Suunnittelun ilmanvaihtoohjeet

Ohjeiden (Blomsterberg,2000) [viite 6] tarkoituksena on antaa opastusta alan ammattilaisille (ensisijaisesti LVI-suunnittelijoille ja isännöitsijöille, mutta myös asiakkaille ja rakennuksen käyttäjille) hyvien suorituskykyisten ilmanvaihtojärjestelmien aikaansaamiseksi käyttämällä perinteisiä ja innovatiivisia ratkaisuja. teknologioita.Ohjeet koskevat asuin- ja liikerakennusten ilmanvaihtojärjestelmiä sekä rakennuksen koko elinkaaren ajan eli lyhyen, suunnittelun, rakentamisen, käyttöönoton, käytön, kunnossapidon ja purkamisen ajan.

Seuraavat edellytykset ovat välttämättömiä ilmanvaihtojärjestelmän suorituskykyyn perustuvalle suunnittelulle:

• Suunniteltavalle järjestelmälle on määritelty suorituskykyvaatimukset (sisäilman laatu, lämpömukavuus, energiatehokkuus jne.).
• Sovelletaan elinkaariperspektiiviä.
• Ilmanvaihtojärjestelmää pidetään kiinteänä osana rakennusta.

Tavoitteena on suunnitella ilmanvaihtojärjestelmä, joka täyttää projektikohtaiset suorituskykyvaatimukset (katso luku 7.1 ) käyttäen perinteisiä ja innovatiivisia tekniikoita.Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelu on sovitettava yhteen arkkitehdin, rakennesuunnittelijan, sähköinsinöörin ja lämmitys-/jäähdytysjärjestelmän suunnittelijan suunnittelutyön kanssa. Näin varmistetaan, että valmiissa rakennuksessa on lämmitys-, jäähdytys- ja ilmanvaihtojärjestelmä. toimii hyvin.Viimeisenä ja ei vähäisimpänä isännöitsijää tulee kuulla hänen erityistoiveistaan.Hän vastaa ilmanvaihtojärjestelmän toiminnasta tulevina vuosina.Suunnittelijan on siksi määritettävä ilmanvaihtojärjestelmälle tietyt tekijät (ominaisuudet) suoritusarvojen mukaisesti.Nämä tekijät (ominaisuudet) tulee valita siten, että kokonaisjärjestelmällä on alhaisimmat elinkaarikustannukset määritellylle laatutasolle.Taloudellinen optimointi tulee tehdä ottaen huomioon:

• Investointikustannukset
• Käyttökustannukset (energia)
• Ylläpitokustannukset (suodattimien vaihto, kanavien puhdistus, päätelaitteiden puhdistus jne.)

Jotkut tekijät (ominaisuudet) kattavat alueita, joilla suorituskykyvaatimuksia tulisi ottaa käyttöön tai tiukentaa lähitulevaisuudessa.Nämä tekijät ovat:

• Suunnittelu elinkaarinäkökulmasta
• Suunnittelu tehokkaaseen sähkön käyttöön
• Suunnittelu matalille äänitasoille
• Suunnittelu kiinteistön energianhallintajärjestelmän käyttöön
• Suunnittelu käyttöä ja huoltoa varten

Suunnittelu elinkaarella näkökulmasta 

Rakennuksista tulee tehdä kestäviä eli rakennuksen on elinkaarensa aikana oltava mahdollisimman pieni ympäristövaikutus.Tästä ovat vastuussa useat eri henkilöryhmät, kuten suunnittelijat, isännöitsijät.Tuotteita tulee arvioida elinkaarinäkökulmasta, jossa on huomioitava kaikki ympäristövaikutukset koko elinkaaren aikana.Varhaisessa vaiheessa suunnittelija, ostaja ja urakoitsija voivat tehdä ympäristöystävällisiä valintoja.Rakennus koostuu useista eri osista, joilla on eri käyttöikä.Tässä yhteydessä tulee huomioida ylläpidettävyys ja joustavuus eli se, että esim. toimistorakennuksen käyttötarkoitus voi muuttua useita kertoja rakennuksen ife-jänteen aikana.Ilmanvaihtojärjestelmän valintaan vaikuttavat yleensä voimakkaasti kustannukset eli yleensä investointikustannukset, eivät elinkaarikustannukset.Tämä tarkoittaa usein sellaista ilmanvaihtojärjestelmää, joka juuri täyttää rakennusmääräysten vaatimukset alhaisin investointikustannuksin.Esimerkiksi puhaltimen käyttökustannukset voivat olla 90 % elinkaarikustannuksista.Tärkeitä elinkaarinäkökulman kannalta tärkeitä tekijöitä ovat:
Elinikä.

• Ympäristövaikutus.
• Ilmanvaihtojärjestelmän muutokset.
• Kustannus analyysi.

Yksinkertainen elinkaarikustannusanalyysissä käytetty menetelmä on nettonykyarvon laskeminen.Menetelmässä yhdistyvät investoinnit, energia-, ylläpito- ja ympäristökustannukset rakennuksen osan tai koko käyttövaiheen aikana.Vuosittaiset energian, ylläpidon ja ympäristön kustannukset on laskettu uudelleen oa kustannukset tällä hetkellä (Nilson 2000) [Ref 36].Tällä menetelmällä voidaan verrata erilaisia ​​järjestelmiä.Kustannusten ympäristövaikutuksia on yleensä erittäin vaikea määrittää, ja siksi se jätetään usein huomiotta.Ympäristövaikutukset otetaan jossain määrin huomioon ottamalla mukaan energia.Usein LCC-laskelmat tehdään energiankäytön optimoimiseksi käyttöjakson aikana.Suurin osa rakennuksen elinkaaren energiankäytöstä on tällä ajanjaksolla eli tilan lämmitys/jäähdytys, ilmanvaihto, lämpimän veden tuotanto, sähkö ja valaistus (Adalberth 1999) [Ref 25].Oletetaan rakennuksen elinkaareksi 50 vuotta, käyttöaika voi olla 80 – 85 % kokonaisenergiankäytöstä.Loput 15 – 20 % menee rakennusmateriaalien valmistukseen ja kuljetukseen sekä rakentamiseen.

Suunnittelu tehokkaaseen käyttöön sähköä ilmanvaihtoon 

Ilmanvaihtojärjestelmän sähkön käyttöä määräävät pääasiassa seuraavat tekijät: • Painehäviöt ja ilmavirtausolosuhteet kanavajärjestelmässä
• Tuulettimen tehokkuus
• Ilmavirran ohjaustekniikka
• Säätö
Sähkön käytön tehostamiseksi seuraavat toimenpiteet ovat kiinnostavia:

• Optimoi ilmanvaihtojärjestelmän yleinen layout esim. minimoi mutkien, hajottajien, poikkileikkauksen muutosten, T-kappaleiden määrä.
• Vaihda tuulettimeen, jonka hyötysuhde on suurempi (esim. suorakäyttöinen hihnavetoisen sijaan, tehokkaampi moottori, taaksepäin kaarevat siivet eteenpäin kaarevien sijaan).
• Pienennä painehäviötä liitäntäpuhaltimen kanavassa (tuulettimen tulo ja poisto).
• Pienennä painehäviötä kanavajärjestelmässä esim. mutkissa, diffuusoreissa, poikkileikkauksen muutoksissa, T-kappaleissa.
• Asenna tehokkaampi tekniikka ilmavirran ohjaamiseen (taajuuden tai puhaltimen siipien kulman säätö jännitteen, pellin tai ohjaussiipisäädön sijaan).

Ilmanvaihdon sähkön kokonaiskäytön kannalta tärkeitä ovat tietysti myös kanavan ilmatiiviys, ilmavirtaukset ja käyttöajat.

Jotta voitaisiin osoittaa ero järjestelmän, jossa painehäviöt ovat erittäin pienet, ja järjestelmän, jossa on tähän mennessä käytäntö "tehokas järjestelmä" välillä, SFP (ominaistuulettimen teho) = 1 kW/m³/s verrattiin "normaaliin järjestelmään". ”, SFP = välillä 5,5 – 13 kW/m³/s (katsoTaulukko 9).Erittäin tehokkaan järjestelmän arvo voi olla 0,5 (katso luku 6.3.5 ).

Taulukko 9: Lasketut painehäviöt ja SFP "tehokkaan järjestelmän" ja "virran" arvot järjestelmä”. 

Suunnittelu matalille äänitasoille 

Alhaisille äänitasoille suunniteltaessa lähtökohtana on suunnitella matalapainetasoille.Näin voidaan valita matalalla pyörimistaajuudella toimiva puhallin.Matalat painehäviöt voidaan saavuttaa seuraavilla tavoilla:

• Pieni ilmannopeus eli suuret kanavamitat
• Minimoi painehäviöiden aiheuttavien komponenttien lukumäärä, esim. muutokset kanavan suunnassa tai koossa, pellit.
• Minimoi painehäviö tarvittavien komponenttien välillä
• Hyvät virtausolosuhteet ilman tulo- ja poistoaukoissa

Seuraavat tekniikat ilmavirtojen ohjaamiseen soveltuvat ääni huomioon ottaen:

• Moottorin pyörimistaajuuden ohjaus
• Aksiaalipuhaltimien tuulettimen siipien kulman muuttaminen
• Myös tuulettimen tyyppi ja asennus ovat tärkeitä äänitason kannalta.

Jos näin suunniteltu ilmanvaihtojärjestelmä ei täytä äänivaatimuksia, tulee suunnitteluun todennäköisesti sisällyttää äänenvaimentimet.Älä unohda, että melu voi päästä ilmanvaihtojärjestelmän kautta, esim. tuulen melu ulkoilma-aukkojen kautta.
7.3.4 Suunnittelu BMS:n käyttöä varten
Rakennuksen kiinteistönhallintajärjestelmä (BMS) sekä mittausten ja hälytysten seurantarutiinit määrittävät mahdollisuudet saada lämmitys-/jäähdytys- ja ilmanvaihtojärjestelmän oikea toiminta.LVI-järjestelmän optimaalinen toiminta edellyttää, että osaprosesseja voidaan valvoa erikseen.Tämä on usein myös ainoa tapa löytää järjestelmässä pieniä poikkeamia, jotka eivät sinänsä lisää energiankulutusta riittävästi aktivoimaan energiankäyttöhälytyksen (maksimitasoilla tai seurantatoimilla).Yksi esimerkki on tuuletinmoottorin ongelmat, jotka eivät näy rakennuksen toiminnan sähköenergian kokonaiskulutuksessa.

Tämä ei tarkoita, että jokaista ilmanvaihtojärjestelmää tulisi valvoa BMS:llä.Kaikille paitsi pienimmille ja yksinkertaisimille järjestelmille tulee ottaa huomioon BMS.Erittäin monimutkaisessa ja suuressa ilmanvaihtojärjestelmässä BMS on luultavasti välttämätön.

BMS:n kehittyneisyystason on oltava yhtäpitävä operatiivisen henkilöstön tietotason kanssa.Paras tapa on laatia yksityiskohtaiset suorituskykyvaatimukset BMS:lle.

7.3.5 Suunnittelu käyttöön ja huolto
Oikean toiminnan ja huollon mahdollistamiseksi asianmukaiset käyttö- ja huolto-ohjeet on kirjoitettava.Jotta nämä ohjeet olisivat hyödyllisiä, tietyt kriteerit on täytettävä ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelussa:

• Teknisiin järjestelmiin ja niiden komponentteihin tulee päästä käsiksi huoltoa, vaihtoa jne. varten. Puhallinhuoneiden tulee olla riittävän suuria ja niissä on oltava hyvä valaistus.Ilmanvaihtojärjestelmän yksittäisten komponenttien (tuulettimet, pellit jne.) tulee olla helposti saavutettavissa.
• Järjestelmiin tulee merkitä tiedot putkien ja kanavien väliaineesta, virtaussuunnasta jne. • Tärkeiden parametrien testipisteet on sisällytettävä

Käyttö- ja kunnossapito-ohjeet tulee laatia suunnitteluvaiheessa ja viimeistellä rakennusvaiheessa.

Katso tämän julkaisun keskustelut, tilastot ja tekijäprofiilit osoitteessa: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Kohti mekaanisten ilmanvaihtojärjestelmien suorituskyvyn parantamista
Tekijät, mukaan lukien: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Jotkut tämän julkaisun kirjoittajista työskentelevät myös seuraavien projektien parissa:
Rakennusten ilmatiiviys
PASSIIVINEN ILMASTO: FCT PTDC/ENR/73657/2006