Naturlig ventilation
Naturlig ventilation Guide om anläggning av ventilation med självdrag i nötkreatursbyggnader Naturlig ventilation 1 Guiden Naturlig ventilation – guide om anläggning av ventilation med självdrag i nötkreatursbyggnader delas ut som bilaga i tidningen Maito ja Me 1/2013 Guiden är en delpublikation inom forskningsprojektet Enklare ventilationslösningar i mjölkproduktionsbyggnader, som utförts 2010–2012 med finansiering av Gårdsbrukets utvecklingsfond. INNEHÅLL Utvecklingstrender i fråga om ventilation med självdrag i nötkreatursbyggnader s. 3 Enkät bland ägare till lösdriftsstall om gardinväggarnas funktion s. 4 Funktionsprincipen för ventilation med självdrag s. 5 Funktion under olika årstider s. 5 Reglering av tillufts- och frånluftsöppningar s. 5 Luftväxlingsskoefficient, luftfödet till eller från rummet per timme s. 7 Stallklimatet i lösdriftsstall s. 8 Tekniska lösningar för ventilation med självdrag i lösdriftsstall s. 10 Måttanvisningar för tillufts- och frånluftsöppningar i nya lösdriftsstall s. 12 Måttanvisningar för tillufts- och frånluftsöppningar i gamla lösdriftsstall som repareras grundligt s. 13 Rökventilation i nya lösdriftsstall s. 14 Exempel på dimensionering av rökventilation s. 15 2 Naturlig ventilation Författare, foton och teckningar: Tapani Kivinen MTT, Jorma Heikkinen VTT och Ismo Heimonen VTT Layout: Outi Mäkilä, MTT Utvecklingstrender i fråga om ventilation med självdrag i nötkreatursbyggnader V entilationen i ladugårdar har genom historien skett med självdrag, dvs. med tyngdkraftens hjälp. Maskinell ventilation infördes i ladugårdarna på 1960-talet, när de byggnadstekniska systemen utvecklades snabbt. Den naturliga ventilationen återkom på 1990-talet i samband med de kalla lösdriftsstallen, men användes då bara marginellt. De blev igen populära när man började bygga varma lösdriftsstall av s.k. växthustyp med reglerbara ventilationsluckor vid taknocken och friskluftsintag vid takfoten mellan väggbalkarna. Den första gardinväggen i ett mjölkkostall installerades i Finland år 2004. För närvarande finns det uppskattningsvis över 300 lösdriftsstall med gardinvägg i Finland. Typen av gardiner som används har gått till allt högre (längre) gardiner, och i många lösdriftsstall är gardinerna lika höga som själva väggen. Den nyaste trenden är att ändra om ventilationen i befintliga ladugårdar från maskinell ventilation till ventilation med självdrag. Fönstren tas bort och ersätts med reglerbara gardiner eller paneler. Då måste man samtidigt utöka antalet ventilationskanaler för frånluften. Lösdriftsstall med gardinvägg och självdrag passar förutom för mjölkkor också för inhysning av ungdjur, kalvar och köttnöt. Till vänster en perspektivbild av väggen till ett oisolerat kallt lösdriftsstall. Luften kommer in genom springorna i väggarnas brädfodring. I mitten ett svalt lösdriftsstall med värmeisolerat tak. Hela den ena långväggen är en gardinvägg. Till höger ett traditionellt varmt lösdriftsstall. Fönstren har tagits bort och ersatts med reglerbara paneler på väggens utsida. Resultatet är ett svalt lösdriftsstall, där vintertemperaturen är lägre (+5 °C) än temperaturen (+14 °C) i ett traditionellt lösdriftsstall och ventilationen är bättre. Naturlig ventilation 3 Enkät bland ägare till lösdriftsstall om hur gardinväggarna fungerade År 2011 gjordes en webbförfrågan bland ägare till lösdriftsstall med naturlig ventilation. Frågorna gällde den kalla vintern 20092010 och den heta sommaren 2010. Webbenkätens allmänna del besvarades av 50 personer och den del som gällde kostnaderna av 33 personer. Frågorna gällde nyttan av och nackdelarna med gardinväggar, deras funktion, användningssätt, erfarenheter av hur de fungerat och uppgifter om kostnaderna. Av observationerna vintertid anmärkte många på den dimmiga stalluften under de kallaste perioderna. Innetemperaturen hölls mestadels mellan 0 °C och +5 °C. Den fuktiga inneluften kondenserades och frös på gardinernas insida, men smälte snabbt bort när det blev varmare ute. Tillfrysning av gödselgångarna förekom i viss mån, men det att utgöds- 4 Naturlig ventilation lingen försvårades upplevdes inte som något stort problem. Vattenkopparna frös i regel inte. Varken djurhälsan eller mjölkproduktionen försämrades under de kallaste perioderna. På 25 procent av gårdarna användes til�läggsuppvärmning. Den förverkligades med golvvärme i mjölkningsstationen eller med flyttbara värmare inne i hallen. Av de observationer som gällde sommaren ansåg de svarande att det är viktigt att luftväxlingen är tillräckligt stor för att inte temperaturen i lösdriftsstallet ska bli skadligt hög. På 10 procent av gårdarna hade man för att svalka luften på sommaren installerat horisontella fläktar eller s.k. helikopterblandare. Många svarade att djurhälsan hade förbättrats och bullret i ladugården minskat. Nästan alla som svarade upplevde att ladugårdsluften hade blivit bättre än vad den varit med det tidigare systemet. Av de svarande var 98 procent nöjda med den ventilationsteknik de hade valt. På 75 procent av objekten reglerades inflödet av tilluft med gardiner och på 25 procent av objekten med skjutbara paneler. I 75 procent av byggnaderna avleddes den utgående luften via skorstenar och i resterande 25 procent av byggnaderna via någon typ av växthusnock. På 20 procent av gårdarna reglerades frånluften automatiskt. Kostnaderna för att installera luftintag och frånlufstdon med tanke på naturlig ventilation varierade väldigt mycket, eftersom förfrågningen gällde både nybyggen och ombyggda stall. I genomsnitt uppgick investeringen i ventilation i en enhet för 100 kor till 15 000 € och var i en enhet för 250 kor 25 000 €. På de objekt som deltog i undersökningen utgjorde investeringarna i ventilationen i snitt 2,5 procent av de totala byggnadskostnaderna. Funktionsprincipen för ventilation med självdrag Bruksenergin för ventilation med självdrag kommer från den värme djuren alstrar. Tack vare värmen är inomhusluften varmare än uteluften. Densitets- eller täthetsskillnaderna mellan inne- och uteluften gör att det uppstår en s.k. skorstenseffekt, vars styrka är beroende av höjdskillnaderna mellan till- och frånluftsöppningarna och temperaturskillnaderna mellan stall- och uteluften. Den utströmmande varma luften ersätts med ny, svalare luft och systemet fungerar automatiskt så länge det finns djur som alstrar värme i stallet. Därför fungerar naturlig ventilation bäst när alla djurplatser i en hall är fyllda. Låg beläggning försämrar ventilationens funktion och kan göra att det behövs tilläggsvärme. Om ett nytt lösdriftsstall blir färdigt att tas i bruk på hösten är det skäl att genast fylla alla djurplatser. Funktion under olika årstider Naturlig ventilation i en nötkreatursbyggnad fungerar på olika sätt under olika årstider. På sommaren hålls gardiner eller motsvarande konstruktioner som reglerar luftintaget helt öppna så att luften så fritt som möjligt ska kunna strömma in i byggnaden. Endast en del av frånluften strömmar nu bort via takventilerna. På vintern är gardinerna helt eller nästan helt fördragna. Ventilationen regleras genom att gardinen sänks eller höjs. Öppningens storlek beror på temperaturen och vinden, men varierar från några cm till 20-30 cm. Nu strömmar frånluften till största delen ut via takventilerna. Drivkraften för naturlig ventilation är djurens värme i kombination med vindens inverkan. Storleken på luftintaget regleras genom att öppna och stänga gardinen enligt vad som behövs för tillfället. I en byggnad med värmeisolerat tak och isolerade gav- När vi till den ventilation som bygger på självdrag lägger till vindens inverkan får vi en naturlig ventilation som är summan av de krafter som beror på skillnaderna mellan inne- och uteluftens täthet och vindens tryck mot byggnadens ytor och ventiler. En del av den värme djuren alstrar avges också till byggnadens golv och marken därunder. Golvet fungerar som ett värmebatteri som utjämnar innetemperaturen under året. Principskiss över luftströmningen i sommar- och vinterförhållanden. lar hålls inneluften under vinterns kalla perioder kring ca +5 °C men kan tidvis sjunka under noll. De kalla perioderna i stallet är ändå så korta att inte ytorna eller vattenkopparna hinner frysa. Vattenkopparna ska trots det alltid vara uppvärmbara. Reglering av tilloch frånluftsöppningarna Regleringen av gardinväggarna görs antingen automatiskt eller manuellt. Automaten öppnar och stänger gardinerna på basis av uppgifter om vindstyrkan som kommer från en väderstation samt av data om stall- och uteluftens temperatur. Automaten reagerar snabbt på variationer i vädret och ger ett jämnare stallklimat än vad man får med manuell reglering. Den manuella regleringen görs vanligen dagligen. Vid morgonmjölkningen ser man hur vädret är och ställer in gardinerna efter det. Den andra inställningen görs vanligen vid kvällsmjölkningen eller -kontrollen. Man kan också ställa in gardinerna på förhand enligt väderprognosen. Man har räknat ut hur många timmar en gardinvägg i en lösdriftshall varit öppna. Hallen är en 2900 m2 stor hall för 200 kor där gardinväggens höjd är 2,5 meter. På nocken finns 18 skorstenar. Gardinerna hålls helt öppna i ungefär fem månader från maj till september. Från oktober till april är gardinerna nästan helt stängda, och tilluftsöppningens höjd varierar mellan ca 50 cm och 0 cm. Frånluftsventilerna måste regleras bara när kölden är strängare än ca 10-20 grader. Vid regleringen av ventilationen börjar man med att stänga gardinerna, och när kölden blir strängare skjuter man till skorstenarnas spjäll. När kölden släpper ska man öppna spjällen i skorstenarna och igen reglera ventilationen med gardinernas hjälp. En automatisk reglering av skorstensspjällen på basis av utetemperaturen skulle underlätta kontrollen av stallklimatet vid kallt väder. . Naturlig ventilation 5 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 Beräknad innetemperatur -15 -20 Utetemperatur -25 -30 1.1. 31.1. 2.3. 1.4. 1.5. 31.5. 30.6. 30.7. 29.8. 28.9. 28.10. 27.11. 27.12. På bilden temperaturkurvor över varje timme under ett år i ett lösdriftsstall med 200 platser. Kurvorna är kalkylerade och bygger på långvariga klimatdata från ett beräknat normår på Jyväskyläs breddgrad. Bilden visar hur gardinerna och skorstenarna samverkar när kölden tilltar och avtar. Under sommaren från april till oktober hålls alla gardiner och skorstenar helt öppna. På vintern börjar man reglera ventilationen genom att minska luftintagsöppningen med hjälp av gardinerna. När kölden börjar tillta ställs gardinen in så att tilluften strömmar in genom en ca 10 cm springa, samtidigt kan skorstensspjällen stängas lite. När det är sträng köld dras gardinerna helt för och skorstensspjällen kan stängas helt. Eftersom gardinerna inte är helt täta kommer det ändå in luft i ladugården. Detsamma gäller frånluften via skorstenarna. När vädret blir varmare lönar det sig att öppna skorstensspjällen helt och fortsätta att reglera ventilationen med gardinerna enligt temperatur och vind. 6 Naturlig ventilation Luftväxlingskoefficient, luftflödet per timme T ill höger ser vi ett diagram över luftväxlingskoefficienten under varje timme i ett år, ställt i relation till utetemperaturen och vindhastigheten (0–12 m/s). Ett lösdriftsstall med gardinvägg har god ventilation då den bedöms på basis av luftväxlingen. Bara vid sträng kyla närmar sig luftväxlingen minimivån, i alla andra förhållanden är den större vilket gör att inneluftens kvalitet är bättre än miniminivån. Minimikravet för ventilationen är att luften ska bytas en gång i timmen, vilket sker också i vindstilla väder under kalla perioder. Luftväxlingen är bättre om det blåser ute, och under sommaren kan luftväxlingen vara upp till 20 gånger större än miniminivån. Redan med en vindhastighet på 1–2 m/s blir luftväxlingen 6–10 gånger större och vid stark vind kan den bli så mycket som tjugo gånger större. Det minskar värmestressen hos korna under heta sommardagar. Därför lönar det sig att planera gardinområdena på sidoväggarna så att de blir så stora som möjligt. Naturliga ventilationsanläggningar kräver nästan ingen elenergi för användningen. Luftväxlingskoefficient 1/h 20 18 16 14 12 10 8 6 1 0 2 0 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 Minimi Minimi yö natt 13 35 5 77 99 11 11 Minimi dag 4 2 0 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Utetemperatur, ºC Naturlig ventilation 7 Stallklimatet i ett lösdriftsstall K alkylerna bygger på uppmätta värden i ett nytt 2900 m2 stort lösdriftsstall för mjölkkor. Stallet har plats för 200 mjölkkor och 80 kvigor samt kalvningsbås. Sidoväggarna är försedda med gardiner upp till 2,5 meters höjd, gavlar och tak består av 100 mm tjocka plåt-uretan-plåt-element. Golvet är ett oisolerat betonggolv med öppna gödselrännor (ej spalt eller kanaler). Av det 2900 m2 stora lösdriftsstallet består höljet till största delen av golv (41 %) och tak (44 %). Resten består av takfönster, golv, gavlar och gardinvägg. Golvet har stor betydelse för magasineringen och avgivningen av värme. Det fungerar som ett värmebatteri. När inne- och utetemperaturerna varierar binder eller avger golvet värme. Detta sker både under vintern och under sommaren. Sommartid är variationerna kraftigare. Under sommaren binder golvet värme, vilket kon upplever som att golvet känns svalt. Lösdriftsstallets golv har en energiutjämnande effekt, dvs. värmen går inte till spillo. Vid granskningen av lösdriftsstallets hölje kan vi därför fokusera endast på takets och väggarnas andel. En granskning av värmegenomgångskoefficienten för 8 Naturlig ventilation Golvet har stor betydelse för magasineringen och avgivningen av värme. Det fungerar som ett värmebatteri. När inne- och utetemperaturerna varierar binder eller avger golvet värme. Detta sker både under vintern och under sommaren. På sommaren är variationen starkare och golvet binder värme. Kon upplever det som att golvet känns svalt. höljets olika delar visar, att 54 procent av värmen avleds via gardinväggen, ca 30 procent via taket och resterande 16 procent via väggar, dörrar och takfönster. Vid sträng kyla sker ca 70 procent av den totala värmeavgången (ventilation samt värmegenomgång) via ventilationen och 30 procent genom värmeavledning via konstruktionerna. Av den värmeavledning som sker genom konstruktionerna sker 18 procent genom gardinerna och 12 procent genom de övriga konstruktionerna. 200 mjölkkor och 80 kvigor producerar fri värme motsvarande ca 200 kW. Värmeproduktionen är så gott som konstant oberoende av utetemperaturen under vintern. På sommaren är situationen något annorlunda. Hallens innetemperatur regleras under vintern till +5 °C grader. När utetemperaturen är över +5 °C ska den överflödiga värmen vädras ut med hjälp av ventilationen. När utetemperaturen är under +5 °C grader, avlägsnas ca 70 procent av överloppsvärmen med hjälp av ventilation medan 30 procent avleds genom När lösdriftsstallets golv har en energiutjämnande effekt går värmen inte till spillo. konstruktionerna. Av lösdriftsstallets hölje kan man därför fokusera endast på takets och väggarnas I exempelhallen finns ett 100 mm andel. Vid sträng kyla sker ca 70 procent av den totala värmeavgången (ventilation polyuretanisoleringsskikt i taket och samt värmeavledningen) via ventilationen och 30 procent genom värmeavledning via konstruktionerna. i gavelväggarna plåt-uretan-plåt-element. Den fria värme korna producerar samt motsvarande värmeförluster är lika stora i ca -18 °C graders Effekt, kW 200 köld. Om utetemperaturen är lägre 150 än -18 behövs tilläggsvärme i hal100 len för att hålla ett konstant stallkli50 mat och en innetemperatur om +5 °C 0 grader. Utan tilläggsvärme sjunker - 50 stalltemperaturen. Man kan försöka - 100 - 150 motverka detta genom att isolera hal- 200 len bättre. Om man ökar isoleringen - 30 - 20 - 10 0 10 minskar avledningsförlusterna, medUtetemperatur, ºC an de värmeförluster som beror på ventilationen hålls konstanta. Av diFri värme från djuren, 200 kor 80 kvigor agrammet kan vi se, att behovet av Behov av tilläggsvärme i normala situationer tilläggsvärme kvarstår fast byggnaBehov av tilläggsvärme när väggarna tilläggsisolerats den tilläggsisolerats, men att tilläggsBehov av tilläggsvärme när väggarna och taket tilläggsisolerats värmningen kan skjutas på tills det Värmeavledningsförlust när väggarna och taket tilläggsisolerats blivit 3–4 grader kallare ute. I detVärmeavledningsförlust när väggarna tilläggsisolerats ta fall kan vi genom tilläggsisolering Värmeavledningsförlust i normala situationer påverka bara 4 procent av alla årets Värmeförlust via ventilationen timmar, dvs. de 14 kalla dagar när utetemperaturen är under -20 °C grader. Den nytta som vi får av tilläggsisoleringen ska ställas i relation till Den mängd värme djuren alstrar motsvarar värmeförlusten från den ventilation som djuren behöver när det är -30 °C ute och 0 °C inne. Tilläggsvärme behövs för att investeringskostnaderna. kompensera värmeavledningen via husets konstruktioner när det är kallare än -20 °C: behovet av tilläggsvärme är beroende av byggnadens isolering. Naturlig ventilation 9 Tekniska lösningar för ventilation med självdrag i lösdriftsstall D et finns ett stort urval av och leverantörer av till- och frånluftsdon på marknaden. Gemensamt för alla är att luftströmmen kan regleras antingen för hand eller automatiskt. De väggmonterade anläggningarna kan indelas i tre grundtyper på basis av sin konstruktion och sitt U-värde eller värmeledningsförmåga. Det lägsta U-värdet har upprullbara och/eller vikgardiner. Vikgardiner med luftfyllda element har ett något bättre U-värde. Det bästa Uvärdet har styv kanalpanel av plast eller akryl. För frånluften finns i princip tre modeller: hel öppen eller täckt nock, växthusnock som kan öppnas och skorstenar. Öppen nock kan inte rekommenderas eftersom det exponerar takkonstruktionerna för regnvatten. Med tanke på flödestekniken är olika typer av skorstenar de bästa. Tekniska lösningar för reglering av luftintaget som används i Finland. På bild A-D visas olika lätta och flexibla gardinlösningar. Version E är en bälgvägg av luftfyllda element och F-I olika typer av kanalpaneler. A = gardinen har monterats i linje med foderbordets framkant. Foderbordet fylls på utifrån. B = gardinen är i linje med väggens bärande stomme. C = endast den övre delen av väggen består av gardin, nederdelen är isolerad helvägg. D = gardinen är tudelad, den nedre delen öppnas bara till sommaren och med den övre delen regleras luftintaget under vintern. På sommaren är också den övre gardinen helt öppen. E = bälgvägg av luftfyllda ele- 10 Naturlig ventilation ment. Fungerar som en gardin men har bättre isoleringsförmåga (lägre U-värde eller värmegenomgångskoefficient). F = fönstret som fungerar som en gråtyta är gjort av växthuskanalplast med gångjärn nedtill. Fukten i inneluften kondenseras på vintern på plastens yta och rinner ner i en ränna varifrån den leds bort. Kanalplast har bättre värmeisoleringsförmåga än gardin. G = fönster av kanalplast, vertikalt skjutbart i glidskenor. Kanalp- last har bättre värmeisoleringsförmåga än gardin. H = paneler i kanalplast som monterats vid takfoten mellan väggbalkarna. Panelerna har en mittaxel med vilket luftintaget kan regleras. Kanalplast har bättre värmeisoleringsförmåga än gardin. I = panelvägg av kanalplastpaneler med mittaxel. Kanalplast har bättre värmeisoleringsförmåga än gardin. På vintern öppnas bara den översta panelen och på sommaren får alla vara öppna. Olika frånluftssystem som används i Finland. A =fasta nockfönster, ovanpå finns en taklucka som öppnas och justeras vertikalt. Ljustaket består av kanalplast. B = fasta nockfönster med öppnings- och ställbara sidoluckor. C = en så kallad växthusnock där E = luckorna är förenade med ett mittgångjärn. Normalt öppnas F = luckan på vindens läsida så att man ska få bästa möjliga drag. D = värmeisolerad skorsten med regleringsspjäll och skorstenshatt. en täckt öppen nock med fågelnät och regnskydd. öppen nock där vattentaket dragits upp till vindstoppare. Tanken är att de ska hindra regn och snö att komma in i stallet och tränga in i takkonstruktionerna. På sommaren rullas gardinerna i lösdriftsstallet upp så att luften fritt kan strömma in i byggnaden. Vindfria dagar står luften stilla och det kan bli obehagligt för djuren att vistas i stallet. Då gäller det att få luften i rörelse så att djuren får svalka. Det finns flera tekniker för att sätta luften i rörelse. Horisontalfläktar som är fast monterade vid pelarna används allmänt i mjölkningsstationer och i djurhallar. I hallar som saknar pelare kan ”helikopterblandare” hängas upp i taket. Dessutom finns det mobila fläktar som kan flyttas till de ställen där det behövs. Också vattenduschar kan användas för att skapa svalka. Duscharna placeras vanligen ovanför utfodringsanordningarna så att djuren får sig en dusch i samband med utfodringen. Naturlig ventilation 11 Måttanvisningar för till- och frånluftsöppningar i nya lösdriftsstall T ill- och frånluftsöppningarnas storlek bestäms i första hand på basis av ventilationsbehovet. Till- och frånluftsöppningar för naturlig ventilation fungerar samtidigt för utvädring av rökgaser. Det lönar sig att utnyttja ventilationsytorna för rökventilationen, men oftast måste man ordna med ytterligare ventilationsytor med tanke på rökventilationen. Rekommendationerna för frånluft- 12 Naturlig ventilation söppningarnas storlek har utarbetats på basis av motsvarande anvisningar i Sverige, Danmark, Kanada och Nordamerika, och de har testats i Finland genom mätningar i vinterförhållanden. Dimensioneringen är baserad på öppningarnas procentuella andel av golvytan. Frånluftsöppningarnas yta ska vara 0,5 procent av golvytan. För minimiventilationen under den kallaste tiden på vintern behövs en yta motsvarande 0,1 procent av golvytan. Det är enklare att dimensionera tilluftsöppningarna, eftersom det automatiskt uppstår en tillräckligt stor yta (minimihöjden för väggöppningar 1,2 m) och väggöppningarna är helt öppna på sommaren. I lösdriftsstall för kvigor eller hallar för kalvar är värmeproduktionen mindre än i hallar för mjölkkor. Frånluftsöppningarnas yta kan i lösdriftsstall för kvigor vara 0,4 procent och i hallar för kalvar 0,25 procent av golvytan. Måttanvisningar för till- och frånluftsöppningar i gamla lösdriftsstall som repareras grundligt M ånga har bytt ut den traditionella maskinella ventilationen i sina båsladugårdar mot naturlig ventilation. Man har då tagit bort fönstren och i stället monterat gardiner eller paneler på utsidan av väggen. För att ventilationen ska fungera som det är tänkt måste det finnas tillräckligt med til�lufts- och frånluftsöppningar. Det finns som regel tillräckligt många fönsteröppningar i djurstall, man behöver sällan göra nya öppningar eller förstora de gamla. Däremot finns det i ett maskinellt ventilationssystem ofta färre skorstenar än vad som krävs för en fungerande naturlig ventilation. Deras dimensionering har utgått från antalet kor och inte från golvytan. Det beror på att golvytan och byggnadsvolymen per ko i gamla ladugårdar är mindre än i nya lösdriftsstall. Måttanvisningen per ko gäller situationer med normal- eller maximiventilation. Vid minimi-ventilation är behovet av tilluftsöppningar ca 0,1 procent av golvytan. Naturlig ventilation 13 Rökventilation i nya lösdriftsstall R ökutvädringen i nya stora djurhallar är något man borde fästa större uppmärksamhet vid. I brandundersökningar har det konstaterats, att man i många fall hade kunnat rädda djuren vid en brand om de inte hade förlorat medvetandet på grund av röken och mist sin rörelseförmåga. Om röken vid en brand kan ventileras ut innebär det att djurhallens nedre del hålls rökfri så länge som möjligt så att räddningspersonalen kan hämta ut djuren. Brandföreskrifter för produktionsbyggnader ingår i Finlands byggnadsföreskriftssamling E2 (brandsäkerheten i produktions- och lagerbyggnader). Enligt bestämmelserna kan utvädring av rök ske maskinellt eller med självdrag. Gardinväggar planeras och anläggs i regel med tanke på ventilationen vid normal användning. Vid en brand kan samma tillufts- och frånluftsöppningar användas för rökventileringen, men vid planeringen måste man ändå göra en preciserande dimensionering för detta. Vid dimensioneringen av rökventilationen beaktas byggnadsföreskriftssamlingen E1 och JSM:s förordning 163/2012. Enligt förordningen ska frånluftsöppningarnas yta i byggnader som understöds vara minst 1 procent av golvytan. Som rökventilationsöppningar kan förutom skorstenar och öppningar i taket endast godkännas ytterväggsöppningar på minst 2,2 meters höjd från golvnivå. Väggöppningarna beräknas föra bort rök från byggnadens tvärriktning från högst 10 meters håll. Av väggöppningarnas höjd godkänns dessutom bara hälften som frånluftsyta, eftersom ersättande luft strömmar in från den andra hälften. Då vindförhållandena varierar kan i praktiken alla väggöppningar på byggnadens ena sida fungera som tilluftsöppningar och alla öppningar på den andra sidan som frånluftsöppningar. Om en byggnad är över 20 meter bred måste rökventilationen från byggnadens mittzon ske helt via frånluftsöppningarna i taket. Frånluftsöppningar som är placerade i höjd med åsen är de effektivaste modellerna för rökventilation. I nya lösdriftsstall med snedtak räcker för ventilationen om öppningarna vid nocken har en yta på 0,5 procent av golvytan, medan kravet på öppningarnas storlek med tanke på rökventilationen är en procent av golvytan. Om man väljer att bygga bara så många öppningar vid nocken som behövs för ventilationen ska en annan öppning för rökventilationen ordnas genom att t.ex. anlägga ett stort gavelfönster. Rökventilationens uppgift är att se till att luften vid en räddningssituation är så fri från rök att djuren kan räddas. Av väggöppningarna godkänns för rökventilation endast den del D som går över talet C (2,2 m), av vilket endast 50 procent räknas som frånluftsöppning. Det beräknas att det via väggöppningarna kan strömma ut rök bara från 10 meters håll. Öppningarna vid nocken sköter utvädringen av röken i sektion B och i praktiken ännu mera, eftersom röken av naturen stiger uppåt. Arealkravet för rökventilationsöppningarna är minst 1 procent av golvytan dvs. E + 2 x D/2. 14 Naturlig ventilation Exempel på dimensionering av rökventilation I exemplet har vi ett lösdriftsstall med två robotar. Hallen är 83 meter lång och 38,5 meter bred dvs. sammanlagt 3195 m2. Lösdriftsstallet har 3+3 rader och foderborden är placerade inne i byggnaden längs långsidorna. De långa sidoväggarna är 3,5 meter höga, vilket också är gardinernas maximihöjd räknat från golvnivån. Det beräknade behovet av frånluftsöppningar för ventilationen är 0,5 % av 3195 m2 eller 16 m2. Olika modeller av frånluftsdon kan användas. Med en enhetlig öppen nock av en längd på 70 m är den öppna nockens bredd 22 cm. Med skorstenar som är 90 cm x 90 cm = 0,81 m2 stora behövs 20 skorstenar. Vid dimensioneringen av rökventilationsöppningarna lönar det sig att utgå från de öppningar som beräknats behövas för ventilationen. Byggnaden indelas med tanke på dimensioneringen av rökventilationsöppningarna i tre sektioner, två lika stora kantsektioner och en mittsektion. Kantsektionerna är 83 x 10 m = 830 m2. För rökventilationen behövs här en yta som motsvarar en procent dvs. 8,3 m2 av golvytan. Vi antar, att gardinområdet inte utsträcker sig över hela långväggen utan att gardinväggen är 70 m lång. Av gardinväggen kan ett 0,65 m högt område användas för rökventilation. Rökventilationsöppningen är då 70 m x 0,65 m = 45,5 m2. Vi märker att ytan av väggöppningarna i sidoväggarna är över fem gånger större än vad som skulle behövas. Mittsektionens yta är 83 x 18,5 m = 1535 m2. För rökventilationen behövs här en yta som motsvarar en procent av golvytan dvs. 15,35 m2. För ventilationen beräknas behövas en yta på 16m2, vilket innebär att de 20 skorstenar som behövs enligt den tidigare kalkylen räcker också för rökventilationen. Dimensionering av nocköppningarna enligt ventilationsbehovet. Skorstenarna fungerar samtidigt som rökventilationsöppningar för byggnadens mittsektion, medan väggöppningarna i sidoväggarna står för sidosektionernas rökventilation. Praxisen vid byggnadsinspektionen av lösdriftsstall kan variera i olika kommuner och hos olika myndigheter. Om byggnadsinspektören förutsätter att hela rökventilationsytan i en hall med snedtak ska placeras i hallens övre del lönar det sig inte att överdimensionera ventilationsöppningarnas yta. I så fall kan den extra öppningsyta som behövs för rökventilationen ordnas med hjälp av t.ex. stora fönster som kan öppnas i byggnadens gavelsidor. Bränder kommer alltid utan förvarning. De kan inträffa på sommaren när gardinerna är öppna och ersättande luft fritt strömmar in i ladugården. På vintern är gardinerna nästan helt fördragna, men vid en brand är det bra om de kan öppnas från utsidan. I teorin fungerar väggöppningen både som intag av ersättningsluft och för utsläpp av rök. I verkligheten, och beroende på i synnerhet vindförhållandena, kan rollerna bli ombytta så att bara den ena väggen fungerar som utlopp för röken och den andra fungerar som intag för ersättningsluft. Det skulle då vara motiverat att kräva att alla rökventilationsöppningar är placerade vid nocken eller åtminstone i byggnadens övre del. Naturlig ventilation 15 Exempel på öppningsbart gavelfönster som byggts med tanke på rökventilationen. Sommartid kan rökventilationsfönstret också användas som ett vanligt vädringsfönster. KÄLLOR FÖR TILLÄGGSINFORMATION Heimonen, I., Heikkinen, J, Kovanen, J., Laamanen, J., Ojanen, T., Piippo, J., Kivinen, T, Jauhiainen, P., Lehtinen, J., Alasuutari, S., Louhelainen, K., Mäittälä, J. 2009. Maatalouden kotieläinrakennusten toimiva ilmanvaihto. VTT meddelanden 2521: 149 p. http://www.vtt. fi/inf/ pdf/tiedotteet/2009/t2521.pdf 16 Naturlig ventilation Kivinen, T., Mattila, K., Teye, F., Heikkinen, J., Heimonen, I. 2006. Lämpöeristetyn verhoseinäisen lypsykarjapihaton ilmanvaihdon toimivuus. MTT:n selvityksiä 119: 63 s. http:// www.mtt.fi/mtts/pdf/ mtts119.pdf Heimonen, I. Heikkinen, J., Laamanen, J., Kivinen, T. MTT lypsykar- japihaton luonnollinen ilmanvaihto. http:// www.vtt.fi/inf/pdf/ technology/2012/t71.pdf. Ismo Heimonen, Jorma Heikkinen, Jarmo Laamanen VTT, Tapani Kivinen MTT. Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2012/T71.pdf.
© Copyright 2024