggteknik, täthet och köldbryggor.

Figur 1. Faktorer att ta hänsyn till med avseende på inneklimat, baserad

på en modell av The Commtech Groups (2003.s12)

Byggnad

Tekniska supportsystem

Inneklimat

Hälsa och välbefinnande

10

4.1. Hälsa och välbefinnande Hur personer uppfattar inneklimatet är en subjektiv bedömning som påverkas av olika faktorer, men det finns ett antal parametrar som är väldefinierade och mätbara. Ett sätt att bedöma hur det termiska inneklimatet upplevs är genom PPD index (PPD, Predicted Percentage of Dissatisfied) som förutsäger hur många personer som kommer att vara missnöjda med klimatet samt ytterligare. PMV är ett annat index (PMV, Predicted Mean Vote) som ger vägledning kring hur varmt eller kallt klimatet upplevs. En människas kroppstemperatur behöver hållas nära 37°C, vilket innebär att värmeavgivning till omgivningen måste hållas i balans med värmealstringen i kroppen (Warfvinge, 2007). Därför påverkar utöver omgivande fysikaliska faktorer, även faktorer så som klädsel och grad av aktivitet upplevelsen av inneklimatet. Det är den värmeisolerande förmåga som kläderna har som behöver beaktas, den isolerande förmågan mäts i enheten clo, 1 clo motsvarar 0,155 Cm²/W. Människans värmeproduktion varierar utifrån fysisk aktivitet. En person i vila har en värmealstring på ca 60 W/m² kroppsyta och en vuxen människa har ca 1,8 m² kroppsyta. Värmealstringen mäts i enheten met, 1 met motsvarar värmealstringen 80 W dvs. basmetabolismen för en människa. Energi och inneklimatsimuleringar i IDA har genomförts med följande antaganden:

• normal inomhusklädsel - motsvarar ett clo-värde på 1,0 • skrivbordsarbete - värmealstring ca 120 W vilket motsvarar 1,4 met

Parametrar som är viktiga att upprätthålla med avseende på inneklimat och i syfte att minska antalet missnöjda personer har studerats (The Commtech Group, 2003). Omgivande faktorer som påverkar människors välbefinnande är komfortabla temperaturintervall, avsaknaden av lukt, avsaknaden av förorenade substanser, ljudnivåer och lämplig ljussättning. När problem uppstår och ett önskvärt inneklimat inte uppnås, kan det påverka personers välbefinnande, hälsa, produktivitet samt produkter och processer negativt.

4.1.1. PMV index PMV står för Predicted Mean Vote och betyder förväntat medelutlåtande (Fanger, Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering, 1972). Detta index används för att göra en kvantitativ bedömning hur personer upplever det termiska inneklimatet. PMV-index är en sjugradig skala med bedömning från kallt till hett, se Tabell 1.

+3 Hett +2 Varmt +1 Lite Varmt 0 Neutralt -1 Lite kyligt -2 Kyligt -3 Kallt

Tabell 1. PMV-index

11

4.1.2. PPD index PPD står för Predicted Percentage of Dissatisfied (Fanger, Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering, 1972), dvs. förväntad procent otillfredsställda. PPD index är ett mått som används för att kunna göra en kvantitativ bedömning av hur många personer som kommer att vara missnöjda med det termiska inneklimatet. I Figur 2 beskrivs förhållandet mellan PMV och PPD (ASHREAE handbook, 1993), enligt rekommendationer bör antalet missnöjda inte överstiga 10% vilket i sin tur innebär en PMV variation på -0,5 till +0,5 (Warfvinge, 2007).

Figur 2. Sambandet mellan PPD och PMV

4.2. Inneklimat Fysikaliska klimatfaktorer behöver beaktas vid design av ventilationssystem och system för att värma upp byggnader, detta för att ett önskvärt inneklimat ska kunna uppnås. Tabell 2 redovisas exempel på faktorer som påverkar inneklimatet, faktorer till viss del hämtade från (Enno Abel, 2006). Även ljud är en aspekt som bör beaktas. Ljus är också en aspekt som påverkar upplevelsen av inneklimatet. I det här examensarbetet har hänsyn tagits till ljus i form av den värme som alstras från solinstrålning genom fönster. Krav för ljussättning i lokaler däremot behandlas inte vidare då det inte har en påverkan på ventilationssystemet.

Termiskt klimat Luftkvalitet Ljud luftens temperatur luktförnimmelse nivå operativ temperatur luftens renhet från

föroreningar som kan störa eller skada människor

frekvens

luftens rörelse efterklangstid luftens fuktighet Tabell 2. Faktorer att beakta vid design av ventilationssystem

12

4.2.1. Termiska klimatet Den sammantagna upplevelsen av det termiska klimatet benämns som operativ temperatur (t0) och är det termiska temperaturmått som används för att få en bedömning av hur personer upplever klimatet. Den operativa temperaturen är medelvärdet för luften och omgivande ytors temperatur (Warfvinge, 2007): 𝑡0 = (𝑡𝑎 + 𝑡�̅�)/2 (°C) Lufttemperatur (ta) är den omgivande luftens temperatur och mäts utanför det gränsskikt med uppvärmd luft som finns närmast en person. Lufttemperaturen används när gränsvärden för temperaturer i bostäder och lokaler ska anges. Det finns svårigheter i att göra korrekta mätningar, då ex. ”vanliga” termometrar påverkas okontrollerat av strålningstemperaturer. Därför är detta termiska mått inte lämpligt för bedömning av hur människor upplever klimatet. Medelstråningstemperatur (𝑡�̅�) är ett viktat medelvärde av temperaturerna på omgivande ytor. De omgivande ytornas temperatur har stor påverkan på hur en person uppfattar klimatet. Ett rum där luften är har behagligt temperatur kommer att uppfattas som ett kallt rum om de omgivande ytorna är kalla, detta pga. värmen strålar från den delen av kroppen vänd mot den kalla ytan (Warfvinge, 2007). Medelstrålningstemperaturen beräknas som den viktade medeltemperaturen hos omgivande ytor: 𝑡𝑟 = 𝐹1 · 𝑡1 + 𝐹2 · 𝑡2 +. . . . + 𝐹𝑛 · 𝑡𝑛 (°C) 𝐹𝑛 är vinkelförhållande mellan aktuell beröringspunkt till yta n i rummet och tn är yttemperatur. Luftens hastighet är viktig att ta hänsyn till eftersom den kan påverka lokal avkylning av kroppen, vilket kan uppfattas som drag och obehag. Drag uppfattas som obehagligt när luftens medelhastighet överstiger 0,15 m/s då den operativa temperaturen ligger mellan 20-24°C (Warfvinge, 2007). Ju högre hastighet på luften och ju kallare luftens temperatur är desto större upplevs draget. Omvänt så är vid hög inomhustemperatur hög lufthastighet önskvärd eftersom värmeavgivningen underlättas. Ett annat problem som kan uppstå är kallras som är en annan typ av drag. Kallras uppstår när den varma inomhusluften möter ett kallt fönster, luften kyls ner och den kalla luften rör sig utmed golvet i riktning från fönstret inåt rummet. Fönsters isolerande förmåga bör beakta för att undvika kallras, speciellt under vintertid. Luftfuktigheten har vid normala lufttemperaturer inte samma påvekan på människans värmebalans och har därför inte behandlats vidare i examensarbetet. Om luftfuktigheten ökas vid hög omgivningstemperatur försvårar det människans värmeavgivning som sker genom svettning. Det termiska klimatet och hur det uppfattas är komplext och det finns även andra mått och faktorer som påverkar upplevelsen av klimatet så som t.ex. temperaturskillnad mellan golv och tak (vertikal temperaturgradient) och golvtemperatur. I detta examensarbete har dessa faktorer inte bedömts som de mest kritiska och har därför inte studerats djupare.

13

4.2.2. Luftkvalité Luftkvalitet kan beskrivas som luftens renhet från föroreningar som kan störa eller skada människor. Inomhusluften påverkas både av partikelformiga och gasformiga föroreningar. Även luktförnimmelse är något som påverkar människans upplevelse av luftkvalitet och lukt beror ofta på de många olika föroreningar som alstras av människor och material. Partikelformiga luftföroreningar kan komma från naturen både från människor och djur, som följd av naturliga processer och levande organismer (Enno Abel, 2006). Även byggnadsmaterial, inredning och maskiner kan avge föroreningar till inomhusluften. Utsläpp från industrier, förbränningsanläggningar och trafik bidrar framförallt till luftföroreningar i utomhusluften. Merparten av alla partiklar i atmosfären (99,9%) har en diameter mindre är 1 μm, vilket innebär att bara en ytterst liten andel faller till marken av sin egen tyngd. Partiklar med en diameterstorlek mindre är 10 μm kan hålla sig svävande en längre tid och är därför viktig aspekt att ta hänsyn till vid utformning av ventilationssystem. Exempel på partikelformiga föroreningar som kan påverka människors hälsa är virus, bakterier, kvalster, allergener, svampsporer, pollen, radioaktiva partiklar och rök. Exempel på föroreningar i uteluften orsakade av trafik är kväveoxider, aldehyder och PAH (polycykliska aromatiska kolväten). CO2 som används som en indikator på luftkvalité är en gasformig förorening som alstras från människor vid utandning. Halten CO2 bör beaktas vid dimensionering av ventilationssystem. Utöver CO₂ kan det även förekomma andra oorganiska föreningar men ofta i koncentrationer som ligger nära uteluftens (Enno Abel, 2006). Organiska föroreningar i inomhusluften ligger ofta på låga nivåer och i rum som har någon form av ventilation så koncentrationerna väldigt låga.

• andel gasformiga föroreningar anges som parts mer million ppm

4.2.3. Ljud Enligt (Maripuu, 2006) är oönskat ljud (buller) ett vanligt förekommande problem hos ventilationsanläggningar med varierande luftflöde. Orsaken kan vara felaktig dimensionering eller styrning, att ljuddämpare saknas, spjäll och tryckskillnader i kanalerna kan också ge upphov till oönskat ljud. Buller kan uppfattas som mycket besvärande och det är därför viktigt att särskilt beakta detta problem och säkerställa att krav på maximal ljudnivå enligt BBR 08 R18 uppfylls (2011). Några aspekter att ta hänsyn till med avseende på ljud:

• nivå • frekvens • efterklangstid

Att i efterhand åtgärda brister i ventilationssystemet som orsakar oönskat ljud kan bli både svårt och kostsamt. Det är därför viktigt att ljud beaktas tidigt i projekteringsskedet.

14

4.2.4. Krav och rekommendationer för inneklimat Det finns en mängd olika sammanställning och riktlinjer för inneklimatet, men det är framförallt Arbetsmiljöverkets föreskrifter om arbetsplatsens utformning (AFS) utgåva 8 (Arbetsmiljöverket, 2009) som styr krav för arbetsplatsens utformning. Socialstyrelsen som är tillståndsmyndighet för miljö- och hälsoskydd utfärdar allmänna råd med avseende på inomhusmiljö. Boverkets byggregler (Boverket, 2011) är baserad på socialstyrelsens råd och ger vägledning kring krav för inomhusmiljö. BBR 08 R18 trädde i kraft den 2 maj 2011 och innehåller inga ändringar i sak, därför har rekommendationer baserade på BBR 99 ansetts vara applicerbara. Andra krav och riktlinjer enligt (Enno Abel, 2006) kommer bl.a. från Beställargruppen för lokaler BELOK och VVS Tekniska föreningens R1. Även Inneklimatinstitutet har tagit fram lämpliga riktlinjer som uppfyller kraven i BBR 99. Temperaturer I Tabell 3. Godtagbara värden för termiska klimatfaktorer enligt Inneklimatsinstitutet, hämtad från Warfvinge (2007). redovisas tre olika klasser för det termiska klimatet, TQ1 till TQ3. TQ1 som är den högsta klassen ger färre än 10% personer som är missnöjda med det termiska klimatet. TQ1 har använts som riktlinje vid simuleringar av olika alternativa lösningar.

Tabell 3. Godtagbara värden för termiska klimatfaktorer enligt

Inneklimatsinstitutet, hämtad från Warfvinge (2007).

15

Luftflöden Enligt BBR 08, R18 ska uteluftsflödet uppgå till minst 0,35 l/s per m2 golvarea, när rummet i bostadshus inte används får luftflödet reduceras men dock lägst till 0,10 l/s per m2 golvarea. För andra byggnader än bostäder får ventilationssystemet utformas så att reducering av tilluftsflödet, i flera steg, steglöst eller som intermittent drift, är möjlig när ingen vistas i byggnaden. Allmänt råd är att efter en period med reducerat luftflöde bör normalt luftflöde anordnas under så lång tid som krävs för att åstadkomma en omsättning av luftvolymen i rummet innan det åter används. Tidigare rekommendationer har varit att i rum där personer vistas mer än tillfälligt bör uteluftsflödet vara minst 7 l/s och person. CO2 halt Halten CO2 bör enligt Arbetsmiljöverket inte överstiga 1000 ppm. Krav och riktlinjer finns även för halten radon och formaldehyd (Enno Abel, 2006). Ljud Krav på maximal ljudnivå enligt BBR 08 R18:

• Ljud med lång varaktighet: o i utrymmen för daglig samvaro LA = 30 (dB)

• Ljud med kort varaktighet o i utrymmen för daglig samvaro LA = 35 (dB)

4.3. Tekniska supportsystem Olika tekniska lösningar behövs i våra fastigheter för att kunna uppnå ett önskvärt inneklimat och kraven på dessa system varierar beroende på vilken typ av verksamhet som finns i lokalerna. Med utgångspunkt från dagens situation med stigande energikostnader och målet att minska människans påverkan på naturen i form av minskade koldioxid utsläpp, ställs också höga krav på att installationssystemen ska vara energieffektiva. Exempel på klimatstyrande installationer och system som behövs i en fastighet (Enno Abel, 2006):

• Ventilation och luftbehandling • Värme • Kyla • Styrning och övervakning • Belysning • Dagsljus • Vatten och sanitet

Mer detaljerad beskrivning kring olika typer och principer för ventilation och luftbehandling finns beskrivet i 4.5 Olika principer för ventilation.

16

4.4. Byggnad, konstruktion och design Även utformningen av en byggnad är avgörande för val av systemlösningar men utformningen skapar också viktiga förutsättningar för inneklimatet och inte minst fastighetens energiförbrukning. Exempel på några aspekter som är viktiga att ta hänsyn till vid projektering av en ny fastighet (Enno Abel, 2006):

• Stomme och bjälklag – påverkar värmelagring • Köldbryggor – påverkar värmebehov • U-värde för fönster, väggar och tak – påverkar värmebehov • Lufttäthet – påverkar värmebehov • Fönsterstorlek – påverkar värme- och kylbehov • Solavskärmning – påverkar kylbehov och till viss del värmebehov

Som underlag till energi- och klimatsimuleringar i IDA, har inventering av ovanstående aspekter för aktuellt hus genomförts.

4.5. Olika principer för ventilation I det här examensarbetet studeras installationer lämpade för nybyggda fastigheter med kontorslokaler. Dessa lokaler har en varierande belastning med avseende på antal personer som nyttjar lokalerna, men också över tiden på dygnet. Eftersom det är önskvärt att hålla nere energiförbrukningen arbetar branschen mycket med att hitta så energieffektiva lösningar som möjligt. Den senaste tiden är det framförallt ventilationssystem med variabelt luftflöde (VAV) som har ansetts vara det mest energieffektiva. I det här examensarbetet kommer jämförelser att göras mellan de vanligaste sätten att designa ventilationssystem för kontorslokaler dvs. med konstant luftflöde (CAV) då framförallt i kombination med kylbafflar för att klara temperaturkrav samt variabelt luftflöde (VAV) både med och utan kylbafflar.

4.5.1. CAV CAV står för Constant Air Volume och betyder att lokalerna ventileras med ett konstant luftflöde som är oberoende av vilken belastning och värmealstring lokalerna utsätts för (Warfvinge, 2007). Systemet är relativt enkelt men kräver stora tillufts- och frånluftflöden om det dimensioneras utifrån maximal belastning. För att rummet inte ska bli för kallt och att personerna som vistas där ska utsättas för drag, så får tilluftstemperatur inte vara för låg. Principbild för CAV är hämtad från (Fläkt Woods), se Fel! Hittar inte referenskälla..

Figur 3. Principskiss för CAV

17

4.5.2. VAV VAV står för Variable Air Volume och innebär att luftflödet varieras för att uppnå önskvärd temperatur samt god luftkvalitet. Sommartid kan stora luftflöden behövas för att hålla temperaturen nere, medan luftflödena inte behöver vara lika stora under resterande delen av året. Systemet dimensioneras med ett maximalt flöde då lokalerna har en maximal belastning av personer, apparater och solinstrålning sommartid. Minimiflödet bör beaktas noga och dimensioneras utifrån minimibehov men även så att det går att uppnå ett så energieffektivt system som möjligt när behovet av luftflöde är mindre. Flödet regleras med hjälp av spjäll och aktiva don som öppnar och stänger utifrån behovet som mäts med givare som indikerar t.ex. närvaro/frånvaro, temperatur, koldioxid halt och i vissa fall även fukt. För att få ett stabilt system så kan systemet dela upp det i olika zoner. Principbild för VAV är hämtad från (Fläkt Woods), se Figur 4.

Figur 4. Principskiss för VAV

4.5.3. CAV/VAV med kylbafflar I många fall blir värmebelastningen i lokalerna för stora och extra kylning behövs, då är det lämplig att använda sig av kylbafflar eller fläktkonvektorer. I det här examensarbetet studeras både CAV och VAV i kombination med kylbafflar. Kylbafflar avger kyla till rumsluften genom konvektion där tilluft och medryckt rumsluft passerar genom ett kylbatteri. Kylbafflar använder vattenburen kyla där den maximala kyleffekten begränsas av två faktorer, risk för kondens och risk för kallras. För att undvika risk för kondens så måste framledningstemperaturer på köldbäraren vara högre än rumsluftens daggpunktstemperatur dvs. över 14-15°C. Principbild för rumssystem med kylbafflar är hämtad från (Fläkt Woods), se Figur 5.

Figur 5. Principskiss för system

med kylbafflar

19

5. Genomförandet och resultat Verktyg från Sex Sigma metodiken har använts och arbetet har utförts enligt DMAIC cykeln, se Figur 6

Figur 6. Beskrivning av DMAIC cykeln

VOC I den första fasen define, har en tydlig problemformulering tagits fram och definierats enligt Figur 7.

Voice of the customer

Figur 7. Målet med examensarbetet formulerat

utifrån VOC (voice of the customer)

1. En utredning av hur det nyinstallerade

VAV systemet fungerar i praktiken med avseende på ventilation, kyla och värme.

2. Göra simuleringar i IDA för att se om ett

mer effektivt system kunde ha valts, detta som en vägledning för framtida val vid nybyggnation av kontorslokaler.

3. Ta fram förslag på förbättringar och

optimeringar.

20

SIPOC SIPOC som är ett diagram där supplier, input, process, output och customer beaktas, ger en överblick över vilka uppgifter som behöver beaktas i examensarbetet, se bilaga 1. Processen är definierad enligt Figur 8.

Figur 8. Processen för installation av ventilationssystem

CTQ Kritiska parametrar har även studerats som underlag för faktainsamling. Med verktyget CTQ (critical to quality) har kritiska parametrar på en övergripande nivå listats, se Figur 9. Parametrarna utgår från den tidigare målformuleringen som är gjordes med hjälp av VOC (voice of the customer).

Figur 9. Nedbrytning av kritiska parametrar baserat på VOC (voice of the customer)

21

Platsbesök och intervjuer av driftchef, drifttekniker, injusterare och ventilationshandläggare genomfördes tidigt i examensarbetet vilket gav en snabb indikation på vilka problem som upplevdes med ventilationssystemet för aktuellt hus. Andra steget i DMAIC cykeln är measure (mäta) som innebär att information och data samlas in för att kunna analyseras. Insamlade uppgifter redovisas under rubrik 5. Analyze (analys) steget finns redovisat under rubriken analys. I steget improve (förbättring) redovisas förslag på förbättringar även dessa under en separat rubrik 8. Det sista steget är control (kontroll) som innebär att de införda förbättringarna ska säkerställas genom uppföljning och kontroll. Detta examensarbete innehåller inte uppföljning av genomförda förbättringar eftersom de endast redovisas som rekommendationer och förslag. I de fall förslagen kan kontrolleras så har det gjorts genom energi och klimatsimuleringar.

22

5.1. Inledande felorsaksanalys En inledande orsaksanalys har genomförts baserat på tidiga intervjuer med driftchef, drifttekniker, injusterare och ventilationshandläggare, detta för att få en snabb uppfattning om vilka områden som behövde studeras närmre samt vilka data som behövde inventeras och samlas in för djupare analyser. Vid de första besöken upplevde de tillfrågade inte att ventilationssystemet fungerade bra. Med intervjuerna som underlag gjordes en brainstorming om vad orsakerna kunde vara till varför ventilationssystem inte upplevdes fungera bra, se Figur 10.

Givarkabel lossnat och indikerar -10°C

Varför upplevs VAV systemet inte fungera

bra?

Luft kvalité

Energiförbrukning Klimat

Ekonomi

U-värden

Kyld luft värms upp i kanalerna

Armaturer avger värme ovan undertak

Underhålls-kostnader

Driftkostnader

Under dimensionerade radiatorer

Det tar för lång tid att värma upp rummet vid närvaro

Tekniska installationer

Samtliga U-värden ligger över energi mål• fönster• yttervägg• glasfasad• yttertak• golv

Kräver kyla

Läcker luft till omgivningen

Svårt att få alla parametrar att hänga ihop

Styrsystem med många givareproblem med Lon slinga

Ej optimal drifttid• ev. börja värma tidigare

Kräver god kunskap hos drifttekniker

Kravspec. Stämmer ej med brukarnas förväntningar

Solinstrålning

Komplicerat system

Brukare förstår ej hur systemet fungerar

Olika entreprenörer för styrning av VAV

Svårt att veta vem som ska kontaktas vid driftproblem medför ökade kostnader

Verkningsgrad VÅ

Problem med radiator ventiler

Idag styrs värme och kyla mot 21°C både för närvaro och frånvaro

Högt minflöde från aggregat

Underdimen-sionerat luftflöde Solinstrålning

Otillräckligt solavskärmning

Ej forcerat luftflöde direkt vid närvaro för att snabbt kyla?

Många komponenter

Lukt

Ute/avluft ligger för nära varandra på taket

Otäta kanaler

Hög CO₂ halt

Dålig luft

Fel angivet rum på LON-slinga

Injustering

Problem med noggrannhet för låga flöden/tryck

Raksträckor innan spjäll ej tillräckliga

Hög energiförbrukning jämfört med nyckeltal

Fel angivet rum på LON-slinga

För kallt

Fel angivet rum på LON-slinga Oisolerade kanaler

ovan undertak

För varmt

Figur 10. Orsaksanalys med avseende på varför VAV systemet inte upplevdes fungera bra

23

5.2. Inventering Fastigheten som studerats består av sammanlagt sex sammanhängande huskroppar varav aktuellt hus är ett av dem. Huset har tre våningar samt en källarvåning, lokalytan LOA är ca 3720 m2. Två rum har valts ut som representativa för huset, ett kontor och ett grupprum. Dessa båda rum har använts vid energi- och klimatsimuleringar i IDA. Även husets utformning, väderstrecksplacering och konstruktion har byggts in i modellen i IDA. Grupprummet är ca 27 m2 stort och är avsett för 14 personer, se Figur 11, Figur 12, Figur 13 och Figur 14. Rummet ligger i nordostlig riktnig, fönster saknar utvändigt solskydd.

Figur 11. Fotografi grupprum

Figur 12. Givare för närvaro,

temperatur, CO2 och ljus.

Figur 13. Stora glaspartier i grupprum

Figur 14. Installation av don och belysningsarmaturer

24

Kontoret är ca 10 m2 stort och är avsett för 1 person, fotografier är tagna från ett intilliggande kontor som har ett liknande utförande som det kontoret som har studerats, se Figur 15, Figur 16, Figur 17 och Figur 18. Rummet ligger i sydvästlig riktnig, fönstren är försetta med automatiskt utvändigt solskydd.

Figur 15. Fotografi kontor

Figur 16. Tilluftsdon i kontor

Figur 17. Överluftsdon i kontor

Figur 18. Givare för närvaro, temperatur

och ljus

25

5.2.1. VAV design och systemuppbyggnad Huset är försett med ett ventilationssystem med behovsstyrt variabelt luftflöde (VAV). Systemet är av typen ERIC. Luftflödet i respektive rum regleras med aktiva tilluftsdon eller variabelflödesspjäll i tilluftkanalen. En grupp av rum utgör en zon. Zonspjäll i tilluftkanal reglerar för konstant tryck vilket gör att begärt luftflöde alltid erhålls. Zonspjäll i frånluftkanal reglerar för att upprätthålla samma flöde som mäts upp vid tilluftens zonspjäll (slavstyrning). På så sätt upprätthålls balans mellan till- och frånluft oavsett hur stort luftflödet är. Huset har ett luftbehandlingsaggregat för till- och frånluft med roterande värmeåtervinnare. Tilluften värms och kyls till inställd temperatur med fjärrvärme och fjärrkyla. Luftbehandlingsaggregatet ger det luftflöde som behövs genom att fläktarna frekvensstyrs för att hålla konstant tryck i till- och frånluftkanal. Huset har även en separat frånluftfläkt som betjänar rum för källsorteringsamt dragskåp, se Tabell 4. Mer utförlig beskrivning av ventilationsaggregat finns i driftkort, se bilaga 5 och 6. Aggregat/fläkt Betjänar Placering

LB01 Hus Plan K1 FF02 Källsortering Schakt Dragskåp Plan 3

Tabell 4. Sammanställning av husets luftbehandlingssystem

26

Grupprum I grupprum (se Figur 14) regleras luftflödet för att hålla både rumstemperatur och CO2-halt under inställda maxvärden. Då rummet inte har något kylbehov eller hög CO2-halt går de aktiva donen ned till minflöde. Frånluft hämtas i korridor via överluft från rummet. Radiatorer försedda med termostatventiler värmer rummet för att hålla rumstemperaturen på inställt minvärde. Styrsignaler till aktivt tilluftsdon samt till radiatorventil hämtas från rumsenheten i respektive rum. Rumsenheten är sin tur kopplad till ett system för mätvärdesinsamling. En detaljerad beskrivning av styrningen (driftkort) för rummet finns i bilaga 4.

Figur 19. Ventilationsritning grupprum

Grupprum

Zonspjäll

Aktiva don

27

Kontor I kontoret, se Figur 20 regleras temperaturen med hjälp av ett styrsystem samt temperatur- och närvarogivare. Luftflödet ökar när rummet behöver kylas. När det inte finns någon person närvarande i rummet, justeras luftflödet till ett minflöde. Om rummet behöver värmas, sker det med radiatorer. En detaljerad beskrivning (driftkort) av styrningen av rummet finns i bilaga 3.

Figur 20. Ventilationsritning kontor

Zon-spjäll

Kontor

Aktivt don

28

5.2.2. Inventering av parametrar för energi och klimatsimulering

I tabellen Tabell 5 sammanställs parametrar och inställningsvärden utifrån hur anläggningen är designad och används idag, uppgifter hämtade bl.a. från ritningar, driftkort (se bilaga 3, 4, 5 och 6) och energimål. Inventeringen och uppgifterna är insamlade under februari och mars månad 2011. Parameter Generellt för fastigheten Ort Uppsala Klimat Bromma år 1977 U-värde fönster 1,3 W/m²K g-värde fönster 0,41 g-värde solskydd 0,56 U-värde yttervägg 0,24 W/m²K U-värde yttertak 0,13 W/m²K Parameter Kontor Grupprum Typ av ventilation VAV VAV Yta 10 m² 27 m² Närvaro - Temperatur min +21,5°C +22°C Närvaro - Temperatur max +22,5°C +23°C Frånvaro - Temperatur min +21,5°C +22°C Frånvaro - Temperatur max +22,5°C +23°C Närvaro CO² max - 800 ppm Frånvaro CO² max - 800 ppm Luftflöde min 14 l/s 35 l/s Luftflöde max 45 l/s 160 l/s Personlast 1 person 14 personer Aktivitetsnivå 1,4 met 1,4 met Klädsel Sommar – 0,5 clo

Vinter – 1 clo Sommar – 0,5 clo Vinter – 1 clo

Belysning 7,6 W/m² 7,6 W/m² Utrusning 75 W 450 W Solskydd vinter >5°C – på Invändig gardin Solskydd sommar Utvändigt solskydd Invändig gardin Radiatorer 540 W 940 W Parameter Aggregat Drifttid Må-Fr 07.00-23.00 Tilluftstemperatur från aggregat

+18°C, för utetemperatur < +5°C +15°C för utetemperatur > +25°C

Nattkyla >+13°C (utetemp.) – nattkyla tillåten <+12°C (utetemp.) – stopp nattkyla

SFP fläktar 1,7 kW/m³s Roterande VVX verkningsgrad

74-78%

Parameter Övriga antaganden vid IDA simulering Förluster Kanaler – Dåliga (Poor) Sommar 28 mars till 31 oktober (sommartid) Vinter 1 november till 27 mars (vintertid) Köldbryggor Normala (Typical) Tabell 5. Sammanställning av antaganden och data för energi- och klimatsimuleringar i IDA, parametrar

från dagens inställningar

29

IDA modell

Utifrån inventerade uppgifter om byggnaden och det aktuella ventilationssystemet, har en modell byggts upp i IDA. Huset yttre dimensioner, skuggande byggnader, placering i förhållande till väderstreck samt kontorets och grupprummets placering i det aktuella huset finns inlagt i modellen, se Figur 21.

Figur 21. 3D bild av husets dimensioner och grupprummets och kontorets placering i förhållande till väderstreck

30

5.3. Felanmälningsstatistik Sedan fastigheten (alla sex hus sammantaget) togs i bruk har totalt 632 felanmälningar rapporterats, se Figur 22. Inga anmälningar finns för just det hus som studeras, men det beror enligt Thomas Jennlinger, driftchef, Akademiska hus troligtvis på att brukarna är osäkra på fastighetsbeteckning vid rapportering.

Figur 22. Felanmälningsstatistik

5.4. Nyckeltal för värme, kyla och el Förvaltaren har gjort en uppföljning av energiförbrukning för värme, kyla och el för året 2010. Uppföljningen är på hela fastigheten vilket innebär att data redovisas sammantaget för sex hus, uppgifter enbart för det hus som studerats fanns ej. Den totala ytan BRA för de sex husen tillsammans är 23598 m2. Uppföljning år 2010 av energiförbrukning för fjärrvärme och fjärrkyla redovisas i Figur 23 respektive Figur 24. Energiförbrukningen för el redovisas i Figur 25.

31

Figur 23. Klimatkorrigerad fjärrvärmeförbrukning för hela fastigheten år 2010

Fjärrvärmeförbrukningen följer väl den budget och uppskattning som gjorts för huset under år 2010, endast under december månad ligger förbrukningen något över budget.

32

Figur 24. Energiförbrukning - fjärrkyla för hela fastigheten år 2010

Förbrukningen av fjärrkyla ligger de flesta månaderna lägre än budget, men något över för juli månad.

33

Figur 25. Energiförbrukning - el för hela fastigheten år 2010

Elförbrukningen ligger de flesta månaderna i princip på budget, men under oktober, november och december något under.

34

Även energideklaration finns tillgänglig för den aktuella fastigheten med uppföljning och beräkningar för programhandlings-, systemhandlings- och bygghandlingsskedet, se Tabell 6.

ENHET RIKT-

VÄRDE PRGM HANDL

SYSTEM- HANDL

BYGG- HANDL

BTA m2 23995 25433 25679 Drifttid per dygn Brukare Timmar 10 10 10 10 Luftbe-

handling Timmar 12 12 12 12

Elenergi-förbrukning

Totalt MWh/år 1740 1844 1862

Per ytenhet

kWh/m2 70 67 73 73

Motor-värmare

kWh/år 4800 5000 5000

Kyla MWh/år 140 100 17 Kylenergi-förbrukning

Total MWh/år 640 469 666

Per ytenhet

kWh/m2/år 26 19 26

Värmeenergi-förbrukning

Total MWh/år 2000 2260 1790

Per ytenhet

kWh/m2/år 60 80 89 70

Tappvatten-förbrukning

Total m3 4800 45000 15000

Per ytenhet

l/m2/år 200 1770 600

Tabell 6. Beräknad energiförbrukning hämtade från mall för energiuppföljning

35

5.5. Energimål Förvaltaren arbetar med energimål för alla sina nybyggda fastigheter, hittills har en uppföljning gjorts för de sex husen sammantaget, se Tabell 7.

Typ Förklaring Värde Enhet Huset Kyleffekt Totalt <25 W/m2 40 Eleffekt belysning kontor <9 W/m2 7,6 belysning korridor <5 W/m2 6,3 belysning källare <3 W/m2 8,7 driftutrymmen <9 W/m2 6,3 SFP fläktar <1,3 kW/m3s 1,7 Pumpverkningsgrad Mindre pumpar

Större pumpar >20 >50

% %

Ja Ja

Motorklasser EFF1 Värmeeffekt Totalt <35 W/m2K 35 U-värde - Totalt <0,4 W/m2K 0,27 Fönster (inkl. karm) <1,1 W/m2K 1,3 Yttervägg <0,15 W/m2K 0,24 Glasfasad-

System (inkl. karm) <1,0 W/m2K 1,4

Takluckor/rökluckor <0,5 W/m2K 1,8 Takfönster <1,1 W/m2K 1,4 Yttertak <0,10 W/m2K 0,13 Golv <0,15 W/m2K 0,18 Ytterdörrar <0,9 W/m2K 1,5 Solinstrålning Genomsläpplighet -0,35 0,41 Återvinning Roterande >80 % 74-78 Plattväxlare >70 % - Vätskekopplat >65 % 61,4 Luftläckage Klimatskal <0,5 l/m2s Tryckuppsättning Rörsystem -40 kPa <30 Tabell 7. Energimål med uppföljning

Uppföljning av energimål för fastigheten visar att det är flera av nyckeltalen som ligger över de målvärden som finns uppsatta, ex. ligger den totala kyleffekten på 40 W/m2 betydligt över uppsatt mål på <25 W/m2. Belysning i källare på 8,7 W/m2 ligger också över mål på <3 W/m2, detta gör även SFP tal på 1,7 för fläktar jämfört med målet <1,3 kW/m3s. Samtliga U-värden för byggnaden ligger över energimålen, vilket innebär att fastigheten så som den är byggd har begränsningar med avseende på hur låg energiförbrukning som kan uppnås.

36

5.6. Energi och klimatsimulering av dagens inställningar Vid besök i huset och genom intervjuer med driftingenjörer framkom det att det fanns klagomål både ang. att rummen uppfattades som kalla och varma, vilket också bekräftas av felanmälningsstatistiken. Inställningar av min- och maxtemperaturer hade justerats för att förbättra brukarna upplevelse av klimatet, se Tabell 8. För att få en bild av hur personer kan uppfatta inneklimatet med de aktuella inställningarna, har klimatsimuleringar i IDA gjorts. Simuleringarna visar att endast ca 6% av personer kommer att uppleva missnöje med inneklimatet. Design Justerade inställningar

(dagens inställningar) Närvaro

Min. temp. Närvaro Max temp.

Närvaro Min. temp.

Närvaro Max temp.

Grupprum 21 °C 22 °C 22 °C 23 °C Kontor 21°C 22 °C 21,5 °C 22,5 °C Frånvaro

Min. temp. Frånvaro Max temp.

Frånvaro Min. temp.

Frånvaro Max temp.

Grupprum 19 °C 24 °C 22 °C 23 °C Kontor 19 °C 24 °C 21,5 °C 22,5 °C Tabell 8. Temperaturinställningar för grupprum och kontor, design samt justerade inställningar (dagens

inställningar)

37

5.6.1. Grupprum – sommar Simulering av klimatet har genomförts med en person-, utrustnings- och belysningsbelastning på 70 % av maxbelastning under 4 timmar (kl. 9.00 till 12.00 samt kl. 13.00 till 15.00) detta för att ge en mer rättvisande bild av hur rummet i praktiken använts och belastas. Simuleringen är gjord för att studera hur klimatet kan se ut under en sommardag. Den operativa temperaturen redovisas i Figur 26 och hur klimatet uppfattas redovisas i Figur 27. Den operativa temperaturen ligger på en acceptabel nivå dvs. med en temperatur mellan 23,5°C och 25,5°C (enligt klimatklass TQ1) under den tiden personer vistas i grupprummet.

Figur 26. Operativ temperatur grupprum, sommar

Endast ca 5,7% av personerna i rummet förväntas vara missnöjda med klimatet. PVM index för rummet ligger på ca +0,15 vilket innebär att rummet i princip uppfattas som neutralt dvs. varken varmt eller kallt, men med en svag antydan till mer varmt än kallt, se Figur 27.

Figur 27. PPD- och PMV-index för grupprum, sommar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

Last day of simulation: 2011-07-15

PPD, Predicted Percentage of Dissatisfied, at occupant 1, %

PMV, Predicted Mean Vote, at occupant 1, (*10)

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5


38

Luftflödet varierar med värmelasterna och maxluftflöde 160 l/s krävs periodvis för att kyla rummet till behagligt klimat, se Figur 28.

Figur 28. Luftflöden i grupprum, sommar

Värmebalansen i rummet har studerats och visar att personbelastningen och solinstrålningen är det som påverkar klimatet i rummet mest, se Figur 29.

Figur 29. Värmebalans i grupprum, sommar

Outflow through external walls, L/s

Inflow through external walls, L/s

Outflow through internal walls, L/s

Inflow through internal walls, L/s

Mechanical inflow, L/s

Mechanical outflow, L/s

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

L/s

0

20

40

60

80

100

120

140

160


Heat from air flows

Heat from occupants (incl. latent), W

Heat from equipment, W

Heat from walls and floors (structure), W

Heat from lighting, W

Heat from daylight (direct solar), W

Heat from heating and/or cooling room units, W

Heat from windows (including absorbed solar) and openings, W

Heat from thermal bridges

Net losses

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

W

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000


39

På samma sätt som temperaturen i rummet stiger vid närvaro av personer, så stiger också CO2 halten i rummet, men den ligger på en acceptabel nivå dvs. under 800 ppm, se Figur 30.

Figur 30. CO2 halt i grupprum, sommar

5.6.2. Kontor - sommar Simulering av klimatet har genomförts med en person-, utrustnings- och belysningsbelastning under 4 timmar (kl. 9.00 till 12.00 samt 13.00 till 15.00) detta för att ge en mer rättvisande bild av hur rummet i praktiken använts och belastas. Simuleringen är gjord för att studera hur klimatet kan se ut under en sommardag. Den operativa temperaturen redovisas i Figur 31 och hur klimatet uppfattas redovisas i Figur 32. Den operativa temperaturen ligger på en något låg nivå eftersom den mellan kl. 9.00 och ca kl. 13.45 ligger under 23,5 °C, enligt klimatklass TQ1 bör temperaturen under sommaren ligga mellan 23,5 °C och 25,5 °C.

Figur 31. Operativ temperatur kontor, sommar

All in-f low s through terminals,

leaks and openings

contribute.

Air age, h

CO2, (*0.01) ppm (vol)

Relative humidity, (*0.1) %

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0

1

2

3

4

5

6

7


Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27


40

Enligt simuleringarna förväntas endast ca 5,8% av personerna vara missnöjd med klimatet i kontoret, PMV index på -0,2 till +0,08, vilket innebär att rummet i princip uppfattas som neutralt dvs. varken varmt eller kallt, men med en antydan till både åt det varma och det kalla hållet, se Figur 32.

Figur 32. PPD- och PMV-index för kontor, sommar

Luftflödet varierar med värmelasterna och maxluftflöde på 45 l/s krävs periodvis för att kyla rummet till behagligt klimat, se Figur 33.

Figur 33. Luftflöden i kontor, sommar



4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

-1

0

1

2

3

4

5


Outflow through external walls, L/s

Inflow through external walls, L/s

Outflow through internal walls, L/s

Inflow through internal walls, L/s

Mechanical inflow, L/s

Mechanical outflow, L/s

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

L/s

0

5

10

15

20

25

30

35

40


41

Värmebalansen visar hur belastningen från personer, belysning, utrustning och solinstrålning påverkar klimatet i rummet, se Figur 34. Det ljusblå fältet är värmestrålning från fönstren, detta beror på att de blir varama trots att det utvändiga solskyddet stoppar det mesta av den direkta solinstrålningen.

Figur 34. Värmebalans i kontor, sommar

Heat from air flows









Net losses

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

W

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500


42

5.6.3. Grupprum och kontor – vinter Värmeeffekt vintertid har simulerats för både grupprum och kontor. Grupprummet behöver en värmeeffekt på ca 630 W för att värma rummet, se Figur 35 och kontoret behöver en effekt på ca 250 W, se Figur 36.

Figur 35. Värmebalans i grupprum, vinter

Figur 36. Värmebalans i kontor, vinter

Heat from air flows









Net losses

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

W

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600


Heat from air flows









Net losses

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

W

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200


43

5.6.4. Simulering av VAV systemets energiförbrukning Simulering av energiförbrukningen har genomförts i IDA och resultatet redovisas i Tabell 9. Den simulerade energiförbrukningen för grupprummet är ca 73 kWh/m2 och uppföljning av energiförbrukning för hela fastigheten var ca 70 kWh/m2. Simuleringsresultaten är inte direkt jämförbara med fastighetens totalförbrukning, inre rum, korridorer, tappvarmvatten och serverkyla ingår t.ex. inte i simuleringarna, men de ger en grov indikation om att inställningar, antaganden av parametrar i modellen i IDA bör vara rimliga. Förbrukningen för kontoret skiljer sig mer mot uppföljning av verkliga data, då kontoret vid simuleringen i IDA har en förbrukning på ca 57 kWh/m2. Detta kan dock bero på att övervägande delen av lokalerna i fastigheten är grupprum och lärosalar vilket gör att förbrukningen per m2 blir högre för hela fastigheten.

Energiförbrukning per år (kWh) Grupprum - kWh (70% belastning 4 timmar)

Radiator värme

Värme tilluft

Kyla tilluft Fläktar el Värme totalt

Befintligt VAV system

1536 445 439 434 1981

Kontor - kWh (100% belastning 4 timmar) Radiator

värme Värme tilluft

Kyla tilluft Fläktar el Värme totalt


443 123 178 138 567

Tabell 9. Resultat från energisimulering av dagens inställningar

44

5.7. Enkät och intervjuer Som ett komplement till inventering, klimat och energianalysen så har även en enkät (se bilaga 2) tagits fram som underlag för intervjuer med personer med olika befattningar kopplat till ventilationssystem. Några av personerna (driftchef och drifttekniker) har anknytning till fastigheten och andra har erfarenhet av ventilationssystem kopplat till andra projekt och fastigheter. De personer som har intervjuas har följande befattningar:

• Driftchef • Drifttekniker • Gruppchef/byggledare • Ventilationsinjusterare • Driftingenjör • Teknik/uppdragsansvarig • VVS handläggare • Projektledare • VVS konstruktör.

Vissa av frågorna i enkäten har varit av generell karaktär och några mer specifika. Nedan redovisas kortfattat resultat från enkät och intervjuer, resultaten finns mer utförligt beskrivna i bilaga 2.

5.7.1. Faktorer och krav som ställs på val och nybyggnation av ventilationssystem

Två frågor ställdes kring vilka faktorer som påverkar personens val av ventilationssystem samt vilka krav som personen ställer på systemet vid nybyggnation. Faktorer som lyftes upp var t.ex. att det är viktigt att veta vilken typ av verksamhets som ska bedrivas i lokalerna, att systemet testas av väl innan byggnaden tas i bruk, att det ska vara enkelt att underhålla och serva systemet, att systemet har en låg energiförbrukning, uppfyller BBR 08 R18 med avseende på inneklimat samt att systemet är designat och byggt på ett bra sätt.

5.7.2. Energimål för aktuella fastigheter Eftersom energieffektiviseringar har blivit allt mer aktuella har frågan ställts om det finns specifika energimål för de fastigheter som de tilltalade personerna arbetar med. Av de 9 tilltalade personerna var det endast en person som svarade nej, i det fallet pågick arbete med att ta fram energimål, övriga svarade att energimål fanns.

45

5.7.3. Det system de intervjuade upplevde sig mest nöjd med De tillfrågade personerna svarade på frågan om vilket ventilationssystem de var mest nöjda med och de hade möjlighet att välja mellan CAV, CAV med kylbafflar, VAV, VAV med kylbafflar alternativt annat system. Svaren sammanfattas i Figur 37. Tre personer valde att inte svara bl.a. med motiveringen att det beror på vad kravställaren vill ha och vad lokalerna ska användas till. En kommentar var även att det i kontorslokaler är lämpligt med CAV med kylbafflar, men att det vid stor variation och stora luftflöden är lämpligt med VAV.

Figur 37. Svar på frågan angående vilket ventilationssystem de intervjuade upplevde sig mest nöjda med

CAV med kylbafflar

11%

VAV 22%

VAV med kylbafflar

22%

Annat system

11%

Ej svarat 34%

Det system de intervjuade upplevde sig mest nöjda med

46

5.7.4. Det system som upplevs fungera sämst Frågan kring vilket system som upplevdes fungerar sämst har i några fall inte alls besvarats, däremot finns en kommentar eller motivering från samtliga tillfrågade. De tillfrågade personerna svarade kunde även här välja mellan CAV, CAV med kylbafflar, VAV, VAV med kylbafflar alternativt annat system, svaren sammanfattas i Figur 38. Ingen har svarat att CAV med kylbafflar har fungerat sämst. De som inte har angivit något alternativ har bl.a. gett kommentarer att ju mer komplexa system desto svårare att få allt att fungera. En annan kommentar var att om systemet är väl injustrat kan VAV vara bäst med det innebär ofta många funktioner och det kan ge problem.

Figur 38. Svar på frågan om vilket ventilationssystem som upplevdes fungera sämst

CAV 22%

VAV 11%

VAV med kylbafflar

22%

Ej svarat 45%

Det system som upplevdes fungera sämst

47

5.7.5. Klagomål kopplat till olika typer av system Som komplement till frågan angående vilket system som upplevdes fungera sämst, ställdes en fråga kopplat till vilka klagomål som brukar finnas och vad de handlar om. Resultaten redovisas nedan i Tabell 10. System Exempel på klagomål System som använder någon form av kyla Uppskattningsvis är 6 av 10 klagomål

kopplat till drag, 4 av 10 ljud (problem med ljud ofta i fallet där VAV används).

VAV med kylbafflar Obalans i systemet, utrustningen anger ex. korrekta temperaturer, flöden, osv. men vid kontrollmätningar kan uppgifterna vara felaktiga.

VAV Dålig luft och att det är varmt. Varmt, kallt eller att det är odörer (luktar illa) Många säger att det är ”krånglig” – vet ej varför.

CAV Ljud och drag. Tabell 10. Exempel på klagomål kopplat till olika ventilationssystem

En annan kommentar var att system som tidigare haft höga luftflöden och som dragits ner i energibesparande syfte upplevs av brukaren som en försämring vilket resulterar i klagomål trots att luftflödena kan vara fullt tillräckliga.

48

5.7.6. Dyraste respektive billigaste systemet Att bedöma vilket system som är mest kostnadseffektivt på sikt kommer att behandlas under rubriken LCC analys, men för att få en indikation på vilket system som är dyrast respektive billigast att köpa in och installeras ställdes en fråga angående detta. Samtliga svarade att VAV med kylbafflar var dyrast. Det system som uppskattades som billigast var VAV, se Figur 39.

Figur 39. Svar på frågan om vilket ventilationssystem som uppskattas vara det billigaste (Notering:

*en person angav både CAV med kylbafflar och VAV)

Motsvarande uppskattning gjordes för de olika alternativen med avseende på drift och underhållskostnader. 5 personer uppgav VAV med kylbafflar som det dyraste systemet, två personer svarade VAV och två personer svarade inte alls. CAV med kylbafflar uppgavs av fyra personer som det billigaste systemet, en svarade VAV, en VAV med kylbafflar och tre personer valde att inte svara. Driftkostnader syftades i det här fallet till kostnader för att handhavande anläggningen och inte till energikostnader.

CAV med kylbafflar

17%

VAV* 50%

Ej svara 22%

Annat system*

11%

System som uppskattas vara billigast

49

5.7.7. Mer specifika frågeställningar Frågor ställdes även kopplade till det aktuella ventilationssystem som de tilltalade personerna arbetade med vid tillfället som frågorna ställdes. Några av svaren redovisas i form av kommentarer under respektive fråga, för kompletta svar, se bilaga 2. Varför valdes det system som du arbetar med idag?

• Verksamhetskrav i kombination med energimål. • Systemet valdes för att det skulle vara energieffektivt. • Viktigt att systemet är driftsäkert. • CAV med kylbafflar valdes pga. enkelhet.

Har det uppstått några problem vid driftsättningen? 5 personer har svara ja, en person nej, en person har ej svarat och två personer har svarat att systemet ännu ej har tagits i drift, se Figur 40.

Figur 40. Svar på frågan om det har uppstått problem under driftsättning av aktuella ventilationssystem

Ja 56%

Nej 11%

Ej ännu driftsatt

22%

Ej svarat 11%

Problem vid driftsättning

50

Om ja, vilka typer av problem? VAV - problemen är ofta pga. brister vid installation och montering ex. spjäll som är felmonterade, raksträckor innan spjäll som inte är tillräckliga för att kunna göra korrekta mätningar av luftflöden, mätplatser utritade direkt efter böjar i kanaler, tryckpunkter felaktigt placerade mm. Mycket styrproblem. Injusteringar felaktiga, lokalerna används inte på det sättet som det var projekterat. Vilket typ av underhåll krävs och hur ofta? VAV - i det fall det finns en driftdator och att systemet kan övervakas via den, så upptäcks eventuella fel snabbt. Spjäll byts i regel ut när de går sönder. Om systemet inte kan övervakas via en driftdator, så sker provning 1 gång per år. För t.ex. skolor gäller OVK var tredje år då systemet kontrolleras. Filterbyten sker också enligt definierade intervall. Vilka för och nackdelar ser du hos detta system? VAV - har möjligheter till lägsta energiförbrukning, men nackdelarna är att systemet är känsligt, kräver på sikt mycket underhåll och det är en stor investering i värme/kylsystem. Systemet har en hög komplexitet där många olika tekniska komponenter och styrsystem måste fungera väl tillsammans. Om något går sönder ex. sommartid, får det allvarliga konsekvenser för inneklimatet, klimatet blir olidligt eftersom den aktuella fastigheten är byggd med fönster som inte går att öppna. CAV med kylbafflar – nackdel mot andra system är att det förbrukar mer kyla. Vilka tips har du på förbättringar/modifieringar av befintliga system för att de ska fungera bättre alternativt bli mer energieffektiva? Resultat från denna frågeställning, se bilaga 2, dessa redovisas även under kapitlet förslag till förbättringar.

51

5.7.8. Övriga kommentarer angivna i enkäten alternativt vid intervju

I och med teknikutveckling och att systemen blir mer och mer avancerade och komplexa, krävs även utveckling av drifttekniker. Intresse för teknik, kunskap om styr och regler blir allt viktigare i kombination med erfarenhet kring hur systemen fungerar. Vid slutbesiktning av ett ventilationssystem så ska alla funktioner vara kontrollerade och dokumentationen uppdaterad. Driftoptimering kan sedan pågå en längre tid för att få systemet så effektivt som möjligt. Det finns en risk för att projektörer tror att VAV systemet med dess avancerade styrning kan ta hand om och kompensera för de problem som inte löses vid ritbordet. I rum där forcering används är det bättre att dra separata kanaler till t.ex. kylbafflar. Idag finns ej ett 100 % bra styrsystem för VAV, tekniken är inte fullt så säker som leverantörer framför. Stora leverantörer har ibland svårt att ta hand om eftermarknaden när resurser för support av systemen behövs.

5.8. Brukarnas upplevelse av klimatet Vid en enkätundersökning som förvaltaren ställde till brukarna i början på året, efter att byggnaderna använts i lite mer än ett år, upplevde 63% av brukarna att klimatet i byggnaderna var bra.

53

6. Analys Insamlade data har analyserats med avseende på hur ventilationssystemet fungerar idag, hur klimatet upplevs och hur klimatet enligt simuleringar i IDA skulle kunna upplevas för de inställningar som ventilationssystemet designades med. Med utgångspunkt från det har alternativa inställningar analyserats för det befintliga ventilationssystemet för att kunna göra energibesparingar, men fortfarande med acceptabelt klimat enligt TQ1. Nyckeltal med avseende på energiförbrukning har analyserats för huset och simuleringar i IDA för olika alternativa system har genomförts. Utifrån dessa beräkningar har en livscykelkostnadskalkyl tagits fram för att kunna jämföra kostnaderna mellan de olika alternativa ventilationssystemen.

6.1. Felkällor Nio personer svarade på enkäten och av dessa har sex personer blivit intervjuade, det innebär att analysen av svaren endast kan ses som indikation och innebär inte att resultaten är statistiskt säkerställda. Driftkostnad och underhållskostnader skulle ha särredovisas i enkäten, då det är olika kostnader för olika system. Syftet med frågan var kopplat till att handha och underhålla anläggningen, men tolkades av några som driftkostnad i form av energiförbrukning vilket gör svaren något svårtolkade. För att ytterligare få en bättre uppfattning om vilket system som syftades till, skulle enkäten med mer specifika frågorna inletts med en fråga om vilket som var det aktuella systemet. Vid LCC beräkningar, har inte hänsyn tagits till uthyrningsbar yta. Höga luftflöden innebär större dimension på kanaler vilket i sin tur innebär att de upptar en större area. På ställen där hyran per kvadratmeter är hög, kan det vara aktuellt att beakta även detta vid jämförelse av olika ventilationssystem. Hänsyn har heller inte tagits till återinvesteringar som kan komma att behövas styrsystemen, detta gäller för samtliga alternativ. Fläktwood har genomfört aggregatkörningar med lägra luftflöden, dessa är utförda med en annan typ av fläktmotor än den som är installerad, vilket innebär att den installerade motorn eventuellt inte har samma kapacitet. Tobias Bergman, VVS konstruktör, Helenius har granskat modellen i IDA och hittade att apparatlasten på 75W som använts i kontoret är aningen lång. Enligt Tobias är det rimligt för laptop, men inte en stationär dator som avger en effekt på ca 125W. Dagljusstyrning för belysning är inlagd som parameter i grupprum, men inte kontor. Denna förhöjda last i kontoret bör dock kompensera för den något lågt uppskattade lasten för dator. Klimatfilen i IDA är för Stockholm Bromma, Uppsala har ett något kallare klimat vilket ger ett något högre värmebehov.

54

6.2. Analys av nyckeltal för energiförbrukning Energiförbrukning för fjärrvärme och el har studerats och jämförelser har gjorts med nyckeltal för kontor 2010 (Repab AB, 2010). Då nyckeltal för aktuellt hus saknas, har dessa jämställts med nyckeltal (kWh/m2)för hela fastigheten dvs. alla sex hus sammantaget, se Tabell 11. Värmeförbrukningen är korrigerad med hänsyn till klimatzon och temperaturavvikelse från normalår. Repab saknar statistik för fjärrkyla, den jämförelsen har därför ej kunnat göras.

Energiförbrukning värme och kyla

Repab typfastighet

Repab riktvärde kWh/m² LOA

Nyckeltal huset kWh/m² LOA

Fjärrvärme LÅG 80 70,3

Tabell 11. Jämförelse med Repabs nyckel för fjärrvärme

Energiförbrukningen för fjärrvärme ligger i den nedre kvartilen (gräns vid 83 kWh/m2) enligt Repabs statistik (Repab AB, 2010), vilket innebär att bedömningen är att byggnaden har en låg energiförbrukning för värme Repabs riktvärden för elförbrukning är uppdelad på el för gemensamma utrymmen (hissar, pumpar, fläktar osv.) och el för kontorslokaler (elbelysning, datorer, osv.). För att kunna göra en jämförelse har Repabs två riktvärden för elförbrukning summerats, se Tabell 12 Elförbrukning Repab

typfastighet Repab riktvärde kWh/m² LOA

Nyckeltal huset kWh/m² LOA

El, gemensam HÖG 30 El, kontorslokaler HÖG 80 El, totalt 110 63,1

Tabell 12. Jämförelse med Repabs nyckel elenergiförbrukning

Den totala elförbrukningen ligger under Repabs statistik (Repab AB, 2010) för median (97 kWh/m2) men över den undre kvartilen (52 kWh/m2), vilket innebär att bedömningen är att byggnaden har en låg elförbrukning.

55

6.3. Inneklimat Den största andelen felanmälningar var klagomål på inneklimatet som stod för ca 30% av de totalt rapporterade felen i fastigheten. Enligt Thomas Jennlinger, driftchef, Akademiska hus, brukar erfarenhetsmässigt VVS och dörrar vara där de flesta problemen ligger när en nybyggd fastighet tas i drift. Även resultaten från enkätundersökningen som förvaltaren skickat till brukarna redovisade att endast 63% av de tillfrågade var nöjda med inneklimatet. Felanmälningar kopplat till inneklimat har analyserats vidare och resultaten redovisas i Figur 41.

Figur 41. Felanmälningar inneklimat, fördelat på kategorierna drag, kallt, ljud, luftkvalité och varmt

Drag och ljud står för en förhållandevis liten andel av klagomålen och därför har dessa områden inte analyserats djupare. Problem med ljud har enligt intervju med Tord Eriksson, drifttekniker, Akademiska hus varit tillfälliga och inte återkommande. I de fall något har varit direkt fel ex. ett spjäll som har hakat upp sig eller som står fel och som orsakat oönskat ljud, så har det åtgärdats. Kategorin luftkvalité som står för den största andelen klagomål kan inbegripa en mängd olika parametrar där även värme kan ingå. Det innebär att värme som felkälla inte har uteslutits trots att andelen klagomålen som är direkt kopplat till den kategorin är relativt liten. Det termiska klimatet och luftkvalité är de viktigaste aspekterna att analysera djupare med klimatsimuleringar i IDA.

56

6.4. Vad är orsakerna till att VAV systemet inte uppfattas fungera bra? Den initiala orsaksanalysen med tänkbara orsaker till att systemet inte upplevs fungera bra, har legat till grund för djupare analyser. För att utesluta att eventuella fel har begåtts i design och dimensionering av systemet, så har ett antal kontroller genomförts, se Tabell 13. Även kända problem finns med i tabellen. Beskrivning av kontroll Resultat/kommentar Att systemet är dimensionerat för maxbelastning av personer, belysning och utrustning, detta har gjort genom klimatsimuleringar i IDA.

Minluftflöden är uppfyllda samt att luftflöden och radiatorer är dimensionerade för att uppnå ett acceptabelt klimat och CO2 halt.

Att kanalerna har lämpliga dimensioner för aktuella luftflöden.

Kanalerna har rätt dimensioner. Kanalerna är dock endast isolerade i schakt men inte anslutande kanaler till rum. Det kan innebära att den kylda tilluften från aggregatet värms upp i de oisolerade kanalerna.

Att kanalerna har tillräckliga raksträckor innan spjäll för att korrekt injustering ska kunna göras.

Raksträckorna uppfyller de krav som finns specificerade för spjällen.

Att spjäll är dimensionerade för aktuella luftflöden.

Spjällen klarar de max- och minflöden som är specificerade för rummen.

Att aktiva don är dimensionerade för min- och maxflöden.

Donen är kontrollerade och har intervall enligt specifikation som uppfyller krav på min- och maxflöden.

Att aggregatet är dimensionerat för min- och maxflöden.

De sammanlagda luftflödena i luftflödesprotokollen stämmer överens med hur aggregatet är dimensionerat. Dock har det saknats vissa uppgifter i luftflödesprotokollen som kommer att uppdateras.

Om eventuella fel och brister har identifierats i OVK (obligatorisk ventilations kontroll) men inte åtgärdats

Inga kommentarer om fel finns i OVK.

Om det finns problem med styr och regler.

I intervjuer med drifttekniker har det framkommit att det har varit fel på givaranslutningen. Kopplingslåda för givare sitter ovanför dörren till respektive rum och kablar för givare har varit för tunna och suttit löst. Det har inneburit att flera kablar har lossnat. Det i sin tur gör att givaren indikerar en temperatur på -10 °C och då har rummet värmts upp och blir alldeles för varmt. Detta problem har nyligen åtgärdats. Det har även varit problem med att inställda värden har försvunnit från systemet och behövts läggas in på nytt. Det har även varit problem med mätvärdesinsamlingen.

Vad orsaken är till problem med lukt. Orsaken är att det är kortslutning mellan intag av uteluft och avluft på taket. Åtgärder är vidtagna och ozonbehandling är installerad. För att ytterligare förbättra situationen kommer test att göras med en ny avlufthuv som ger längre kastlängd. Att nuvarande avlufthuv idag troligtvis är för liten, kan bero på en kompromisslösning i projekteringsskedet.

Kontroll av till- och frånluftsflöden. Systemet är troligtvis ej i balans, se 6.4.1.

Tabell 13. Kontroll av orsaker som kan påverka att befintligt VAV system inte uppfattas fungera bra

57

6.4.1. Ventilation ej i balans Fastigheten är injusterad för att skapa en balanserad ventilation. För det aktuella huset är det i dagsläget inte balans, utan det skiljer mellan ca 300 - 900 l/s mellan tillufts- och frånluftsflödet i luftbehandlingsaggregatet, se Figur 42. Till det måste beaktas att det finns ytterligare en frånluftsfläkt (FF02) som har ett börvärde på 237 l/s och drifttiden är måndagar kl. 04.00 till 23.00 och tisdag till fredag mellan kl. 06.00 och 23.00. Skillnaden mellan till- och frånluften är trots frånluftsfläkt FF02 ca 60 - 660 l/s. Om detta är inom ramen för normal variation av luftflöden behöver dock studeras närmre.

Figur 42. Resultat från mätningar av tillufts- och frånluftsflöden – luftbehandlingsaggregat, den övre

kurvan representerar tilluftsflödet och den undre frånluftsflödet

Övertrycket kan innebära att det finns risk för att uppvärmd fuktig luft transporteras genom väggen till kallare ytor vilket kan ge upphov till att fukt fälls ut inuti konstruktionen och att mögel bildas. Det är därför viktigt att konstruktionen för en balanserad ventilation är tät. Om det finns ett stort luftläckage, så innebär det bl.a. onödiga värmeförluster. Obalans har också en kraftig negativ påverkan på värmeåtervinningen. Enligt Stefan Sundström, injusterare, Hansson och Ekman kan det även innebära att luften går åt fel håll genom värmeväxlaren.

58

6.4.2. Driftsstart Fastigheten har en driftstid från 07.00 till 23.00 vilket innebär att fläktarna helt stängs av på natten. Luftflödet vid start av till- och frånluftfläktarna efter driftstopp pendlar upp och ner mellan 0 m3/s och ca 6 m3/s och pågår under ca en timme innan luftflödena har stabiliserats. Det kan innebära risker då fläktarna går igång fullt efter driftstopp, spjällen får signal att stänga när trycket byggs upp och om det går för snabbt får fläkten i sin tur signal om att gå ner i varv. Om trycket tappas snabbt öppnar i värsta fall spjällen igen samtidigt som fläkten varvar upp. Om detta ger upphov till för kraftiga tryckstötar kan kanalsystemet ta skada. Speciellt stor risk är det på frånluftssidan där rektangulära kanaler är känsliga för stora undertryck. Tiden det tar att justera in flödet innebär också att rummen under den tiden inte kan upprätthålla acceptabelt klimat och luftkvalité, denna uppstart sker idag dock innan ca kl 07.00.

6.4.3. Ventilationskanaler Tilluftkanalerna från schakten inte är isolerade vilket kan innebära att den kylda luften hinner värmas upp innan den når det aktuella rummet. Problematiken finns beskriven i Marii Liis avhandling (Maripuu, 2006).

59

6.5. Analys av inneklimatet, dagens inställningar och designparametrar Den operativa temperaturen och PPD-index har analyserats för grupprum och kontor, både dagens inställningar och designparametrar har studerats

6.5.1. Analys av klimatet i grupprum - sommarfall Den operativa temperaturen och PPD-index har analyserats för grupprum, både dagens inställningar och designparametrar har studerats. Vid simuleringar har belastningen varit 70% under 4 timmar. Den operativa temperaturen i grupprummet för sommarfallet ligger lägre för dagens inställningar jämfört med designparametrar. Dock ligger temperaturen på en med jämn nivå för dagens system än designparametrar. Dagens inställningar innebär att samma temperaturkrav finns både för närvaro och frånvaro, vilket troligtvis är det som påverkar att den operativa temperaturen för dagens inställningar är mer jämn under dagen, se Figur 43och Figur 44.

Dagens inställningar Design

Figur 43. Operativ temperatur sommar -

grupprum, dagens inställningar


grupprum, temperaturinställningar enligt design

Enligt PPD-index, så visar simuleringarna att andelen missnöjda personer skulle vara fler med de parametrar som gällde vid design än de som används idag. Dagens inställningar ger enligt simulering fler nöjda brukare, se Figur 45och Figur 46.


Figur 45. PPD- och PMV-index för grupprum,

sommar, dagens inställningar


sommar, enligt designparametrar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27


Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0

1

2

3

4

5

6

7


60

6.5.2. Analys av klimatet i kontor - sommarfall Den operativa temperaturen och PPD-index har analyserats för grupprum, både dagens inställningar och designparametrar har studerats. Vid simuleringar har belastningen varit 100% (en person i rummet) under 4 timmar. Den operativa temperaturen i kontoret för sommarfallet ligger lägre för dagens inställningar jämfört med designparametrar. Dock ligger temperaturen på en med jämn nivå för dagens system än designparametrar. Dagens inställningar innebär att samma temperaturkrav finns både för närvaro och frånvaro, vilket troligtvis är det som påverkar att den operativa temperaturen för dagens inställningar är mer jämn under dagen, se Figur 47och Figur 48. Simulering av dagens inställningar visar också att temperaturen i början på dagen ligger under gräns enligt TQ1, dvs under 23,5 °C.



kontor, dagens inställningar


kontor, temperaturinställningar enligt design

Enligt PPD-index, så visar simuleringarna att andelen missnöjda personer skulle vara fler med de parametrar som gällde vid design än de som används idag. Dagens inställningar ger enligt simulering fler nöjda brukare, se Figur 49 och Figur 50.


Figur 49. PPD- och PMV-index för kontor,

sommar, dagens inställningar


sommar, enligt designparametrar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27


Oper

ativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

-1

0

1

2

3

4

5




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0

1

2

3

4

5

6


61

6.5.3. Analys av klimatet i grupprum - vinterfall Den operativa temperaturen och PPD-index har analyserats för grupprum, både dagens inställningar och designparametrar har studerats. Vid simuleringar har belastningen varit 70% under 4 timmar (närvaro kl 10.00-12.00 och 13.00-15.00). Den operativa temperaturen i grupprummet för vinterfallet ligger högre för dagens inställningar jämfört med designparametrar. Dagens inställningar innebär att samma temperaturkrav finns både för närvaro och frånvaro, vilket troligtvis är det som påverkar att den operativa temperaturen för dagens inställningar är mer jämn under hela dygnet, se Figur 51och Figur 52. Den operativa temperaturen enligt designparametrar ligger under kravet för TQ1 dvs. 21 °C, vilket innebär att brukarna kan ha uppfattat klimatet som något kallt. Rummet hinner inte värmas upp tillräckligt snabbt från en frånvarotemperatur på 19 °C till en acceptabel nivå på minst 21 °C, se Figur 52.


Figur 51. Operativ temperatur vinter -

grupprum, dagens inställningar

Figur 52. Operativ temperatur vinter - grupprum,

temperaturinställningar enligt design

Enligt PPD-index, så visar simuleringarna att andelen missnöjda personer skulle vara fler med de parametrar som gällde vid design än de som används idag. Dagens inställningar ger enligt simulering fler nöjda brukare, se Figur 53 och Figur 54.



vinter, dagens inställningar


vinter, enligt designparametrar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Last day of simulation: 2011-01-14O

pera

tive

tem

pera

ture

[°C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25




312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0




312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7


62

6.5.4. Analys av klimatet i kontor - vinterfall Den operativa temperaturen och PPD-index har analyserats för grupprum, både dagens inställningar och designparametrar har studerats. Vid simuleringar har belastningen varit 100% (en person i rummet) under 4 timmar (närvaro kl 10.00-12.00 och 13.00-15.00). Den operativa temperaturen i kontoret för vinterfallet ligger högre för dagens inställningar jämfört med designparametrar. Dagens inställningar innebär att samma temperaturkrav finns både för närvaro och frånvaro, vilket troligtvis är det som påverkar att den operativa temperaturen för dagens inställningar är mer jämn under hela dygnet, se Figur 55 och Figur 56. Den operativa temperaturen enligt designparametrar ligger under kravet för TQ1 dvs. 21°C, vilket innebär att brukarna kan ha uppfattat klimatet som något kallt. Rummet hinner inte värmas upp tillräckligt snabbt från en frånvarotemperatur på 19°C till en acceptabel nivå på minst 21°C, se Figur 56.



kontor, dagens inställningar

Figur 56. Operativ temperatur sommar - kontor,

temperaturinställningar enligt design

Enligt PPD-index, så visar simuleringarna att andelen missnöjda personer skulle vara fler med de parametrar som gällde vid design än de som används idag. Dagens inställningar ger enligt simulering fler nöjda brukare, se Figur 57och Figur 58.



vinter, dagens inställningar

Figur 58. PPD- och PMV-index för kontor, vinter,

enligt designparametrar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Last day of simulation: 2011-01-14O

pera

tive

tem

pera

ture

[°C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25




312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0




312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7


63

6.6. Analys av inställningar av dagens system för att få ner energiförbrukningen

Vid närmare analys av dagens inställningar och operativa temperaturer så finns det utrymme för att göra justeringar. Idag är intervallet mellan värme och kyla endast en grad och frånvarotemperatur används inte. Modellen i IDA har varit en gemensam för grupprummet och kontoret vid denna analys. Utgångspunkten har varit att med olika inställningar försöka nå ett acceptabelt inneklimat enligt kravgränserna för TQ1. För alternativet TQ1-yttre gränser, där yttre temperaturgränser utnyttjas, så kommer inte klimatet i rummen att uppfylla kraven enligt TQ1. Inte heller där frånvarotemperatur används kommer att uppfylla kraven då kontoret vintertid kommer att uppfattas som kallt på morgonen, inställningar enligt Tabell 18. Tider och temperaturer för olika alternativ redovisas i Tabell 14till Tabell 18.

Dagens inställningar Drifttid Min (°C) Max (°C)

grupprum 07.00-23.00 22 23 kontor 07.00-23.00 21,5 22,5

Tabell 14. Dagens inställningar av temperaturer för drifttid mellan

kl. 07.00 och 23.00

Krav enl. TQ1 Drifttid Min (°C) Max (°C)

grupprum 07.00-23.00 22 23,5 kontor 07.00-23.00 22 23,5

Tabell 15. Inställningar av temperaturer för att uppnå optimal

temperatur enl. TQ1 (dvs. att den operativa temperaturen som

uppnås ska ligga i mitten av temperaturintervallet)

Krav enl. TQ1 - yttre gränser Drifttid Min (°C) Max (°C)

grupprum 07.00-23.00 21 24,5 kontor 07.00-23.00 21 24,5

Tabell 16. Inställningar där temperaturgränserna är inställda på de

yttre gränserna enl. TQ1

64

Nattsänkning

Tider natt Min (°C) Max (°C) Tider daglig drift

Min (°C) Max (°C)

grupprum 20.00-06.00 18 26 06.00-20.00 22 23 kontor 20.00-06.00 18 26 06.00-20.00 21,5 22,5

Tabell 17. Inställningar för sänkning av temperaturen under natten (påverkar energiförbrukningen under vintern)

Närvarostyrd temperaturinställning Närvarotider (används

vid simulering, styrs i rummet med

närvarogivare)

Min (°C) Max (°C)

Frånvarotider Min (°C) Max (°C)

grupprum 10.00-12.00, 13.00-15.00

22 23 övrig tid 19 24

kontor 10.00-12.00, 13.00-15.00

21,5 22,5 övrig tid 19 24

Tabell 18. Inställningar av temperaturer vid närvaro och frånvaro med utgångspunkt från dagens

temperarurinställningar

65

Simuleringar i IDA har även genomförts med antaganden om minskade luftflöden, utvändigt solskydd för grupprummet samt kortare driftstider. Energiförbrukning helår för de olika alternativen redovisas i Tabell 19 Simuleringarna har utförts med 100% person-, belysnings- och utrustningsbelastning under 4 timmar (kl. 9.00-12.00 och kl 13.00-15.00).

Alternativ Radiator värme

Värme tilluft

Kyla tilluft

Fläktar el

Totalt Sänkning jämfört

med idag Dagens inställning av VAV system drifttid 07.00-23.00

Dagens inställningar

1887

625

678

636

3825

Alternativa inställningar till dagens VAV system Dagens inställningar - utvändigt solskydd grupprum

1956

625

676

635

3893

+2%

Krav enl. TQ1

1886 609 642 619 3756 -2%

Krav enl. TQ1 yttre gränser

1486 677 608 605 3377 -12%

Nattsänkning

1363 691 660 624 3337 -13%

Dagens inställningar med halverat minluftflöde

1554 482 647 534 3216 -16%

Frånvarotemperatur

1067 763 628 612 3070 -20%

Dagens inställningar med kortare drifttid 7-19

1651 523 640 546 3360 -12%

Dagens inställningar med kortare drifttid 7-20

1704 548 661 565 3479 -9%

Tabell 19. Simuleringar i IDA, energiförbrukning för olika alternativ

Med utgångspunkt från ovanstående energisimuleringar för olika alternativ har en kombination av olika inställningar tagits fram. Inställningar av temperatur enligt krav för TQ1 har använts, även nattsänkning som enligt Tabell 19 ger en energibesparing på ca 12 % har utnyttjas tillsammans med frånvarotemperatur som skulle kunna ge en besparing på ca 20 %. Dessa justeringar har benämnts som optimal temperatur i detta examensarbete, dock har inte frånvarotemperaturen enligt Tabell 18 använts.

66

Enligt Thomas Jennlinger, driftchef, Akademiska hus, är möjligheten att minska drifttiden liten, huset utnyttjas mycket även senare på kvällen. Att halvera minluftflödet är för aktuell fastigheten begränsas av zonspjällen. Det finns risk för ökad obalans om flödet går under spjällens rekommenderade arbetsområden. Aggregatkörningar gjorda av Fläktwoods visar att det är möjligt med avseende på fläktarnas kapacitet. Mätfelet ökar vid luftflöden lägre än zonspjällens minflöde. Dock blir problemet med obalans mindre ju mindre flödet är. Även om flödesobalansen ökar procentuellt, behöver det inte innebära att den blir för hög. Optimal temperatur Optimal temperatur är den inställning av temperaturer som innehåller frånvarotemperatur, nattsänkning och närvarotemperatur för att uppnå krav på temperaturer enl. TQ1, se Tabell 20. Beskrivning Min temp. Max temp. Närvarotemperatur 22 °C 23,5 °C Frånvarotemperatur 21 °C 24,5 °C Nattsänkning (kl. 19.00 och 06.00) 18 °C 24,5 °C

Tabell 20. Beskrivningar av optimal temperaturinställning

Simuleringar av ovanstående inställningar har genomförts för grupprum och kontor. Grupprum - sommar Justering av temperaturinställningarna har gjorts och simulering av inneklimatet för dessa (70 % belastning, 4 timmar) visar att hela det operativa temperaturintervallet för acceptabelt klimat uppnås (TQ1) vid närvaro, se Figur 59. PPD-index är något sämre jämfört med dagens inställningar, men på en acceptabel nivå med PPD-index mindre än 10 %, se Figur 60.

Figur 59. Operativ temperatur, justerade

parametrar - grupprum, sommar

Figur 60. PPD- och PMV-index, justerade

parametrar för grupprum - sommar

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0

1

2

3

4

5

6

7

8


67

Kontor - sommar Även Justering av temperaturinställningarna för kontoret har gjorts och simulering av inneklimatet för dessa (100 % belastning, 4 timmar) visar att hela det operativa temperaturintervallet för acceptabelt klimat uppnås (TQ1) vid närvaro, se Figur 61. PPD-index är något sämre jämfört med dagens inställningar, men på en acceptabel nivå med PPD-index mindre än 10 %, se Figur 62.


parametrar - kontor, sommar

Figur 62. PPD- och PMV-index, justerade

parametrar för kontor - sommar

Vinterfall Justering av temperaturinställningarna har gjorts även för vinterfallet och simulering av inneklimatet för dessa: Grupprum – 70 % belastning under 4 timmar Kontor – 100 % belastning under 4 timmar Den operativa temperaturen för båda rummen ligger vid närvaro i stort sätt på gränsen för mintemperatur enligt TQ1, se Figur 63 och Figur 64. PPD-index för både grupprum och kontor ligger på ca 5 % vilket är väl under 10 % som är max.


parametrar - grupprum, vinter


parametrar - kontor, vinter

Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27




4680

4682

4684

4686

4688

4690

4692

4694

4696

4698

4700

4702

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0

1

2

3

4

5

6

7

8


Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25


Ope

rativ

e te

mpe

ratu

re [°

C]

312

314

316

318

320

322

324

326

328

330

332

334

336

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25


68

Energiförbrukning optimal temperatur Simulering av energiförbrukning med optimal temperatur har genomförts och redovisas i Tabell 21. För att även analysera vilken påverkan en eventuell halvering av minluftflödet samt kortare drifttider skulle innebära för energiförbrukningen, har även detta simulerats i IDA.

Alternativ Radiator värme

Värme tilluft

Kyla tilluft

Fläktar el

Totalt Sänkning jämfört med idag

Dagens inställning av VAV system drifttid 07.00-23.00 Dagens inställningar

1887

625

678

636

3825

Alternativa inställningar till dagens VAV system Optimal temperatur

1223

714

613

607

3158

-17%

Optimal temperatur med halverat minflöde

1025 533 579 493 2629 -31%

Optimal temperatur med halverat minflöde samt kortare drifttid 7-19

995 464 557 447 2462 -36%

Tabell 21. Simuleringar i IDA, energiförbrukning för olika alternativ med optimal temperatur- och

tidsinställningar

69

6.7. Analys av resultat från enkät och intervjuer Nio personer svarade på enkäten och av dessa har sju personer blivit intervjuade, det innebär att analysen av svaren endast kan ses som indikation och att resultaten inte är statistiskt säkerställda. Svaren på frågorna som ställdes i enkäten och som diskuterades vid intervjuerna varierar en hel del och flera personer har valt att inte ta ställning till vilket system som är bättre eller sämre än det andra. Det beror helt enkelt på i vilket sammanhang det ska användas, vilka krav som ställs på lokalerna, vilken variation på belastning som finns samt vilka luftflöden som krävs. Av de tillfrågade valde 34 % att inte ta ställning kring vilket system de upplever fungerar bäst. 22 % av de som svarade uppgav att de var mest nöjda med VAV, 22 % VAV med kylbafflar och 11 % CAV med kylbafflar och 11 % har svarat annat system. Inte heller frågan angående vilket system som upplevdes fungera sämst gav ett entydigt svar, 45 % valde att inte ta ställning, 22 % svarade VAV med kylbafflar, 22 % CAV och 11 % VAV. Det som kan nämnas är att ingen upplever sig mest nöjd med CAV och ingen har angett att CAV med kylbafflar fungerar sämst. När det gäller VAV och VAV med kylbafflar, så har det upplevts både fungera bra och dåligt, vilket också stämmer bra överens med de kommentarer finns kopplat till andra frågor och som har kommit fram under intervjuerna. VAV innebär ett mer komplext system som kräver mer av styr- och reglersystemet, drift- och underhållstekniker, projektörer och injusterare. Ett mer komplext system innebär också fler felkällor och konsekvenserna på inneklimatet kan bli stora om det inte finns möjlighet att t.ex. öppna och vädra via fönster. Det finns även ett behov av stöd från leverantörerna efter att systemet är installerat för att kunna rätta till och justera det som inte fungerar. Idag upplevs det vara resursbrist för detta hos vissa leverantörer. Generellt har 56 % av de tillfrågade svarat att de har upplevt problem vid driftsättning av det aktuella system de arbetar med, 22% har svarat att det aktuella systemet ej ännu är driftsatt och 11% har valt att inte svara.

6.8. LCC analys Kostnadsuppskattningar för de olika alternativen har gjorts med utgångspunkt från att kunna bedöma kostnaderna per rum (grupprum och kontor). Utifrån dessa kostnader samt uppskattning av drift och underhållskostnader, har en livscykel kostnadsberäkning (LCC) gjorts. Det har givit en bild om vilket alternativ som är det bästa ur ekonomisk synvinkel.

70

6.8.1. Uppskattning av investerings- och underhållskostnader Antaganden och uppskattning av kostnader har gjorts av senior VVS konsult hos Helenius och är exklusive moms. Kostnader för aggregat och kanaler har beräknats per mängd luftflöde l/s och m2 baserat på det högsta flödet som behövs vid maximal belastning. Konstaden för aggregatet är hämtat från Fläktwoods pris på aktuellt aggregat med max luftflöde på 8 m3/s. Kostnaden för installation har beräknats som en procentsats av kostnaden för aggregat. För att få en så rättvisande bild som möjligt har i de fall mindre kanaler kan användas, avdrag gjorts för kostnaden för den byggarea som inte behöver upptas av ventilationssystemet (lägre luftflödet mindre dimension på kanaler). Kostnader för VAV/aktiva don samt kylbafflar finns också med i beräkningarna samt underhållskostnad per år som är uppskattad till 0,5% av investeringskostnaden. Kostnadsuppskattningarna redovisas i Tabell 22 och Tabell 23samt i sin helhet i bilaga 7.

Grupprum ca 27 m2 Alternativ Investeringskostnad Underhållskostnad (kr/år)


30 556 kr

153 kr

VAV optimalt, halverat minflöde

30 556 kr 153 kr

VAV optimalt, minflöde 0,1 l/s/m²

33 556 kr 168 kr

VAV med kylbafflar

47 552 kr 238 kr

CAV med kylbafflar 56 044 kr 270 kr Tabell 22. Uppskattning av investeringskostnader och underhållskostnader för olika alternativa

ventilationssystem för grupprum

Kontor ca 10 m2 Alternativ Investeringskostnad Underhållskostnad (kr/år)


11 219 kr

56 kr

VAV optimalt, sänkt minflöde 11 l/s

11 219 kr 56 kr

VAV optimalt, minflöde 0,1 l/s/m²

14 219 kr 71 kr

VAV med kylbafflar

23 972 kr 120 kr

CAV med kylbafflar 17 906 kr 90 kr Tabell 23. Uppskattning av investeringskostnader och underhållskostnader för olika alternativa

ventilationssystem för kontor

71

6.8.2. Simulering av energiförbrukning för olika alternativa ventilationssystem

Energiförbrukning per år har analyserats och simulerats i IDA för de olika alternativen. Förbrukning av el, fjärrvärme och fjärrkyla har studerats och redovisas i Tabell 24.

Energiförbrukning per år

Grupprum - kWh (70% 4 timmar) Förbrukning grupprum El fläktar -

kWh Fjärrvärme

- kWh Fjärrkyla -

kWh


434 1981 439

VAV optimalt, halverat minflöde

342 1311 366

VAV med minflöde 0,1 l/s/m²

276 1171 344

VAV med kylbafflar

351 1308 416

CAV med kylbafflar

545 1710 227

Kontor - kWh (100% 4 timmar) Förbrukning kontor El fläktar -

kWh Fjärrvärme

- kWh Fjärrkyla -

kWh


138 567 178

VAV sänkt minflöde 11 l/s

97 367 137

VAV med minflöde 0,1 l/s/m2

55 215 144

VAV med kylbafflar max 13 l/s/m²

82 363 159

CAV med kylbafflar

89 405 178

Tabell 24. Energiförbrukning simulerad i IDA för olika alternativa ventilationssystem

72

6.8.3. Livscykelkostnadsberäkning (LCC) för grupprum, olika alternativa ventilationssystem

De sammanlagda kostnaderna för investering, drift och underhåll har analyserats genom att livscykelkostnaden har beräknats för de olika alternativa systemen. Systemets livslängd har antagits vara 20 år och kalkylräntan 7 % (uppskattning av fastighetsägarens avkastningskrav). Analysen visar att VAV system är det mest ekonomiska alternativet, se Figur 65. Med justerade inställningar av befintligt VAV system, kan kostnaderna reduceras med ca 10 %. Att gå ner ytterligare i minluftflöde till 0,1 l/s innebär en något lite högre kostnad, detta beror på investeringskostanden för det extra spjäll som behövs för att hålla det låga flödet. CAV med kylbafflar är det dyraste alternativet, är ca 52 % dyrare än befintligt VAV system. Fördelning mellan investerings och driftkostnader utan prisökningar inkluderade redovisas i Figur 65.

Figur 65. LCC grupprum, olika alternativa ventilationssystem

0,00 kr

10 000,00 kr

20 000,00 kr

30 000,00 kr

40 000,00 kr

50 000,00 kr

60 000,00 kr

70 000,00 kr

80 000,00 kr

VAV befintligtsyst.

VAV just. min17 l/s

VAV min. 0,1l/s/m^2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar

Kostnader under varans livscykel Drifts o underhållskostnad Anskaffningskostnad

73

Beräkningar har även genomförts där en prisökning för el har antagits vara 5 % per år. För värme, kyla och underhåll har prisökningen per år antagits vara 2 %. Förhållandet mellan kostnaderna för de olika ventilationssystemen förändras inte nämnvärt trots en prisökning av el, fjärrvärme och fjärrkyla, Figur 66.

Figur 66. LCC - grupprum, beräkning med 5% årlig prisökning för el och 2% årlig

prisökning för fjärrvärme, fjärrkyla och underhåll

Inte heller en fördubbling av prisökning ändrar nämnvärt förhållandet mellan de olika alternativen, se Figur 67.

Figur 67. LCC – grupprum, beräkning med en fördubblad prisökning per år dvs. 10%årlig

prisökning för el och 4% årlig prisökning för fjärrvärme, fjärrkyla och underhåll

0,00 kr10 000,00 kr20 000,00 kr30 000,00 kr40 000,00 kr50 000,00 kr60 000,00 kr70 000,00 kr80 000,00 kr90 000,00 kr

VAV befintligtsyst.

VAV just. min17 l/s

VAV min. 0,1l/s/m^2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar

Total LCC vid el 5 % årlig prisökning, värme, kyla och underhåll 2 % prisökning per år

0,00 kr

20 000,00 kr

40 000,00 kr

60 000,00 kr

80 000,00 kr

100 000,00 kr

120 000,00 kr

VAVbefintligt

syst.

VAV just. min17 l/s

VAV min. 0,1l/s/m^2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar


74

6.8.4. Livscykelkostnadsberäkning (LCC) för kontor, olika alternativa ventilationssystem

Analysen av kostnaderna under ventilationssystemets livstid för kontoret visar att VAV system är det mest ekonomiska alternativet, se Figur 68. Med justerade inställningar av befintligt VAV system, kan kostnaderna reduceras med ca 10 %. Att gå ner ytterligare i minluftflöde till 0,1 l/s innebär en något lite högre kostnad, detta beror på investeringskostanden för det extra spjäll som behövs för att hålla det låga flödet. VAV med kylbafflar är det dyraste alternativet, det är ca 70 % dyrare än befintligt VAV system. Systemets livslängd har antagits vara 20 år och kalkylräntan 7 % (uppskattning av fastighetsägarens avkastningskrav).

Figur 68. LCC – kontor, olika alternativa ventilationssystem

0,00 kr

5 000,00 kr

10 000,00 kr

15 000,00 kr

20 000,00 kr

25 000,00 kr

30 000,00 kr

35 000,00 kr

VAV befintligtsyst.

VAV just. min11 l/s

VAV min. 0,1l/s m2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar

Kostnader under varans livscykel

Drifts o underhållskostnad Anskaffningskostnad

75

Beräkningar har även genomförts där en prisökning för el har antagits vara 5 % per år. För värme, kyla och underhåll har prisökningen per år antagits vara 2 %. Förhållandet mellan kostnaderna för de olika ventilationssystemen förändras inte nämnvärt trots en prisökning av el, fjärrvärme och fjärrkyla, dock bli alternativet med ett minflöde på 0,1 l/s/m2 något billigare än dagens ventilationssystem, se Figur 1. Att gå ner i minluftflöde för kontoret kan dock innebära en risk med avseende på CO2 halt i rummet, vid simuleringar i IDA har resultat visat sig positivt, men vid installation av nya system bör CO2 givare installeras, dessa givare finns inte medtaget i denna kalkyl.

Figur 69. LCC - kontor, beräkning med 5% årlig prisökning för el och 2% årlig prisökning för fjärrvärme,

fjärrkyla och underhåll

Inte heller en fördubbling av prisökning ändrar nämnvärt förhållandet mellan de olika alternativen, men alternativet med minskat minflöde på 0,1 l/s/m2 blir ytterligare billigare än dagens ventilationssystem, se Figur 70.

Figur 70. LCC – kontor, beräkning med en fördubblad prisökning per år dvs. 10% årlig prisökning för el

och 4% årlig prisökning för fjärrvärme, fjärrkyla och underhåll

0,00 kr

5 000,00 kr

10 000,00 kr

15 000,00 kr

20 000,00 kr

25 000,00 kr

30 000,00 kr

35 000,00 kr

VAV befintligtsyst.

VAV just. min11 l/s

VAV min. 0,1l/s m2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar


0,00 kr

5 000,00 kr

10 000,00 kr

15 000,00 kr

20 000,00 kr

25 000,00 kr

30 000,00 kr

35 000,00 kr

40 000,00 kr

VAV befintligtsyst.

VAV just. min11 l/s

VAV min. 0,1l/s m2

VAV medkylbafflar

CAV medkylbafflar


77

7. Slutsatser Med utgångspunkt från den målformulering som togs fram i början av arbetet, har slutsatserna nedan redovisats för respektive mål. Hur det befintliga VAV systemet fungerar i praktiken:

Oönskad lukt bör bero på kortslutning mellan intag av uteluft och avluft på taket.

Felaktiga givaranslutningar har medfört att kablar har gått av alternativt lossnat. Det i sin tur har gjort att givaren har indikerat en temperatur på -10°C och då har rummet värmts upp och blir alldeles för varmt.

Trots att husets konstruktion delvis inte uppfyller förvaltarens energimål för nya kontorsbyggnader, visar uppföljning av budget och jämförelser av nyckeltal med riktvärden från Repab att huset har en låg energiförbrukning.

Tilluftskanalerna i plan är inte isolerade vilket innebär att temperaturen på den kylda tilluften hinner stiga innan den når rummet. Detta bör beaktas speciellt med tanke på att det finns installationer så som armaturer som avger värme ovan undertak.

Idag finns en skillnad på uppemot ca 15 % mellan tilluft- och frånluftflöde som bör utredas vidare, övertryck innebära risk för att fukt tränger ut i fasaden och att det bildas mögel. Obalans kan också ha en negativ påverkan på värmeåtervinningen.

Luftflödet vid start av till- och frånluftfläktarna efter driftstopp pendlar upp och ner mellan 0 m3/s och ca 6 m3/s och pågår under ca en timme innan luftflödena har stabiliserats. Dessa svängningar kan i värsta fall ge upphov till tryckstötar som i sin tur kan ge upphov till skador på kanalsystemet. Tiden det tar att justera in flödet innebär också att rummen under den tiden inte kan upprätthålla acceptabelt klimat och luftkvalité, denna uppstart sker idag dock innan ca kl 07.00.

Vid simulering av inneklimatet för designparametrar, visade resultaten för vinterfallet att frånvarotemperaturen på 19°C medförde att en acceptabel temperatur enligt TQ1 inte kunde uppnås. Det tar för lång tid att vid närvaro värma upp både grupprum och kontor. Med dagens justerade temperaturinställningar (se Tabell 14) för grupprum och kontor, så visar klimatsimuleringar i IDA att personerna i rummet bör uppfatta klimatet som acceptabelt dvs. PPD index mindre än 10 %.

I intervjuer med Thomas Jennlinger, driftchef, Akademiska hus, har bilden av hur VAV systemet fungerar förändras från de två första platsbesöken till det sista. Det har tagit ca ett och ett halvt år att justera systemet för att åtgärda oönskad lukt och felaktiga givaranslutningar samt uppnå ett önskvärt inomhusklimat . Vid senaste mötet med Akademiska hus, uppgav hyresgästerna att de var nöjda med inneklimatet.

78

Effektivare ventilationssystem i framtiden:

LCC analysen visar att VAV system för grupprum är det mest ekonomiska alternativet. CAV system med kylbafflar är ca 52 % dyrare än dagens VAV system.

Även LCC analysen för kontoret visar att VAV system är det mest ekonomiska alternativet. VAV system med kylbafflar är det dyraste alternativet och CAV system med kylbafflar är ca 30 % dyrare än dagens VAV system.

Kompletterande intervjuer ger också en bild av att VAV system är att föredra när de fungerar. Det finns däremot en hel del nackdelar med VAV system, de är komplexa, kräver god kunskap och förståelse av systemet och dess styrning från alla berörda. VAV systemet innehåller fler komponenter och funktioner vilket medför att det finns fler felkällor.

I intervjuerna framkommer det att de flesta har upplevt problem vid driftssättning av nya ventilationssystem och att det kan ta upp mot två år innan ett ventilationssystem och dess styrparametrar är injusterade så att ett behagligt inneklimat uppnås.

VAV med ett minluftflöde på 0,1 l/s/m2 innebär att energiförbrukningen kan sänkas.

Förbättringar och justeringar av dagens system:

Energi- och klimatsimuleringar av dagens inställningar har visat att det finns utrymme för att göra justeringar. Maxtemperatur ligger något lågt och bör justeras för att uppnå ett mer energieffektiv system. Nattsänkning av temperaturen bör om möjligt användas vintertid för att minska energiförbrukningen, även frånvarotemperatur är lämplig om den inte sätts för låg.

Att gå ner ytterligare i minluftflöde begränsas av zonspjällen. Det finns risk för ökad obalans om flödet går under spjällens rekommenderade arbetsområden. Aggregatkörningar gjorda av Fläktwoods visar att det är möjligt med avseende på fläktarnas kapacitet. Mätfelet ökar vid luftflöden lägre än zonspjällens minflöde. Dock blir problemet med obalans mindre ju mindre flödet är. Även om flödesobalansen ökar procentuellt, behöver det inte innebära att den blir för hög.

79

8. Rekommendationer och förslag Förbättringsförslag är framtagna efter intervjuer och analys av det befintliga VAV systemet, alternativa ventilationssystem och är i den mån det är möjligt verifierade med kalkyler och energi- och klimatsimulering. Förbättringsförslagen kan delas in i tre kategorier:

1. Enkla justeringar av inställningar och parametrar som inte kräver någon modifiering eller investering i anläggningen.

2. Ändringar och rekommendationer som kan tas med vid projektering av ny ventilationsanläggning.

3. Generella förbättringsförslag sammanställda från intervjuer.

Enkla justeringar av inställningar och parametrar som inte kräver någon modifiering eller investering i anläggningen:

För att undvika att eventuellt varm luft trycks ut i konstruktionen, bör skillnaden mellan tilluft- och frånluftflödena i aggregatet studeras närmre och eventuellt justeras.

Uppstartsförloppet för fläktarna efter driftstopp bör justeras för att undvika svängningar och de risker som det medför.

Ett mer energieffektivt system kan uppnås om justeringar av temperaturinställningar görs enligt Tabell 25. Detta kan enligt simuleringar innebära att något fler blir missnöjda med klimatet, men PPD-index överstiger inte 10 %.

Beskrivning Min temp. Max temp. Närvarotemperatur

22 °C

23,5 °C

Frånvarotemperatur

21 °C 24,5 °C

Nattsänkning (kl. 19.00 och 06.00)

18 °C 24,5 °C

Tabell 25, Förslag på temperaturinställning

Att minska minflödet rekommenderas inte av spjälleverantören, då zonspjällen riskerar att ge upphov till obalans. Test bör göras för en eller flera zoner för att utröna hur lågt luftflöde som kan användas innan för stor obalans uppstår.

Ett förslag är att utforma en enklare beskrivning av hur ventilationssystemet fungerar och sätta upp i respektive rum (ex. förklara att genom att variera luftflöde och rumstemperatur, kan energi sparas), detta så att brukarna får förståelse för systemet.

80

Ändringar och rekommendationer som kan tas med vid projektering av nya ventilationsanläggningar:

För att undvika att den kylda tilluften värms upp i tilluftkanalerna på väg till rummet, bör tilluftkanalerna isoleras.

Undvika kopplingar av givare placerade ovanför dörrposter, de kan vara känsliga för vibrationer.

System med inbyggda flödesgivare i zonspjällen för lättare injustering istället för enbart tryckgivare.

Nya VAV system bör utnyttja möjligheten att gå ner i låga minluftflöden (0,1 l/s/m2), detta innebär att ännu energieffektivare ventilationssystem kan uppnås. För att säkerställa att inte CO2 halten blir för hög i dessa rum måste flödet styras av CO2 givare eller närvarogivare.

Enligt studien är VAV system är det mest kostnadseffektiva, men VAV system har vissa nackdelar som bör beaktas vid val av nytt ventilationssystem t.ex. är det komplext och ställer höga krav på kunskap hos driftspersonalen samt att det innebär fler komponenter och installation och därmed också fler felkällor.

När nya system projekteras är det lämpligt att göra simuleringar av inneklimat och energiförbrukning. På detta sätt kan ett energieffektivt och acceptabelt inneklimat uppnås.

Nattsänkning och frånvarotemperatur medför lägre energiförbrukning, men det tar tid att värma upp rummet vid närvaro, så temperaturskillnaden får inte vara för stor. Tiden för att värma upp rummet till behagligt klimat måste beaktas.

Det tar tid att få ett komplext VAV system att fungera och fastighetsförvaltare och projektörer bör vara medvetna om att resurser krävs för att trimma in ventilationssystemet.

Generella förbättringsförslag sammanställda från intervjuerna:

I enkäten ställdes frågan kring vilka generella förbättringar som kan göras med avseende på inneklimat och energieffektivitet för ventilationssystem. Dessa är delvis sammanställda nedan, men går även att läsa i bilaga 2.

Efter en tid som systemet har varit i drift alternativt vid ombyggnation, bör de som sköter och underhåller anläggningen gå igenom och granska vad lokalerna nyttjas till. Gå igenom och kontrollera att styrande parametrar är rätt inställda. Här finns möjlighet att både förbättra inomhusklimatet och göra energibesparingar.

Säkerställa att systemet drivs i sekvens och inte kyler och värmer samtidigt.

Designa och bygga systemen så bra som möjligt från början, inte lita på att styrsystemet och det varierande luftflödet ska kunna hantera eventuella brister som uppkommit vid design och installation.

Underhåll är ofta eftersatt och det måste finnas en förståelse för att det krävs resurser för att underhålla och sköta anläggningen.

Justera och arbeta med tidsinställningar och tidkanaler så att de är optimerade. Studera och justera värmeåtervinning så att det fungerar så bra som möjligt, ex. rengörning av värmeväxlare. Dra ner minflöden och byta till mer energieffektiva fläktar.

81

9. Referenser

Arbetsmiljöverket. (2009). Arbetsplatsens utformning. Stockholm: Anna Middelman.

ASHREAE handbook. (1993). Fundamentals. Atlanta.

Boverket. (2011). Boverkets byggregler, BBR 18 . Stockholm: Catarina Olsson.

Enno Abel, A. E. (2006). Byggnaden som system. Forskningsrådet Formas.

Fanger, P. O. (1972). Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering. i The Commtech Group, Achieving the desired indoor climate. New York: McGraw-Hill.

Fanger, P. O., & Valbjørn, O. (Eds.). (1979). Indoor Climate; Effects on human comfort, performance, and health. Copenhagen: Danish Building Research Institite.

Fläkt Woods. Inneklimatsystem. Fläkt Woods.

Fläkt Woods. Teknisk Handbok; Luftbehandlingsteknologi. Fläkt Woods.

Maripuu, M.-L. (2006). Adapting Variable Air Volume /VAV) Systems for Office Buildings without Active Control Dampers; Function and Demands for Air Distribution Components. Göteborg: Chalmers Universtiy of Technology. (Unpublished thesis).

Norberg, J. (2008). Resurssnål klimatisering "Som man bygger får man kyla". Gävle: Högskolan i Gävle.

Repab AB. (2010). Bostäder: Nyckeltal för kostnader och förbrukningar. Göteborg: Repab.

Svensk innemiljö. (2008). Framtidssäkra byggnader. Växjö: Paulas Byrå.

The Commtech Group. (2003). Achieving the desired indoor climate. (P. E. Nilsson, Ed.) Lund: Studentlitteratur.

Warfvinge, C. (2007). Installationsteknik AK för V. Lund: Studentlitteratur.

83

10. Bilagor 1. SIPOC 2. Sammanställning och resultat från enkät och intervjuer 3. Driftkort kontor 4. Driftkort grupprum 5. Driftkort Luftbehandlingssystem LB01 6. Driftkort LB01-FF02 7. Uppskattning och beräkning av investerings och underhållskostnader

KTH Haninge

Marinens väg 30

SE-136 40 Handen

Telefon: 08 – 790 90 00

www.kth.se

Utvärdering av VAV i nybyggt kontorshus459340/... · 2011-11-25 · Utvärdering av VAV i nybyggt...

Documents

Transcript of Utvärdering av VAV i nybyggt kontorshus459340/... · 2011-11-25 · Utvärdering av VAV i nybyggt...