Leiðbeiningar um loftræstingu fyrir hönnun

Tilgangur leiðbeininganna (Blomsterberg, 2000 ) [Ref 6] er að leiðbeina sérfræðingum (aðallega loftræstihönnuðum og byggingarstjórum, en einnig viðskiptavinum og notendum bygginga) um hvernig hægt er að koma á loftræstikerfi með góðum árangri með hefðbundnum og nýstárlegum tækni.Leiðbeiningarnar eiga við um loftræstikerfi í íbúðar- og atvinnuhúsnæði, og á öllum líftíma byggingar, þ.e. hönnun, byggingu, gangsetningu, rekstur, viðhald og afbyggingu.

Eftirfarandi forsendur eru nauðsynlegar fyrir árangurstengda hönnun loftræstikerfis:

• Frammistöðuforskriftir (varðandi loftgæði innandyra, hitauppstreymi, orkunýtni osfrv.) hafa verið tilgreindar fyrir kerfið sem á að hanna.
• Lífsferilssjónarhorni er beitt.
• Lítið er á loftræstikerfið sem óaðskiljanlegur hluti byggingarinnar.

Markmiðið er að hanna loftræstikerfi sem uppfyllir verkefnissértækar frammistöðuforskriftir (sjá kafla 7.1), með hefðbundinni og nýstárlegri tækni.Hönnun loftræstikerfisins þarf að vera í samræmi við hönnunarvinnu arkitekts, byggingarverkfræðings, rafmagnsverkfræðings og hönnuðar hita-/kælikerfisins. Þetta til að tryggja að fullunnin bygging sé með hita-, kæli- og loftræstikerfi. stendur sig vel.Síðast og ekki síst ætti að hafa samráð við byggingarstjóra um sérstakar óskir hans.Hann mun sjá um rekstur loftræstikerfisins um ókomin ár.Hönnuðurinn þarf því að ákvarða ákveðna þætti (eiginleika) fyrir loftræstikerfið, í samræmi við frammistöðuforskriftir.Þessir þættir (eiginleikar) ættu að vera valdir á þann hátt að heildarkerfið verði með lægsta lífsferilskostnað fyrir tilgreint gæðastig.Hagkvæm hagræðing ætti að fara fram með hliðsjón af:

• Fjárfestingarkostnaður
• Rekstrarkostnaður (orka)
• Viðhaldskostnaður (skipti á síum, þrif á rásum, þrif á loftstöðvum osfrv.)

Sumir þáttanna (eiginleikar) ná yfir svið þar sem frammistöðukröfur ættu að vera kynntar eða gerðar strangari í náinni framtíð.Þessir þættir eru:

• Hönnun með lífsferilssjónarhorni
• Hönnun fyrir hagkvæma notkun rafmagns
• Hönnun fyrir lágt hljóðstig
• Hönnun til notkunar á orkustjórnunarkerfi bygginga
• Hönnun fyrir rekstur og viðhald

Hönnun með lífsferli sjónarhorni 

Byggingar verða að vera sjálfbærar þ.e. bygging verður á líftíma sínum að hafa eins lítil áhrif á umhverfið og mögulegt er.Ábyrgir fyrir þessu eru nokkrir mismunandi flokkar einstaklinga, td hönnuðir, byggingarstjórar.Vörur skulu metnar út frá lífsferilssjónarmiði þar sem huga þarf að öllum áhrifum á umhverfið á öllum lífsferilnum.Á frumstigi geta hönnuður, hann verkkaupi og verktaki tekið umhverfisvænar ákvarðanir.Bygging samanstendur af nokkrum mismunandi hlutum með mismunandi líftíma.Í þessu samhengi þarf að taka tillit til viðhalds og sveigjanleika, þ.e. að notkun á td skrifstofubyggingu getur breyst nokkrum sinnum á lengd byggingartímans.Val á loftræstikerfi er venjulega undir sterkum áhrifum af kostnaði, þ.e. venjulega fjárfestingarkostnaði en ekki líftímakostnaði.Þetta þýðir oft loftræstikerfi sem uppfyllir bara kröfur byggingarreglugerðarinnar með lægsta fjárfestingarkostnaði.Rekstrarkostnaður fyrir td viftu getur verið 90% af líftímakostnaði.Mikilvægir þættir sem skipta máli fyrir lífsferilssjónarmið eru:
Lífskeið.

• Umhverfisáhrif.
• Breytingar á loftræstikerfi.
• Kostnaðargreining.

Einföld aðferð sem notuð er við lífsferilskostnaðargreiningu er að reikna út hreint núvirði.Aðferðin sameinar fjárfestingu, orku, viðhald og umhverfiskostnað á hluta eða öllu rekstrarstigi byggingar.Árlegur kostnaður vegna orku, viðhalds og umhverfis er endurreiknaður ásamt kostnaði í dag (Nilson 2000) [Ref 36].Með þessari aðferð er hægt að bera saman mismunandi kerfi.Umhverfisáhrif í kostnaði eru yfirleitt mjög erfitt að ákvarða og eru því oft sleppt.Tekið er tillit til umhverfisáhrifa að einhverju leyti með því að taka með orku.Oft eru LCC útreikningar gerðir til að hámarka orkunotkunina á rekstrartímanum.Meginhluti líftíma orkunotkunar húss er á þessu tímabili þ.e. hitun/kæling rýmis, loftræsting, heitavatnsframleiðsla, rafmagn og lýsing (Adalberth 1999) [Ref 25].Miðað við að líftími byggingar sé 50 ár getur rekstrartíminn verið 80 – 85% af heildarorkunotkuninni.Eftirstöðvar 15 – 20% eru til framleiðslu og flutnings á byggingarefni og smíði.

Hönnun fyrir skilvirka notkun á rafmagn til loftræstingar 

Rafmagnsnotkun loftræstikerfis ræðst aðallega af eftirfarandi þáttum: • Þrýstifall og loftflæðisaðstæður í lagnakerfi
• Skilvirkni viftu
• Stýritækni fyrir loftflæði
• Aðlögun
Til að auka hagkvæmni raforkunotkunar eru eftirfarandi ráðstafanir áhugaverðar:

• Fínstilltu heildarskipulag loftræstikerfisins, td lágmarka fjölda beygja, dreifara, þversniðsbreytinga, T-stykki.
• Skiptu yfir í viftu með meiri skilvirkni (td beint knúin í stað reimdrifna, skilvirkari mótor, aftursveigð blöð í stað sveigð áfram).
• Lækkið þrýstingsfallið við tengiviftuna – leiðslukerfi (inntak og úttak viftu).
• Lækkaðu þrýstingsfallið í leiðslukerfinu td yfir beygjur, dreifara, þversniðsbreytingar, T-stykki.
• Settu upp skilvirkari tækni til að stjórna loftflæðinu (tíðni- eða hornstýring viftublaða í stað spennu-, dempara- eða stýriskóflustýringar).

Mikilvægi fyrir heildarnotkun raforku til loftræstingar er auðvitað einnig loftþéttleiki lagnakerfisins, loftstreymi og rekstrartími.

Til að sýna fram á muninn á kerfi með mjög lágt þrýstingsfall og kerfi sem hefur verið notað hingað til var „skilvirkt kerfi“, SFP (sérstakt viftuafl) = 1 kW/m³/s, borið saman við „venjulegt kerfi“ ”, SFP = á milli 5,5 – 13 kW/m³/s (sjáTafla 9).Mjög skilvirkt kerfi getur haft gildið 0,5 (sjá kafla 6.3.5 ).

Tafla 9 : Reiknað þrýstingsfall og SFP gildi fyrir „skilvirkt kerfi“ og „straum kerfi“. 

Hönnun fyrir lágt hljóðstig 

Útgangspunktur þegar hannað er fyrir lágt hljóðstig er að hanna fyrir lágt þrýstingsstig.Þannig er hægt að velja viftu sem keyrir á lágri snúningstíðni.Lágt þrýstingsfall er hægt að ná með eftirfarandi hætti:

• Lítill lofthraði þ.e. stór rásarstærð
• Lágmarka fjölda íhluta með þrýstingsfalli, td breytingar á stefnu eða stærð, dempara.
• Lágmarka þrýstingsfall yfir nauðsynlega íhluti
• Góð flæðiskilyrði við loftinntak og úttak

Eftirfarandi aðferðir til að stjórna loftstreymi henta vel, að teknu tilliti til hljóðs:

• Stjórn á snúningstíðni mótorsins
• Breyting á horninu á viftublöðum ásvifta
• Gerð og uppsetning viftunnar er einnig mikilvæg fyrir hljóðstigið.

Ef þannig hannað loftræstikerfi uppfyllir ekki hljóðkröfur, þá þarf að öllum líkindum að fylgja með hljóðdeyfingar í hönnuninni.Ekki gleyma því að hávaði getur borist inn um loftræstikerfið, td vindhljóð í gegnum loftop utandyra.
7.3.4 Hönnun fyrir notkun BMS
Byggingarstjórnunarkerfi (BMS) húss og venjur við að fylgja eftir mælingum og viðvörunum ákvarða möguleika til að fá rétta virkni hita-/kæli- og loftræstikerfisins.Bestur rekstur loftræstikerfisins krefst þess að hægt sé að fylgjast sérstaklega með undirferlunum.Þetta er líka oft eina aðferðin til að uppgötva lítið misræmi í kerfi sem í sjálfu sér eykur ekki orkunotkun nægilega til að virkja orkunotkunarviðvörun (með hámarksgildum eða eftirfylgni).Eitt dæmi eru vandamál með viftumótor, sem sýnir ekki heildar raforkunotkun við rekstur húss.

Þetta þýðir ekki að hvert loftræstikerfi ætti að vera undir eftirliti með BMS.Fyrir öll nema minnstu og einföldustu kerfin ætti að íhuga BMS.Fyrir mjög flókið og stórt loftræstikerfi er BMS líklega nauðsynlegt.

Fágunarstig BMS þarf að vera í samræmi við þekkingarstig rekstrarstarfsmanna.Besta aðferðin er að setja saman nákvæmar frammistöðuforskriftir fyrir BMS.

7.3.5 Hönnun fyrir rekstur og viðhald
Til þess að hægt sé að nota réttan rekstur og viðhald þarf að skrifa viðeigandi notkunar- og viðhaldsleiðbeiningar.Til að þessar leiðbeiningar séu gagnlegar þarf að uppfylla ákveðin skilyrði við hönnun loftræstikerfisins:

• Tæknikerfin og íhlutir þeirra verða að vera aðgengilegir fyrir viðhald, skipti o.fl.. Viftuherbergi skulu vera nægilega stór og búin góðri lýsingu.Einstakir íhlutir (viftur, dempar o.s.frv.) loftræstikerfisins verða að vera aðgengilegir.
• Kerfin verða að vera merkt með upplýsingum um miðil í rörum og rásum, rennslisstefnu o.fl. • Prófunarpunktur fyrir mikilvægar breytur þarf að fylgja með.

Rekstrar- og viðhaldsleiðbeiningarnar ættu að vera útbúnar á hönnunarstigi og ganga frá á byggingarstigi.

Sjá umræður, tölfræði og höfundasnið fyrir þessa útgáfu á: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Í átt að bættri frammistöðu vélrænna loftræstikerfa
Höfundar, þar á meðal: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Sumir höfunda þessarar útgáfu vinna einnig að þessum tengdu verkefnum:
Loftþéttleiki bygginga
ÓGEÐVEIK loftslagsvæðing: FCT PTDC/ENR/73657/2006