1. No category

NOTAT
Projekt:
Støvring Gymnasium
Aalborg, den
Emne:
CO2 koncentration i klasselokale
Projekt nr.:
Dir. tlf.:
Reference:
Notat nr.:
02
22.10.2012
5714-004
+45 2540 0223
[email protected]
Rev.:
1
PROBLEMSTILLING
Støvring Gymnasium står foran en større tagrenovering af en klassefløj. I denne forbindelse ønskes der
undersøgt om det vil være hensigtsmæssigt at indtænkte en evt. udskiftning af ventilationen for at forbedre indeklimaet i klasselokalerne.
Støvring Gymnasium har en formodning om, at indeklimaet i en fløj af gymnasiet ikke overholder de
krav, der stilles til både termiske (temperatur) og atmosfærisk indeklima (luft og CO2) for et undervisningslokale. De undersøgte bygninger består af 17 klasselokaler (28-30 elever pr. lokale), 4 grupperum
(8 pers. pr. lokale), lærerforberedelse (4 pers. pr. lokale).
Lokalerne ventileres mekanisk via en udsugningsventilator monteret i væg og med mulighed for erstatningsluft via rist i facade med indtag bagved radiatorerne. Grundet støj ved drift af udsugningsventilatoren er denne kun i drift i pauserne mellem undervisningstimerne – ca. 5 gange á 5-10 minutter pr. dag.
MOE & BRØDSGAARD A/S
Rådgivende ingeniører
CVR nr.: 64 04 56 28
E-mail: [email protected]
AALBORG
Gasværksvej 24
DK-9000 Aalborg
Telefon +45 98 12 19 11
ANDRE ADRESSER
København
Roskilde
Århus
Oslo
Fredericia
Vordingborg
www.moe.dk
N:\5714\5714-004\05 Analyse\05-02 VVS\2012-10-22 Vent notat.docx
Odense
Bygn.
400
Bygn.
300
Figur 1.
Plan, Støvring Gymnasium.
Gymnasiet har tidligere indhentet tilbud på etablering af ny ventilation hos en entreprenør.
1.1
CO2-logning i klasselokale
Det undersøgte klasselokale ventileres mekanisk via en udsugningsventilator monteret i væg og med
mulighed for erstatningsluft via rist i facade med indtag bagved radiatorerne. For at minimere støj er udsugningsventilatoren kun i drift i pauserne mellem undervisningstimerne. Ved denne løsning opnås der
ikke en fortynding i den oparbejdede CO2 koncentration i undervisningstimerne.
Menneskers produktion af kuldioxid (CO2) er proportional med deres aktivitetsniveau. Derfor er CO2
koncentration en god indikator for personbelastning i lokalet. Der er udført måling af CO2-koncentration i
et klasselokale, hvor der logges over tid. CTS-anlægget registrer tidspunkter for start af ventilator samt
om vinduerne i lokalet åbnes. Formålet med målinger er at afklare, om der er behov for yderligere mekanisk ventilation.
Der blev ikke registreret hvor mange personer, der opholdt sig i lokalet, men målinger viser med alt tydelighed at koncentrationen af CO2 overstiger grænseværdien på 1000 ppm. Ved en CO2-koncentration
over grænseværdien falder elevernes koncentration markant.
www.moe.dk
Side 2 af 8
Bygningsreglement 2010 og arbejdstilsynet kræver at koncentration af CO2 kun kortvarigt overskrider
1000 ppm. (BR10,kap. 6.3.1.3, stk. 2). Ved selv kortvarige koncentrationer over 2000 ppm skal ventilationen udskiftes iht. arbejdstilsynet.
1000 ppm
Maks. CO2 indhold
Iht. bygningsreglement
2010
Figur 2.
CO2 måling i lokale 404.
Udsugningsventilator er i drift: kl. 09:15-09:19, 10:10-10:20, 12:20-12:30, 14:10-14:14, 16:00-16:05
Antallet er personer i lokalet er ikke oplyst
Start af
udsugningsventilator
Stop af
udsugningsventilator
1000 ppm
Maks. CO2 indhold
Iht. bygningsreglement 2010
Figur 3.
CO2 måling i lokale 404.
Udsugningsventilator er i drift: kl. 09:15-09:19, 10:10-10:20, 12:20-12:30, 14:10-14:14, 16:00-16:05
Antallet er personer i lokalet er ikke oplyst
www.moe.dk
Side 3 af 8
Den nuværende udsugning via ventilator har en effekt – men den er meget begrænset og er ikke tilstrækkelig til at nedbringe CO2-koncentrationen til et acceptabelt niveau – se figur 3 for start/stop af
ventilator. Målingerne er udført i perioden 23-24. maj 2012 i lokale 404.
Det anbefales at renovere klasselokalerne således, at der etableres mekaniske balanceret ventilation i
klasselokaleret. Det anbefales ligeledes at etableres behovstyret ventilation, hvor lokalet ventileres afhængig af personbelastningen og rumtemperaturen.
1.2
Krav til renoveret lokaler
Nærværende beskriver krav til indeklimaet i et renoveret klasselokale.
Der skal etableres ny ventilation med et luftskifte som sikre, at koncentrationen af CO2 kun kortvarigt
overstiger 1000 ppm i længere perioder. I henhold til gældende bygningsreglement må koncentrationen
af CO2 ikke overstige 1000 ppm. Koncentrationen af CO2 er direkte proportionalt med antallet af elever i
klasselokalet. Arbejdstilsynet anbefaler, at indholdet af CO2 ikke overstiger 1000 ppm.
Der forventes en personbelastning på 30 elever og en underviser. Ved en luftmængde på 1100 m 3/h vil
CO2-koncentration på intet tidspunkt overstige grænseværdien på 1000 ppm ved den givne belastning
og et aktivitetsniveau på 1,2 met (aktivitetsniveaet er defineret for stillesiddende med let aktivitet typisk
en skole).
Grupperum (8 elever)
Forberedelse (4 elever)
CO2-indhold < 1000 ppm
CO2-indhold < 1000 ppm
280 m3/h
140 m3/h
Klasselokaler:
28 elever + 1 underviser
29 elever + 1 underviser
30 elever + 1 underviser
31 elever + 1 underviser
CO2-indhold < 1000 ppm
CO2-indhold < 1000 ppm
CO2-indhold < 1000 ppm
CO2-indhold < 1000 ppm
990 m3/h
1020 m3/h
1060 m3/h
1090 m3/h
Figur 4.
CO2 koncentration i lokalet ved en luftmængde på 1100 m3/h. Figuren til venstre viser en normal time på 45 min og 15 min pause. Figuren til højre viseren en dobbelt time 2 x 45 min og 15 pause. Gældende for begge beregninger er at der er 31 personer i lokalet svarende til 100 % belastning.
www.moe.dk
Side 4 af 8
Figur 5.
CO2 koncentration i lokalet ved en luftmængde på 1100 m3/h. Der er regnet med en dobbelt time 2 x 45 min og 15 pause.
Figuren til venstre viser situationen hvor der er 24 personer i lokalet (75 % belastning). Besparelse ved behovstyret drift ses i figuren til
højre hvor luftmængden er reduceret 850 m3/h samtidig med at kravet til maks. CO2 opretholdes.
Det er oplagt at installere behovsstyret ventilation for at minimere energiforbruget mest muligt. Undersøgelser har vist, at et klasseværelse i gennemsnit bruges i 60% af tiden i skolens åbningstid og når det
bruges er det i gennemsnit 75% belastet.
Ved en gennemsnitbelastning på 75% vil der kunne opnås besparelser på drift fx af el til ventilatorer og
fjernvarme til opvarmning af indblæsningsluft (se figur 5).
Bygningsreglementet 2010 arbejder ligeledes med en bygningsklasse 2020. Her er kravet til maksimal
CO2 koncentration på 900 ppm, hvilket kræver et luftmængde på 1260 m3/h.
1.3
Princip for ventilering
Et standard klasselokale ventileres efter opblandingsprincippet med loftmonteret diffussorer for indblæsning og udsugning. I hvert lokale reguleres luftmængden modulært og individuelt afhængig af målt CO2koncentration (personbelastning), udsugningstemperatur og aktivitet i rummet. Hvert lokale forsynes
med VAV-spjæld på indblæsning og udsugning, rumfølere for CO2- og temperatur og PIR sensor/bevægelsessensor for variable drift i forhold til lokalets temperatur og personbelastning. Brugen af
de enkelte lokaler lægges ind i et anvendelsesskema i CTS-anlægget. Inden for brugstiden stilles hvert
lokale på standby - minimum luftmængde og en reduktion af rumtemperaturen, indtil PIR-føleren aktives.
Ved aktivitet i rummet frigives rummet til regulering afhængig af målt CO2-koncentration og temperatur.
Luftmængden er omvendt proportional med CO2-koncentrationen i lokalet. VAV-regulering gør det muligt
at varierer luftmængden indenfor intervallet 20-100% af maksimal luftmængde. Hvert klasselokale ventileres som skitseret på figur 5.
www.moe.dk
Side 5 af 8
Figur 5.
Styringsprincip, klasselokale.
Der etableres to ventilationsaggregater – et til betjening af bygning 300 (301, 302, 303, 304, 305, 306,
310, 311 og 312) med en hovedluftmængde på ca. 8900 m3/h og et til betjening af bygning 400 (401,
402, 403, 404, 405, 406, 410, 411, 412, 413, 415, og 416) med en hovedluftmængde på ca. 11000 m3/h
- begge ved en samtidighed på 100 %.
Ventilationsaggregatet etableres med frekvensstyret kammerventilatorer og sparemotorer, varmegenvinding via rotorveksler med høj temperaturvirkningsgrad og mulighed for fugtoverføring, vandbåren
varmeflade og filtrering gennem min. F7 filter. Alle udvendige kanaler isoleres mod energitab og beklædes med alukappe. Spjæld indbygges i vandtæt kasse. Hvert lokale forsynes med VAV-spjæld på indblæsning og udsugning, CO2- og temperatur og PIR sensor for variable drift i forhold til lokalets temperatur og personbelastning.
Ventilationsaggregaterne placeres på taget. Kanalfordeling sker på tag og adgang til klasselokalerne
sker via gennemføringer i den høje del af klaselokalet. Fordeling af luft i klasselokalet kan ske via armaturer og kanaler skjult i tag/loftkonstruktion. Kanalerne isoleres i tagrummet mellem gitterspærerne. Motorspjæld som kræver servicering placeres i vandtætbokse på tag.
En billigere og mere fleksibel løsning er synlige kanaler og armaturer som anvendt i netop renoveret naturfagsfløj. Ved synlige kanaler placeres alt automatik i rummet og dermed kræves der ikke servicering
på tag. Løsningen er mere fleksibel, da denne kan etableres uafhængig af tagkonstruktionen. Lofthøjden
i lokalerne er så høj, at der opnås en frihøjde på ca. 2700 mm til det lavest placeret armatur.
www.moe.dk
Side 6 af 8
Figur 6.
Placering af hovedføringsveje samt princip for kanaler integreret i loft/tagkonstruktionen (t.v.) eller synlige kanaler og armaturer (t.h.).
Sidstnævnte er den billigste og mest fleksible løsning, hvor alt automatik placeres i klasseværelset.
Der er ikke vist røgspjæld.
Røg- og brandsikring
Gymnasiet er opdelt i flere brandsektioner, men hvert klasselokale udgør en selvstændig brandcelle. I
henhold til DS 428 udg. 4, 2011-09-28 Norm for brandsikring af ventilationsanlæg kan en bygning til undervisningsbrug henføres som anvendelseskategori 2. Der skal derfor monteres røgspjæld mellem
brandceller. Undtaget er lokaler med to uafhængige flugtveje eller rum med begrænset anvendelse fx
depot. I nærværende tilfælde betyder dette at alle til- og afgange fra hver brandcelle skal forsynes med
røgspjæld. I hovedkanal for udsugning monteres fintfølende røgmelder som giver signal til røgspjæld.
Antallet er afhængig af anlægsopbygning samt størrelse af luftmængden, hvor melderen placeres. Der
opsættes som minimum en røgdetektor pr. brandsektion.
Alle røg- og brandspjæld skal tilsluttes CTS eller eget system for monitorering, afprøvning og motionering. Hvert spjæld afprøves hver uge – typisk udenfor brugstiden.
Såfremt der er installeret et fuldt dækkende automatisk brandalarmanlæg (ABA) i de betjente rum kan
de hertil knyttede røgdetektorer anvendes til aktivering af røgspjældene. Hvis området i fremtiden bliver
fulddækket af et automatisk brandalarmanlæg og et automatisk varslingsanlæg kan røgspjældene udelades iht. DS 428, udg. 4, afsnit 4.1.8.
Antallet af lokaler hvor der skal installeres røgspjæld er opgjort til 11 stk. (402, 403, 404, 405, 411, 412,
302, 303, 304, 305, 311).
www.moe.dk
Side 7 af 8
1.4
Økonomi
Anlægsomkostningen for 2 nye ventilationsanlæg inkl. kanaler, bæreramme, automatik for variabel luftmængder. Dertil kommer ny undercentral for CTS. Fordeling af kanaler sker på tag, kanalføring i lokaler
med synlige kanaler og armaturer. Blandesløjfe etableres på tag. CTS-tavler og undercentral placeres i
teknikrum. Der er indregnet brandautomatik i 11 lokaler. Føringsveje for CTS-automatik genbruges hertil.
Det forudsættes at tagkonstruktionen har stabilitet til at bære ventilationsaggregatet.
Overslag på el forudsætter at eksisterende tavler kan anvendes.
Budgetoverslag
Ventilationsarbejder - 2 ventilationsanlæg
Vvs-installationer blandesløjfe
Brandautomatik 11 lokaler
CTS-automatik
El-installationer (forsyning til CTS-tavle)
Bygningsarbejder (stillads + efter reparation.)
I alt håndværkudgifter
Kr. ekskl. moms
Kr. ekskl. moms
Kr. ekskl. moms
Kr. ekskl. moms
Kr. ekskl. moms
Kr. ekskl. moms
2.600.000
140.000
200.000
950.000
60.000
50.000
Kr. ekskl. moms
4.000.000
Dertil kommer rådgiverhonorar som kan omfatte projektering, udbud, tilsyn og evt. byggeledelse.
www.moe.dk
Side 8 af 8