BACHELOROPPGAVE - Fagarkivet HIOA
GRUPPE NR. 6 TILGJENGELIGHET Åpen Telefon: 67 23 50 00 www.hioa.no Institutt for Bygg- og energiteknikk Postadresse: Postboks 4 St. Olavs plass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, Oslo BACHELOROPPGAVE BACHELOROPPGAVENS TITTEL: DATO 26.5.2015 ”VENTILERING AV HEISSJAKT, EN NØDVENDIGHET?” ANTALL SIDER / ANTALL VEDLEGG 84 / 18 FORFATTER VEILEDER Peter G. Schild Magnus Hakan Iseri, Sohrab Hydar Latibari og Magnus J. Jensen UTFØRT I SAMMARBEID MED Høgskolen i Oslo og Akershus KONTAKTPERSON Magnus Hakan Iseri SAMMENDRAG Følgende problemstilling har blitt undersøkt: ”Som en del av arbeidet med å øke bygningers tetthet for å redusere energibruken, er det i denne oppgaven undersøkt om naturlig ventilering av heissjakt kan fjernes uten fare for liv og helse ved heisstans”. Luftskifte i de aktuelle heisene er kartlagt ved hjelp av sporgassmålinger og er gjennomført med og uten ventilering av heissjakten, for å avklare om dette utgjør noen forskjell på luftskifte inne i heiskabinen ved simulert stans. Målinger av lufttemperatur, CO2konsentrasjon og luftfuktighet er også utført. Luftmengden ut av ventilasjonsåpning er beregnet etter krav fra TEK10 og ved bruk av LBL-modellen. Dette er også benyttet som underlag for beregning av energikostnader. Målinger uten ventilering av sjakten viser et luftskifte på 7,5 for KLP-Bjørvika og nye Østfold sentralsykehus. Dette tilsvarer en tilgjengelig friskluftmengde på 37,1 m³/h med en belastning i heisen på 7 personer for KLP. For det nye sentralsykehuset i Østfold tilsvarer dette en luftmengde på 76,3 m³/h med en belastning på 10 personer. Ut ifra de resultater som er fremkommet, er det ingen argumenter som taler for å beholde en naturlig ventilering av heissjakt i fremtiden, med unntak av tilfeller med hydraulisk heismaskin. Det er ut ifra de gjennomførte målinger og beregninger ingen parametere som vil oppstå, som under noen omstendighet kommer opp imot verdier som vil gi fare for liv og helse. De samlede gevinster ved å fravike ventilering av heissjakt er store, med økt tetthet og sparte energiutgifter, samt at uønskede effekter av luftlekkasje, som trekk og ulyder, vil kunne reduseres. 3 STIKKORD Heissjakt Naturlig ventilasjon Infiltrasjon Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Innholdsfortegnelse Forord ...................................................................................................................................................................... 3 Sammendrag ......................................................................................................................................................... 4 1 Innledning .......................................................................................................................................................... 6 1.1 Hovedmål ................................................................................................................................................... 7 1.2 Forutsetninger og begrensninger...................................................................................................... 8 1.3 Måleobjekter ............................................................................................................................................. 9 2. Teori ..................................................................................................................................................................12 2.1 Lover, forskrifter og veiledninger ...................................................................................................12 2.2 Historien bak ventilering av heissjakt...........................................................................................16 2.3. Ventilering av heissjakt......................................................................................................................17 2.4 Sporgassteknikk ....................................................................................................................................19 2.5 Ulike heisløsninger ...............................................................................................................................19 2.6 Energi .........................................................................................................................................................21 2.7 Menneskelige aspekter .......................................................................................................................27 2.8 Programvare ...........................................................................................................................................34 2.9 Feilanalyse og måleusikkerhet.........................................................................................................35 3 Metode ...............................................................................................................................................................37 3.1 Plassering av utstyr ..............................................................................................................................37 3.2 Instrumenter ...........................................................................................................................................40 3.3 Beregning av skorsteinseffekt ..........................................................................................................43 3.4 Kvalitativt intervju som metode ......................................................................................................44 4 Resultater .........................................................................................................................................................45 4.1 KLP-bygget ...............................................................................................................................................45 4.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold .................................................................................................56 5 Diskusjon ..........................................................................................................................................................71 5.1 KLP-bygget ...............................................................................................................................................71 5.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold .................................................................................................75 6 Konklusjon .......................................................................................................................................................79 Referanseliste .....................................................................................................................................................82 Vedlegg ..................................................................................................................................................................85 1 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Signaturer for milepælsmøter 2 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Forord Denne rapporten er resultat av et gruppearbeid gjennomført av tre studenter ved sjette og siste semester og utgjør studentenes avsluttende bachelorprosjekt. Alle gruppens medlemmer er tredje års studenter og har fulgt studieretningen Energi og Miljø i Bygg, ved institutt for bygg- og energiteknikk på Høgskolen i Oslo og Akershus. Oppgavens formål har vært å belyse problematikk rundt bygningers tetthet, og da med fokus på krav om ventilering av heissjakter. Prosjektet er et samarbeid mellom studentene, Høgskolen i Oslo og Akershus, heisbransjen og gruppens veileder Peter G. Schild. For å kunne belyse og vurdere oppgavens hovedproblemstilling har det vært nødvendig å implementere flere underproblemstillinger etterhvert som oppgaven og arbeidet med denne har tatt form. Gruppen ønsker å rette en spesiell takk til sin veileder Peter G. Schild for god rettledning og et brennende engasjement for prosjektet. Vi ønsker også å takke Morten Karlsen fra Euroheis for et godt møte og innsikt i bransjens forhold til problemstillingen. Øyvind Eitrheim ved KLP eiendom for tilgang til bygget og heiser. Øyvind Nikolaisen i AirTechnic for support og gode innspill, samt koordinering ved målinger utført ved det nye sentralsykehuset i Østfold. Geir Hansen og Tarald Huse i Thyssen Krupp heiser for å stille med heismontør under målinger gjort ved KLP-Bjørvika. Arnkell J. Petersen i Erichsen og Horgen for hjelp med tilgang til tegninger og detaljer rundt aktuell heisløsning ved KLP-bygget. Eriksen & Jensen AS for utlån av varebil, samt utskrift av oppgaven. Øystein Andersen for lån av grupperom og hjelp med utlevering og koordinering av måleutstyr, samt gode innspill og godt humør underveis. Bente Hellum for gode ideer i forbindelse med de inneklimatiske forholdene i heisen og for gjennomlesing av oppgaven. Ole Melhus for god diskusjon i forbindelse med beregninger av varmetap og strømningstekniske forhold. Oslo 24.05.2015 Magnus Hakan Iseri Sohrab Hydar Latibari Magnus J. Jensen 3 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Sammendrag Bakgrunn for denne bacheloroppgaven ved Energi og Miljø i Bygg ved Høgskolen i Oslo og Akershus våren 2015, er økt fokus på bygningers tetthet og tap av energi gjennom utettheter i bygningskroppen. Det er derfor valgt å studere ventilasjon av heissjakter, siden de har krav om åpning ut mot det fri, for å sikre tilførsel av friskluft ved en eventuell heisstans. Prosjektet omfatter teoretiske studier samt feltmålinger på følgende bygg: KLP-Bjørvika og Nye Østfold sentralsykehus. Dette for å besvare følgende problemstilling: ”Som en del av arbeidet med å øke bygningers tetthet for å redusere energibruken, er det i denne oppgaven undersøkt om naturlig ventilering av heissjakten kan fjernes uten fare for liv og helse ved heisstans”. Luftskifte i de aktuelle heisene er kartlagt ved hjelp av sporgassutstyr. Målingene er gjennomført med og uten ventilering av heissjakt, der det har latt seg gjøre. Dette for å avklare om ventilering av heissjakt utgjør noen forskjell på luftskifte inne i heiskabinen ved simulert stans. Målinger av lufttemperatur, CO2-konsentrasjon og luftfuktighet er også utført. Luftmengden ut av ventilasjonsåpning mot det fri er beregnet etter krav fra TEK10 og ved hjelp av LBL-modellen. Disse resultatene er også benyttet som underlag for beregning av potensiell energibesparelse ved å utelukke en naturlig ventilering av heissjakt. Målinger av luftskifte er benyttet sammen med formelverk for å grafisk fremstille CO2-utviklingen i heiskabinen over tid. Disse resultatene er sammenlignet med teori og gjeldende lover og veiledninger for kravene til CO2. Det er kun gjennomført målinger på to ulike bygg, med to ulike heiser. Heisene er av ulike type og spenner over ulikt antall etasjer. Målingene kan derfor anses som representative. Målinger uten ventilering av sjakten viser et luftskifte på 7,5 h-1 for både KLP og det nye Østfold sentralsykehus. Dette tilsvarer en tilgjengelig friskluftmengde på 37,1 m³/h med en belastning i heisen på 7 personer for KLP. For det nye sentralsykehuset i Østfold tilsvarer det en luftmengde på 76,3 m³/h med en belastning på 10 personer. 4 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Ut ifra de resultater som er fremkommet, er det ingen argumenter som taler for å beholde en naturlig ventilering av heissjakt i fremtiden, med unntak av tilfeller med hydraulisk heismaskin. Det er ut ifra de gjennomførte målinger og beregninger ingen parametere som vil oppstå, som under noen omstendighet kommer opp imot verdier som vil gi fare for liv og helse. De samlede gevinster ved å fravike fra en slik ventilering er store, med økt tetthet og sparte energiutgifter, samt at uønskede effekter av luftlekkasje, som trekk og ulyder, vil kunne reduseres. 5 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 1 Innledning Denne prosjektoppgaven er et resultat av arbeid med en bacheloroppgave utført av tre studenter ved Høgskolen i Oslo og Akershus ved linjen Energi og Miljø i Bygg, under institutt for bygg- og energiteknikk våren 2015. Bakgrunnen for denne bacheloroppgaven er økt fokus på bygningers tetthet og tap av energi gjennom utettheter i bygningskroppen. Det er derfor valgt å studere ventilering av heissjakter, siden de har krav om åpning mot det fri, for å sikre tilførsel av friskluft ved en eventuell heisstans. Målinger av luftskifte og lufttemperatur i heiskabin ved simulert driftsstans ved to heiser i utvalgte bygg, samt en studie av CO2-utvikling i heiskabinen under stans, har vært utført for å prøve å besvare hovedproblemstilling: ”Som et bidrag for økt bygningstetthet og energibesparing, er det valgt å se på bakgrunnen for ventilering av heissjakt med naturlig ventilering av heissjakt og om denne kan fjernes uten at det oppstår problemer knyttet til liv og helse ved en eventuell heisstans”. Med naturlig ventilering av heissjakt menes den ventilasjon som besørges av åpning i sjakt ut mot det fri. Det er valgt å forkorte ”Det nye sentralsykehuset i Østfold, Kalnes” til NØS. 6 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 1.1 Hovedmål Problematikken rundt ventilering av heissjakter, og da med fokus på krav stilt til ventilering skal belyses. Målinger av luftskifte i heiskabin ved stans, og teoretiske studier av friskluftbehov, lufttemperatur og CO2-utvikling skal danne grunnlag for å kunne si noe om naturlig ventilering er nødvendig. Delmål Det er i forkant av, og underveis med oppgaven utarbeidet flere delmål som verktøy for å besørge at samtlige deler av oppgaven er dekket og tilfredsstillende besvart. - Skaffe tilgang til ett eller flere bygg, av ulik høyde, hvor feltmålinger ved simulert heisstans kan gjennomføres. - Gjennomføre befaringer på ett, men helst flere bygg, for å studere hvordan ventilasjon av heissjakt mot det fri er håndtert. - Gjennomføre ett eller flere møter med representanter fra heisbransjen for å få bedre kjennskap til fagområdet av de som arbeider med dette til daglig. - Studere CO2-utvikling i heiskabin med og uten ventilasjon, og på bakgrunn av dette si noe om nødvendigheten av ventilering. - Studere O2-behovet ved maksimal personbelastning. - Undersøke krav stilt til ventilering av heiskabinen ved en eventuell heisstans. - Sammenligne målinger utført i heiskabinen med relevant teori i forhold til helseaspekter, ved mangelfull friskluft ved stans. - Måle temperaturutvikling og vurdere dens påvirkning på helsen. - Estimere konsekvensene av ventilasjonsåpning mot det fri øverst i heissjakta, i form av infiltrasjonsvarmetap. - Beregne potensiell energibesparelse ved å stenge ventilasjonsåpningen mot det fri. 7 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 1.2 Forutsetninger og begrensninger - Det er kun gjennomført målinger på to forskjellige bygg, dette på grunn av tidsbegrensning. - Målingene er tatt på senvinteren, disse er ikke sammenlignet med tilsvarende målinger gjort andre årstider. - Det lot seg ikke gjøre å gjennomføre målinger på KLP-bygget, med ventilering av heissjakt, da det var påmontert automatiske spjeld på disse ventilasjonsrørene. Disse lot seg ikke åpne på det tidspunkt da målingene ble gjennomført. - Ved beregning av CO2-utviklingen i heiskabinen, på grunnlag av personbelastning, er det kun tatt hensyn til en fast metabolisme på 1,5 Met. - Det er ikke gjennomført målinger i heiskabinen med maks personbelastning for å kunne kartlegge CO2- og temperaturutviklingen over tid, da dette er sett på som uetisk. - Noe av det benyttede utstyret er sist kalibrert i 2013, det er ikke visst om dette i noen grad har påvirket de gjennomførte målinger. - For å kunne simulere en temperaturutvikling i heisen, ble heisens kapasitet ikke testet ved maks belastning, siden de benyttede termodukker ikke hadde hatt plass. - For å bedre kunne vurdere makstemperatur i heisen, burde målinger av temperaturen vært utført over et lengre tidsrom. - Løsninger knyttet til røykventilasjon er ikke vurdert, men det er valgt å ta med relevant teori. - Beregning av temperaturutviklingen i heiskabinen er ikke gjennomført, da denne beregningen ville bygget på flere ukjente parametere, og ført til lite troverdige resultater. 8 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 1.3 Måleobjekter Det er utført målinger på to heiser i to bygninger, en i KLP-bygget i Bjørvika og en i det nye sentralsykehuset i Østfold. 1.3.1 KLP-bygget, Bjørvika Ligger i Dronning Eufemiasgate 10 og er en del av bygningsmassen som omtales som “Barcode” i Bjørvika. Bygget er 63 meter høyt, og består av to lamellbygg (tårn), de to tårnene er adskilt av en glassgård og varierer fra 8 til 18 etasjer inkludert parkeringskjeller. Totalt er bygget på 37 800 m², fordelt på 25 800 m² kontor og resten av arealet på boliger (53 leiligheter i de øverste etasjene). Bygget huser blant annet Kommunal Landspensjonskasse (KLP). Deler av bygget leies ut og har per 2015 syv ulike leietagere i tillegg til KLP. De øverste etasjene er leiligheter (1, 2). Bygget er tegnet av SJ-arkitekter og sto ferdig i 2010. Samtlige heiser i bygget er montert i grupper (2 eller flere), da transportbelastningen i bygget er periodevis stor. Det er ni heiser montert i bygget. Figur 1: Oversiktsmodell av KLP-bygget, Bjørvika (3). 9 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Aktuell heis Det er montert heis av typen “Evolution Flexible” fra Thyssen Krupp i den sjakten hvor målingene er gjennomført. Heisen er beregnet for 13 personer eller 1000 kg. Innvendig areal i heiskabinen er cirka 2,2 m² med en innvendig høyde på 2,3 meter. Lufting av heiskabinen foregår gjennom utstanset hull gjennom taket, med diameter på 150mm. Luft kan komme inn i kabinen gjennom Dronning Eufemiasgate gitter i dørkarm, samt sprekker rundt og mellom dører. For heisens plassering se figur 2. Figur 2: Oversiktstegning over KLP-bygget plan1, aktuell heis markert med rødt, fra Erichsen og Horgen. Valgt løsning for ventilering av heissjakt Det er montert røykluke øverst i heissjakten. Denne går igjennom et lite teknisk rom og ut over taket på det tekniske rommet. Ut i fra veggen opp til røykluken er det tatt ut ventilasjon mot det fri, samt et større rør hvor det er montert en vifte. Det er påmontert automatiske spjeld på begge rørene, som ved gjennomførte målinger var stengt. De monterte ventilasjonsrørene ender i friluft gjennom en rist i fasaden på det tekniske rommet, se figur 25. 1.3.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold (NØS), Kalnes Er en del av Helse Sør-Øst sin utbygging og opprusting av sykehusdekningen i Østfoldområdet. Det nye sentralsykehuset ligger på Kalnes i Sarpsborg og er på totalt 85 000 m² og skal huse 3184 funksjonsrom og 480 tekniske rom. Bygget er på 7 etasjer med tekniske etasjer i kjeller og i byggets øverste plan. Det er 21 heiser i bygget. Byggestart var i 2011 og ferdigstilling regnes i november 2015. Samtlige heiser i bygget er montert i grupper (2 eller fler), da transportbelastningen i bygget er stor (4, 5). Se figur 4 for en oversiktstegning av bygget med aktuell heis (heis nr. 3E1) inntegnet. 10 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 3: Oversiktsskisse av det nye sykehuset i Østfold (6). Aktuell heis Det er montert heis av typen “Evolution BLUE” levert av Thyssen Krupp i den sjakten (3E1, se figur 4) der luftskifte-målinger er gjennomført. Heisen er beregnet for 33 personer eller 2500 kg. Innvendig areal i heiskabinen er cirka 4,8 m² med en innvendig høyde på 2,2 meter. Lufting av heiskabinen foregår gjennom utstanset hull gjennom taket med diameter på 150mm. Luft kan komme inn i kabinen gjennom gitter i dørkarm, samt sprekker rundt og mellom dører. Hovedinngang Figur 4: Oversiktstegning NØS, aktuell heis (3E1) markert med rødt, fra COWI. Valgt løsning for ventilering av heissjakt For å sikre tilstrekkelig frisklufttilførsel av heissjakten, er det laget en åpning ut mot det fri. Åpningen er gjort i sjaktens tak, og består av et hull med diameter på 350 mm. På oversiden av hullet er det montert en "hatt" i blikk som hindrer uønsket inntrengning av nedbør. 11 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2. Teori 2.1 Lover, forskrifter og veiledninger En skjematisk oversikt over lover, forskrifter og standarder, er vist i figur 5. Figur 5: Hierarki over gjeldende lovverk (7). 2.1.1 Plan- og Bygningsloven (PBL) Etter § 1-1, er lovens formål å fremme bærekraftig utvikling til det beste for den enkelte, samfunnet og fremtidige generasjoner. Annet ledd utdyper; "Planlegging etter loven skal bidra til å samordne statlige, regionale og kommunale oppgaver og gi grunnlag for vedtak om bruk og vern av ressurser". § 29-5. Tekniske krav, ledd to lyder; "Bygninger med oppholdsrom for mennesker skal prosjekteres og utføres slik at krav til forsvarlig energibruk, planløsning og innemiljø, herunder utsyn, lysforhold, isolasjon, oppvarming, ventilasjon og brannsikkerhet mv., blir oppfylt" 2.1.2 Byggeteknisk forskrift (TEK 10) Teknisk forskrift setter funksjonskrav til byggverk, samt krav til tiltak som omfattes av PBL. Forskriften fungerer som en paraply for flere lovverk. Forskriften gjelder alle typer av byggeprosjekter. 12 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 § 1-1 sier følgende; "Forskriften skal sikre at tiltak planlegges, prosjekteres og utføres ut fra hensyn til god visuell kvalitet, universell utforming og slik at tiltaket oppfyller tekniske krav til sikkerhet, miljø, helse og energi". § 13-1 Generelle krav til ventilasjon For at forsvarlig luftkvalitet for mennesker som oppholder seg i rom skal sikres, framgår det her at bygningen skal ha ventilasjon tilpasset rommenes forurensnings- og fuktbelastning. Derfor må ventilasjonen prosjekteres og utføres slik at tilfredsstillende luftkvalitet oppnås både med hensyn til lukt og forurensning. For god luftkvalitet må det også tas hensyn til forurensningsbelastning fra mennesker som oppholder seg i rommet. Ved maksimal personbelastning bør CO2-innholdet i lufta ikke ligge mer enn 500 ppm over uteluftas konsentrasjon som er cirka 400-450 ppm. § 13-3 presenterer de krav som er spesielt knyttet opp imot arbeidsbygninger og bygg beregnet for publikum. I første ledd av veiledningens overnevnte paragraf, er det skrevet at lokaler der det ikke finnes opplysninger om hvor mange mennesker lokalene er planlagt for, kan dimensjoneringstabell benyttes. Tabell 1: Dimensjoneringstall fra § 13-3. Bygningstype m² per person Forsamlingslokaler uten fast sitteplass 0,6 m² Ståplasser 0,3 m² Serveringssteder med stoler og bord 1,4 m² Kontorer 15 m² Salgslokaler 2,0 m² Skoler og barnehager 2,0 m² § 14-3 omhandler de krav som stilles med tanke på energifaktorer som; SFP, transmisjon-, infiltrasjon- og ventilasjonsvarmetap. § 15-11 Generelle krav til løfteinnretninger Fra åttende ledd kommer det frem at omgivelsestemperaturen til løfteinnretninger bør være mellom 5-40 °C, dette gjelder da foran heisdør, apparatskap og i heissjakt. § 15-12 Rom og sjakt for heis Det fremkommer i første ledd, samt veiledningen, at ventilasjonssystemet ikke skal brukes til røykventilering av rom som ikke inngår i heisinstallasjonen. 13 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Ventilasjonssystemets utforming har avgjørende betydning for å unngå at røyk trenger inn i heiskabin. Heissjakten utføres som egen branncelle. I ledd 9 og dets veiledning, står det at maskinrom og maskinskap for hydraulisk heis skal ventileres til det fri ved egne kanaler. Slike skap skal utføres slik at eventuelle oljelekkasje oppdages og samles opp. Minimum utlufting i sjakttopp for heissjakt må være 8,5 (l/s)/m2 sjaktareal eller ved hjelp av behovsstyrt ventilasjon. Behov for mekanisk avtrekk vil normalt være aktuelt. Ventilasjon av sjakt må eventuelt føres gjennom maskinrom i egne kanaler. Heismaskinrom skal ha mekanisk avtrekk. § 15-13 Heisstol og Lastbærer Gjør rede for ulike krav som stilles til utforming av heiskabinen. Ledd 9 under samme paragraf sier følgende; "Heisstol og lastbærer skal ha belysning og nødbelysning, samt tilfredsstillende ventilasjon, også ved driftsstans". 2.1.3 Veiledning om ”Klima og luftkvalitet på arbeidsplassen, bestilling nummer 444” Arbeidstilsynet har gitt ut en rekke veiledninger og forskrifter omhandlende ventilasjon i yrkesbygg. Tilfredsstillende ventilasjon vil sørge for CO2 under normen på 1000 ppm. Normale årsvariasjoner i inneluften vil være fra under 20 % til over 60 % relativ fuktighet (8). 2.1.4 Veiledning om ”Administrative normer for forurensning i arbeidsatmosfære” Veiledningen operer med en normverdi på 5000 ppm for karbondioksid, dette er høyeste snittkonsentrasjon over et 8-timersskift (9). 2.1.5 Norsk Standard Har til hensikt å være en støtte ved prosjektering av bygg/rehabilitering, og da med løsninger som vil tilfredsstille krav stilt i TEK 10. Standarden er ikke lovpålagt, men må sees på som en veileder for å kunne praktisere loven på en korrekt måte. Under er de standarder som har vært relevant for dette prosjektet listet opp. NS-EN 81-2 5.2.3 Ventilering av sjakten (2009) Sjakten skal være tilstrekkelig ventilert. Den skal ikke brukes til å ventilere andre rom enn de som tilhører heisen. Det er anbefalt at ventilasjonsåpningen øverst i sjakten skal være minimum 1 % av sjaktens 14 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 tverrsnittareal. 8.2.3 Antall passasjerer Antall passasjerer kan enten bestemmes ved a) 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑎𝑠𝑡 , 75 og resultatet rundes ned til nærmeste heltall b) Dimensjoneringstabell NS-EN 81-20 5.4.9.2 Ventilering av vognen (2014) Det effektive areal av ventilasjonsåpningen som ligger i den øvre delen av vognen, skal være minst 1 % av den tilgjengelige vognareal. Det samme gjelder også for åpninger i nedre delen av vognen. Spalten mellom vogndørene kan bli tatt til hensyn ved beregning av arealet av ventilasjonsåpningene, dette kan utgjøre opp til 50 % av det effektive arealet. 5.4.9.3 Ventilasjonsåpningene skal bygges eller anordnes på en slik måte at det ikke er mulig å passere en rett stiv stang med 10 mm i diameter gjennom veggene i vognen fra innsiden. E.3.2 Ventilering av sjakt og vogn Under normal drift og vedlikehold av heisen, kan tilstrekkelig luftskifte i sjakten besørges av spalte rundt etasjedører, åpning/lukking av dørene og av pumpeeffekten som dannes når heisen går opp og ned. Men for tekniske behov og i enkelte tilfeller for menneskelige behov, kan det være behov for en kombinasjon av permanente åpninger, regulerende åpninger, tvungen ventilasjon eller tilgang til frisk luft. Ved en eventuell heisstans, bør det sørges for tilstrekkelig ventilasjon. Sjakten skal ikke benyttes til å ventilere andre deler av bygget. NS 12831 Varmesystemer i bygninger, Metode for beregning av dimensjonerende effektbehov 7.2.2 Infiltrasjon gjennom den omsluttende konstruksjonen Infiltrasjonsluftstrømmen i et oppvarmet rom, som er forårsaket av vind- og skorsteinseffekter på den omsluttende konstruksjonen. 15 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.1.6 SINTEF Byggforsk (Byggforskserien) SINTEF Byggforsk er et internasjonalt ledende forskningsinstitutt for bærekraftig utvikling av bygg og infrastruktur. SINTEF sitter på spisskompetanse innenfor blant annet arkitektur, bygningsfysikk og drift og vedlikehold. Byggforskserien er byggenæringens kvalitetsnorm og presenterer tilfredsstillende dokumenterte løsninger, som dekker krav stilt i TEK og PBL. 324.501 Personheiser - Punkt 35 (Belysning og ventilasjon i heisstol) sier følgende: “Heisstoler skal være konstruert og bygd slik at personer i heisen er sikret tilstrekkelig ventilasjon, også i tilfelle lengre stopp”. 474.624 520.401 Luftlekkasjemåling av bygninger, hensikt og vurdering - Energibehov oppvarming punkt 22 - Trykkforskjeller på grunn av vind punkt 41 - Trykkforskjeller på grunn av temp punkt 42 Lufttetting av bygninger, Framgangsmåte for å oppnå lavt lekkasjetall (I samarbeid - Energibehov punkt 12 med ENOVA) - Komfortproblematikk grunnet infiltrasjon gjennom klimaskjermen 2.1.7 Heiskontrollen Ventilering av sjakter for heiser og løfteplattformer. I Heisdirektivets vedlegg 1.4.7 (ufravikelig krav for nye heiser) står det at heiskabin skal være konstruert og bygd slik at passasjerene er sikret tilstrekkelig ventilasjon, også i tilfelle lengre stopp. For at heiskabinen skal få tilstrekkelig ventilasjon, må også heissjakten være tilstrekkelig ventilert (10). 2.2 Historien bak ventilering av heissjakt Opprinnelsen til kravet om naturlig ventilering, i heissjakter, kan ikke riktig bestemmes. Det er derfor en generell forståelse om at dette kravet mest sannsynlig stammer fra Londons bygningslovgivning av 1939. I London, på begynnelsen av det 20. århundret, var det vanlig at vertikale sjakter for heis også ble benyttet som føringsveier for elektriske systemer, samt som føringsveier for vann og gassrør mellom ulike etasjer. Som et tiltak for å hindre at skadelige luftbårne gasser skulle bygge seg opp i sjakten, ble sjakten utstyrt med naturlig ventilering. 16 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Da arbeidet med den engelske standarden BS 2655 (Specification for lifts, escalators, passenger conveyors and paternosters. General requirements for escalators and passenger conveyors) var ferdigstilt i 1969, er det sannsynlig at mange av de allerede eksisterende heissjakter hadde blitt benyttet til installasjon av nyere og mer moderne heiser. Det antas at utviklerne av den da nye standarden, syntes det var en god ide og videreføre kravet om naturlig ventilering av sjakten. Siden publiseringen av BS EN 81-1 og 2 i 1998 (Fastsatt som Norsk Standard NS EN 81-1 og 2, Sikkerhetsregler for konstruksjon og installasjon av heiser), har det vært knyttet en del forvirring til nødvendigheten og kravet til naturlig ventilasjon av heissjakter. Det engelske lovverket stiller ikke lengre krav til ventilasjon av heissjakt, da det gjennom diskusjoner med de ansvarlige for utarbeidelsen av de tekniske forskrifter ikke lengre anså denne ventilasjonen å ha et nyttig formål. Det er etter dagens regelverk ikke lengre tillat med andre installasjoner i heisens sjakt. Ventilasjonsåpning med 1% av heissjaktens areal ble heller ikke sett på som tilstrekkelig for ventilering eller fortynning av røyk. Dette spørsmålet ble stilt til britisk brannvesen, som også trakk samme konklusjon (11). BS EN 81-1 fra 1998, punkt 5.2.3 sa den gang følgende om ventilering av heissjakt: “Sjakten skal være tilstrekkelig ventilert. Sjakten skal ikke benyttes til ventilering av andre rom. MERK: Da det ikke foreligger relevante forskrifter er det anbefalt at ventilasjonsåpningen øverst i sjakten, med et minimumsareal på 1% av sjaktarealet opprettholdes”. Den relevante byggeforskriften som det her refereres til, er den engelske byggeforskriften. Den engelske bygningsloven, § L, har i dag ingen referanser til ventilering av sjakt for heis. Dette kan skyldes en tankegang som bygger på at det i tidligere tider også ble montert andre tekniske installasjoner i heissjakten. Da det i dag, etter BS EN81 (tilsvarende NS EN81) ikke er tillat med andre installasjoner i sjakt for heis, kan dette være grunnen til at kravet om 1% ventilasjon er fjernet i den engelske bygningslovgivningen (11). I Norge sier TEK 10, at sjakt for heis skal ventileres med 8,5 (l/s)/m², se oppgavens kapittel 2.1.2 (§ 15-12). 2.3. Ventilering av heissjakt I veiledningen til TEK10 under preaksepterte ytelser, er det skrevet at heissjakt skal ha et avtrekksvolum tilsvarende 8,5 (l/s)/m². Her stilles det ingen krav til hvilket ventilasjonsprinsipp som benyttes. Ventilering av heissjakt kan gjøres etter to metoder: 17 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk - Mekanisk ventilasjon - Naturlig ventilasjon Gruppe 6 Ved å benytte mekanisk ventilasjon (moderne løsning), vil luften tilføres nederst og trekkes av øverst i sjakten. Ved bruk av naturlig ventilasjon, kan luften trekkes av gjennom rist i heisens tekniske rom øverst i sjakten. Dog vil naturlig ventilasjon påvirke infiltrasjonsvarmetapet og bygningens lekkasjetall. 2.3.1 Røykventilasjon Røykventilasjon er et tiltak for å redusere brann- og røykskader samt hindre brann- og røykspredning til tilstøtende brannceller i bygningen. I veiledningen til TEK 10 uttales det at røykventilasjon av heissjakt kun gjelder for heissjakten og ikke tilstøtende arealer jf. § 11-8, annet ledd. Ventilasjonens utforming har stor betydning for å unngå at røyk trenger inn i heiskabinen. Mekanisk røykventilasjon Et slikt ventileringsprinsipp baserer seg på at brannvifter trekker ut røyken. Avtrekkspunktene bør plasseres i takflatens høye deler og fordeles jevnt utover denne. For lufttilførsel kan det enten brukes tilluftsvifter eller tilluftsluker. Mekanisk røykventilasjon og røkluker må ikke kombineres, da røkluker fører til fare for kortslutningseffekt ved at falsk luft trekkes inn via røklukene. Det er ikke satt spesielle krav til tilluftsviften når det kommer til temperatur. Mekanisk røykventilasjon er ikke like avhengig av vindtrykk og oppdrift, slik termisk røykventilasjon er. En ulempe ved denne metoden er at det kreves stor viftekapasitet og sikker strømtilførsel når bygget er i drift. Viftestøy vil gjøre det vanskelig å bruke en slik ventileringsmetode som komfortlufting under sommertider (12). Termisk røykventilasjon Termisk røykventilasjon baserer seg på oppdriftskreftene fra det varme røyksjiktet. En fordel med dette kan være at kapasiteten påvirkeres i liten grad ved temperaturer over cirka 120-150 ˚C, fordi en økt oppdrift motvirker volumøkningen av røykgassen (12). Trykksetting For å unngå røykspredning mellom etasjer, kan sjakter bli satt i moderate undertrykk. Dette gjelder særlig heissjakter og sjakter for tekniske installasjoner. Det skapes et undertrykk ved å installere en avtrekksvifte eller en luke som åpnes i toppen av sjakten (12). 18 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.4 Sporgassteknikk Sporgass brukes til å merke ventilasjonsluft/romluft slik at luftens bevegelser kan analyseres. For at en gass skal kunne bli brukt som sporgass, er det viktig at den vanligvis ikke forekommer i målområdet (14:s.16). Det er vanlig å benytte svovelheksafluorid (SF6) som sporgass, da gassen kan måles med tilfredsstillende nøyaktighet ved svært lave Figur 6: SF6 (13). konsentrasjoner. Samtidig er konsentrasjonen av SF6 i atmosfæren så liten at den kan neglisjeres, noe som gjør at SF6 egner seg godt som sporgass. SF6 er en giftfri klimagass, men har negativ påvirkning på ozonlaget (15). Ved å bruke en sporgass som blander seg godt med romluften og som er lett å måle konsentrasjonen på, kan man beskrive hvordan luften beveger seg inn og ut av soner. Samt hvordan luften beveger seg internt i sonene. Sporgassteknikk kan blant annet brukes til måling av: - Infiltrasjon - Luftskifte - Ventilasjonseffektivitet - Effektivitet på punktavsug Fordelen med denne teknikken er at den kan anvendes med personer tilstede, slik at målingene foretas under naturlige omstendigheter (14:s.16). 2.5 Ulike heisløsninger Dette underkapittelet vil kort ta for seg ulike heisløsninger og hvordan disse fungerer. Dette er sett på som relevant da ulike krav for ventilering kan følge med forskjellige varianter av heisutførelse. 2.5.1 Generelt om heis Er en innretning som besørger vertikal transport av personer og eller varer. Prinsippet for en heis er en heisstol/heiskabin som beveger seg opp og ned etter brukernes inntastede destinasjon. Generelt beveger kabinen seg på stålføringer opphengt av ståltau/wire over en tauskive som er koblet til motor (16). 19 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 De fleste heiser har en enkel heiskabin per heissjakt med doble dører eller gitter. Dette gjelder også for dører som skiller heislobbyen fra heissjakt. Det finnes også toetasjes kabiner som kan være egnet ved svært høye bygninger, dette vil øke kapasiteten per sjakt (16). 2.5.2 Heis med motvekt De fleste heiser har en motvekt som holder igjen heiskabinen slik at belastningen på den elektriske motoren ikke behøver å løfte 100% av kabinens vekt, belastningen bør være 50/50 med halv maksimallast i kabinen. Wiren som holder heiskabinen går rundt tauskiven og ned til en motvekt (17). 2.5.3 Hydraulisk heis Faller også inn under kategorien heis uten motvekt. Den vertikale bevegelsen er besørget av et hydraulisk stempel som er fylt med olje. Det hydrauliske stempelet er koblet til et maskinrom eller et skap hvor den hydrauliske pumpen som besørger trykket i stempelet sitter. Heisen egner seg fint i bygg med 2 til 5 etasjer, men er ikke egnet når løftehøyden blir for stor, eller hvis kravet til heisens hastighet er for høy. Plassering av maskinrommet til en slik type heis er meget fleksibelt, det er kun elektriske kabler og hydraulikkslanger som skal gå mellom heissjakten og maskinrommet/skapet. Ved bruk av overnevnte maskinskap er heisen å betrakte som en MRL-heis (maskinromsløs heis) og maskinskapet kan monteres opptil 10m fra heissjakten (18). 2.5.4 Girløs Heis En slik type heis bruker et permanent smurt lager. Dette betyr at ingen vedlikehold eller oljing er nødvending. Dermed trenger ikke slike heiser et eget heismaskinrom, da heismotoren er plassert i sjakten og kontrollskapet oftest plasseres i gangen. Girløse heismaskiner med frekvensregulert styring sørger for energibesparelse. De nyeste girløse heisene har regenerativ drift (energien gjenvinnes), det vil si at det er ingen bremsemotstand som avgir varme i sjakten. 20 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 7: Heismaskinens plassering ved en girløs heis (19). Thyssen Krupp har utviklet en styring som heter BLUE og er det siste innen teknologien. Den har som standard; sleep modus, samt sparemodus, det vil si at heisene kan kjøre ned med redusert hastighet i øyeblikk det er lite behov for heiskapasitet. Standby modus reduserer kostnader og energi opp til 86%. Evolution BLUE gjenvinner 40% av energien (19). 2.6 Energi Energitekniske aspekter ved uønsket infiltrasjon/eksfiltrasjon avhenger av bygningskroppens tetthet, ventilasjon, varmetap og energibruk. 2.6.1 Tetthet Tettheten til bygningskroppen har stor betydning for en rekke faktorer som er viktige for et velfungerende og godt bygg. Varmekomfort, luftkvalitet, brannsikkerhet og energiøkonomi er eksempler på slike faktorer. Å sikre godt inneklima, er viktig å ta hensyn til ved energieffektivisering av bygninger. For å kunne håndtere dette er det viktig at man har kontroll på ventilasjon og byggets tetthet. God tetthet sørger for at luft utenfra ikke slipper inn i bygget og drar med seg forurensning og temperatur som i negativ grad vil påvirke inneklimaet. En tett bygningskropp er også viktig for ikke å skape ubalanse der man benytter seg av balansert ventilasjon (20:s.6, 21). Utettheter i bygningskroppen kan føre til blant annet økt oppvarmingsbehov. Det å redusere varmetapet fra et bygg er grunnen til at det stilles krav til lufttetthet i byggeforskriften. Utettheter i konstruksjonen øker behovet for oppvarming og energiforbruket på flere måter. 21 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 - Luftlekkasje medfører økt luftskifte og dermed også økt ventilasjonsvarmetap. - Tapt evne til å dra nytte av varm luft gjennom varmegjenvinner. - Varmemotstanden til isolasjonsmaterialene reduseres hvis kald uteluft får sirkulere inne i vegger og tak (20:s.17). Utettheter i konstruksjonen kan også føre til en opplevelse av trekk. Dette ubehaget kan forsøkes kompensert med økt innetemperatur av bruker. Til eksempel vil en heving av innetemperaturen med 2 grader føre til at energibruken til oppvarming økes med 10 % (20:s.7). Tetthetskravet i byggeforskriften er identifisert ved lekkasjetallet n50. Dette er definert som målt luftlekkasje i m³ per time, dividert på husets innvendige volum. Ytterkonstruksjonen utsettes for en trykkforskjell på 50 Pa. - 𝑛50 𝑚3 𝐿𝑢𝑓𝑡𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 = = ℎ3 = ℎ−1 = 𝑙𝑢𝑓𝑡𝑣𝑒𝑘𝑠𝑙𝑖𝑛𝑔𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑖𝑚𝑒 𝐵𝑦𝑔𝑔𝑒𝑡𝑠 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚 𝑚 [1] Lekkasjetall ble førstegang implementert i Byggeforskriften i 1982. Kravene ble skjerpet med TEK07, ytterligere skjerpet med TEK 10 og kravene for passivhus og lavenergihus (NS3700 og 3701) (20:s.9) Tabell 2: Ulike krav til lekkasjetall (n50). TEK10 Passivhus Lavenergiboliger 3700 Lavenergibygg 3701 TEK15 (22) Småhus Øvrige - Klasse 1 Klasse 2 - - 0,60 h-1 1,0 h-1 3,0 h-1 1,5 h-1 0,60 h-1 bygninger 2,5 h-1 1,5 h -1 Lekkasjetallet, n50, måles og dokumenteres etter NS-EN 13829 ved ferdigstillelse av bygget. Det skilles mellom to former for luftlekkasje, gjennomblåsing og anblåsing. Gjennomblåsing omtaler luftstrømmer som går gjennom veggen. Ved anblåsing kommer luft inn gjennom utettheter i veggens ytre sjikt, for så å strømme ut igjen gjennom utettheter andre steder. Anblåsing behøver ikke nødvendigvis å påvirke lekkasjetallet (20:s.13, 23). 22 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 8: Illustrasjon av anblåsing og gjennomblåsing (20). 2.6.2 LBL infiltrasjonsmodell Modellen ble utviklet av Lawrence Berkley National Laboratory på begynnelsen av 80-tallet. Laboratoriet er et av DOE, USA (Depatement of Energy) nasjonale forskningslaboratorium (24:s.42, 25) Modellen er utviklet for en én-sone bygning med hovedfokus på enkelhet. Konkrete detaljer rundt bygningskroppen er derfor utelatt. Aktuell bygning tilnærmes en enkel rektangulær struktur, og infiltrasjonsraten bestemmes ved hjelp av ligningen for store åpninger (26:s.113). For utfyllende ligninger som benyttes i LBL-modellen, se vedlegg VI for detaljer. Q = A0 ∗ √ 2∗∆P ρ 𝑚3 [2] [ℎ] Hvor: Q er volumstrømmen 𝐴0 er åpningsarealet ∆𝑃 er trykkdifferansen 𝜌 er mediets tetthet Den totale infiltrasjonen gjennom bygningskroppen kalkuleres ved hjelp av beregnede infiltrasjonsbidrag fra vind og skorsteinseffekt (26:s.117), som vist i ligning 3. 2 2 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = √𝑄𝑤𝑖𝑛𝑑 + 𝑄𝑠𝑡𝑎𝑐𝑘 [3] Hvor: 𝑄𝑤𝑖𝑛𝑑 er infiltrasjonsbidraget grunnet vind 𝑄𝑠𝑡𝑎𝑐𝑘 er infiltrasjonsbidraget grunnet skorsteinseffekten 23 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Modellen benytter den amerikanske notasjonen for lekkasje, der infiltrasjonen er uttrykt ved hjelp av areal. Til sammenligning uttrykkes lekkasjetallet i Norge som luftvekslinger per time (ved 50 Pa). For å beskrive den aktuelle bygningen, benyttes byggets ekvivalente lekkasjeareal eller fra tabell 2, kapitel 2.6.1. De resterende beregningsparameterne er delt opp i en variabel og en konstant del. For infiltrasjon grunnet vindpåvirkning, er den variable parameteren vindhastighet. Den konstante parameteren tar høyde for eventuell skjerming og terreng (24:s.114). Infiltrasjon grunnet skorsteinseffekt beregnes med en konstante variabel for lekkasjedistribusjon og bygningens høyde. Den variable parameteren er temperaturforskjell mellom inne- og utetemperatur (26:s.114). Ligningen for skorsteinseffekt følger aktuell klimadatas tidsintervall og for hver nye tid, beregnes en ny infiltrasjon. Temperaturdifferansen mellom klimadata og innetemperatur kan sammen med beregnet infiltrasjon (𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ), igjen benyttes for å beregne nødvendig energibruk til oppvarming/kjøling av den infiltrerte luften. Beregninger gjennomført med LBL-modellen, krever nøyaktig kjennskap til lekkasjeareal gjennom horisontale og vertikale flater i bygningen. Effekten av store åpninger slik som ventilasjonsrister, dører og lignende lar seg ikke medregne i modellen. Nøyaktigheten til LBL-modellen er estimert til +/- 25% (26:s.115). 2.6.3 Varmetap Varmetap grunnet ventilering av heissjakt kan beregnes etter ligning 4, ved å betrakte aktuell åpning som et system. Massestrømmen ut av åpningen kan beregnes etter minsteverdi fra TEK10 om ventilering av heissjakt, se oppgavens teoridel 2.1.2. Denne beregningen antar konstant luftmengde ut av åpningen, noe som i praksis vil være avhengig av temperaturdifferanse mellom inne og ute. 𝑄̇ = 𝑉̇ ∗ 𝜌 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇 [𝑘𝑊] [4] Hvor: 𝜌 er mediets tetthet [kg/m3] 𝑉̇ er volumstrømmen ut av røret [m3/h] 𝑐𝑝 er luftens varmekapasitet [kJ/kg*K] 24 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 ∆𝑇 er forskjellen mellom ute- og innetemperatur, hvor utetemperaturene kan hentes ut i fra klimadata for det gjeldende området [K] Videre kan varmetapet benyttes til å beregne årlige kostnader. Dette gjøres ved å multiplisere varmetapet med antall timer i året og energiprisen per KWh (27:s.15). 2.6.4 Energiregnskap/energibruk For å kunne si noe om forventet energibruk som går med til oppvarming av et bygg, tar man ofte utgangspunktet i spesifikt energibehov. Med dette menes mengden tilført energi som går med til oppvarming i løpet av et år, dividert på oppvarmet areal. Energibruken er da temperaturkorrigert til normalår, samt at det er korrigert for beliggenhet i landet. Dette for å eliminere lokale variable, og danne et grunnlag for sammenligning. Tall presentert av ENOVA (fra 2011) illustrerer spesifikk tilført energibruk for de største bygningsgruppene, og er fordelt slik. Figur 9: Spesifikt tilført energibehov (28). Disse verdiene kan benyttes sammen med areal for aktuelt bygg og gjeldende energipris, for å danne et bilde av forventede energikostnader (28). 25 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.6.5 Termisk oppdrift/skorsteinseffekten Det er tre typer krefter som beveger luft rundt i en bygning. Ventilasjonsteknisk utstyr, vind og skorsteinseffekten. Temperaturforskjeller mellom innsiden og utsiden av bygget, forårsaker en trykkforskjell (∆P). Denne trykkforskjellen kan utrykkes slik: 𝑆𝑘𝑜𝑟𝑠𝑡𝑒𝑖𝑛𝑠𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 = [𝑃𝑢𝑡𝑒 ] − [𝑃𝑖𝑛𝑛𝑒 ] [𝑃𝑎] [5] Varm luft stiger og presses ut i toppen av bygget, samtidig som kald luft suges inn. Om sommeren, hvor det er kjøligere inne enn ute, reverseres luftstrømmen. Temperaturdifferansen mellom inne- og uteluft er størst om vinteren, noe som resulterer i at skorsteinseffekten (primært vertikale luftstrømmer) også er størst om vinteren (29). Drivkraften til skorsteinseffekten (∆P) kan kalkuleres etter ligninger i vedlegg IX. Figur 10: Skorsteinseffektens påvirkning på bygningskroppen (30). I moderne bygg med meget høy tetthetsgrad, kan skorsteinseffekten skape betydelige trykkforskjeller som må tas hensyn til ved utforming av bygg. Trapperom, sjakter og heiser er med på å bidra til økt skorsteinseffekt. Brannseksjonering, sluser og skillevegger derimot, kan være med på å redusere effekten (31). 26 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Skorsteinseffekten kan føre med seg en rekke problemer, som for eksempel følgende: - Kraftig trekk gjennom dører i bygget - Sjenerende lyd gjennom dører (gjelder også stengte dører) - Dysfunksjon av heiser og innvendige dører - Tap av behandlet luft gjennom økt infiltrasjonsvarmetap - Svekket funksjon av branntekniske installasjoner (32, 33:s.1) Det er grunnet overnevnte svært viktig at man tilstreber å redusere skorsteinseffekten i størst mulig grad. Det er gjennom forskning utført av ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) konstatert at det beste tiltaket mot å redusere skorsteinseffekten, er å sikre høy tetthet i klimaskjermen. Det nest beste tiltaket mot skorsteinseffekten er å sikre høy tetthet gjennom innvendige vegger (33:s.2). 2.7 Menneskelige aspekter Mennesket påvirker luften både ved utånding av CO2, H2O og varmeavgivelse. Dette fører til behov for tilført friskluft. 2.7.1 Metabolisme Energien som produseres ved forbrenning i menneskekroppen, kalles for metabolismen (M) og er benevnt med W/m² overflateareal. Overflatearealet av den nakne kropp, kalles for ”Du-Boisarealet” og er tilnærmet lik 1,8m² for en voksen person (34:s.22). Tabell 3: Varmeproduksjon i menneskekroppen (34:s.22). Aktivitet [W/m²] [M] Liggende 46 0,8 Sittende, avslappet 58 1,0 Stående, avslappet 70 1,2 Sittende, rolig aktivitet (kontor, bolig, skole) 70 1,2 Stående aktivitet (handling, laboratorium, lett industri) 93 1,6 Stående aktivitet (ekspedering, husarbeid, arbeid ved maskin) 118 2,0 Middels aktivitet (tungt arbeid ved maskin og i verksted) 165 2,8 Tungt arbeid med 50 kg sekker, jordarbeid Over 200 Over 3,4 27 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.7.2 Karbondioksid Karbondioksid er en giftig gass, når konsentrasjonen blir svært høy. Foreslåtte maksimalverdier gir en indikasjon på om ventilasjonen er tilstrekkelig. Dette med hensyn på kroppslukt, men sier også noe om ventilasjonskvaliteten. Maksimalverdi på 1000 ppm tilsvarer cirka 20 % misfornøyde etter luktkriteriene (34:s.76). Teoretisk utåndet karbondioksid Figur 11: CO2 (35). For å kunne avgjøre hvor lang tid det tar før CO2-konsentrasjonen i heiskabinen når et kritisk nivå, er det behov for å sette opp en massebalanse for kabinen. Heiskabinen blir da sett på som en CSTR(continuously stirred tank reactor), det vil si at det er fullstendig omrøring inne i kabinen (36:s.16). Ved å betrakte heiskabinen som et åpent system, med CO2 som en konservativ forurensning, betyr dette at konsentrasjonen av CO2 inne i kabinen er den samme som forlater kabinen. Videre kan massebalanse for heiskabinen settes opp etter følgende ligning (36:s.13): 𝐴𝑘𝑘𝑢𝑚𝑢𝑙𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔𝑠 𝑟𝑎𝑡𝑒 = 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑟𝑎𝑡𝑒 − 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑟𝑎𝑡𝑒 + 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑗𝑜𝑛𝑠 𝑟𝑎𝑡𝑒 𝑉 [6] 𝑑𝐶 = 𝑄𝐶𝑖 − 𝑄𝐶 − 𝑉𝑘𝑑 𝐶 + 𝑘𝑔 𝑉 𝑑𝑡 [7] Hvor: V er volumet av kontrollvolumet (m³) C er romkonsentrasjonen og konsentrasjonen ut av kontrollvolumet (g/m³) Ci er konsentrasjonen av forurensningen som kommer inn i volumet (g/m³) Q er total luftmengde som strømmer inn og ut av volumet (m³/h) kd er nedbrytningsraten (h-1) kg er dannelsesraten (g*m*h-1) 28 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 12: Viser en boksmodell for en transient analyse (36:s.13). 𝑑𝐶 Ligningen ovenfor kan forenkles ved å sette 𝑑𝑡 = 0 (akkumuleringen lik 0) og dette gir da et uttrykk for den stasjonære tilstanden. 𝐶∞ = 𝑄𝐶𝑖 + 𝑘𝑔 𝑉 𝑄 + 𝑘𝑑 𝑉 [𝑝𝑝𝑚] [9] Der 𝐶∞ er konsentrasjon ved tiden t=∞ og vil være den høyeste konsentrasjonen som vil oppnås i rommet ved stasjonær tilstand. Konsentrasjonen ved tiden t, kan finnes ved følgende ligning: 𝐶(𝑡) = 𝐶∞ + (𝐶0 − 𝐶∞)∗ 𝑒 𝑄 [−(𝑘𝑑 + )∗𝑡] 𝑉 [𝑝𝑝𝑚] [10] Der Co er konsentrasjonen ved tiden=0. Ved å løse ligning 10 med hensyn på t, og sette Kd lik 0, kan en finne hvor lang tid det vil ta før det oppnås en viss konsentrasjon C(t) (36:s.17-19). 𝑡 = − ln ( 𝐶(𝑡) − 𝐶∞ 𝑉 )∗ 𝐶𝑜 − 𝐶∞ 𝑄 [𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑡𝑒𝑟] [11] 29 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.7.3 Ventilering ut ifra respirasjonskriterier Når vi puster (respirasjon) tar kroppen opp oksygen. Som et produkt av stoffskifte skilles det ut blant annet karbondioksid. Luften som pustes ut inneholder normalt 4 vol % karbondioksid og 16 vol % oksygen. Normal uteluft inneholder til sammenligning cirka 21 vol % O2 og 0,03 vol % CO2. Det som avgjør menneskets pustefrekvens er i stor grad bestemt av blodets CO2-innhold. Problemer og/eller ubehag grunnet manglende oksygentilgang, vil normalt oppstå når O2innholdet i luften blir lavere enn 12-14 vol % O2. Ved en økning i romluftens CO2-innhold til over det normale på om lag 450 ppm, vil ulike kroppslige reaksjoner kunne inntreffe (37:s.118). Tabell 4: Effekter som følge av CO2-nivået i romluften (37:s.118). Nivå, ppm Effekt CO2 > 10 000 Dypere pust, nedsatt mental prestasjonsevne og subjektivt ubehag kan oppstå ved langtidsopphold (ubåter) CO2 > 20 000 30% økt pustevolum, ”tungpust” CO2 > 30 000 Økende pustefrekvens, nær dobling av respirasjonsvolum CO2 > 30 000- Ubehag oppstår, hodepine, forgiftning kan inntre ved lengre tids 50 000 eksponering CO2 > 100 000 Bevisstløshet inntrer innen kort tid For en voksen person, kan man tilnærmet beregne utåndet CO2 på bakgrunn av metabolismen (aktivitetsnivået) etter følgene formel: 𝑉𝐶𝑂2 = 0,25 ∗ 𝑀 [𝑙/𝑚𝑖𝑛] = 15 ∗ 𝑀 [𝑙/ℎ ] [12] Forholdet mellom avgitt CO2 og opptak av O2 (respirasjonskvotienten) varierer mellom 0,7 og 1,0 (kan anslå en middelverdi på 0,83). Dette gjør at man kan beregne et oksygenforbruk etter følgende formel: 𝑉𝑂2 = 0,30 ∗ 𝑀 [𝑙/𝑚𝑖𝑛] = 18 ∗ 𝑀 [𝑙/ℎ] [13] For en voksen person varierer friskluftsbehovet fra omtrent 0,5 m³/h ved hvile, til 2-4 m³/h ved maksimalt arbeid. For en voksen person kan maksimalt pustevolum utrykkes slik: 30 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk 𝑉𝑟𝑒𝑠𝑝 = 7 + 4 ∗ (𝑀 − 0,8)1,35 Gruppe 6 [𝑙/𝑚𝑖𝑛] [14] For å unngå problemer knyttet til O2-innholdet i luften, er det tilstrekkelig med 0,36 m³/h lufttilførsel (37:s.118-119). Figur 13: Pustevolum, oksygenforbruk og utåndet CO2 på bakgrunn av metabolisme. Figur 13 er en grafisk fremstilling av ligning 12, 13 og 14. Denne viser hvordan luftmengden varierer med ulike aktivtetsnivå. 2.7.4 Temperaturpåvirkning Når et menneske blir utsatt for høy temperatur, vil kroppen sette i gang en nedkjølingsprosess gjennom å svette. Svetten legger seg på huden og fordamper. Ved høy luftfuktighet, reduseres fordampningshastigheten fordi det høye dampinnholdet i luften ikke tillater maksimal fordampning fra kroppen, dermed kan ikke kroppen kjøle seg ned raskt nok. Derfor er varmebelastningen som menneskekroppen utsettes for, større når både temperaturen og luftfuktigheten er høy (38). Ved en stressende situasjon kan kroppstemperaturen øke (39). 31 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Varmeindeks Varmeindeks er et mål som brukes for å fastsette varmebelastningen som et menneske utsettes for, med andre ord, den temperaturen som menneskekroppen føler. Varmeindeksen beskriver forholdet mellom lufttemperaturen og den relative luftfuktigheten. Temperaturene oppgitt i tabellen for varmeindeksen, indikerer følegrader (40). Tabell 5: Varmeindeks (38). Relativ luftfuktighet Lufttemperatur 27C 28 ˚C 29 ˚C 30 ˚C 31 ˚C 32 ˚C 33 ˚C 34 ˚C 35 ˚C 36 ˚C 37 ˚C 38 ˚C 39 ˚C 40 ˚C 41 ˚C 42 ˚C 43 ˚C 40 % 45 % 50 % 55 % 60 % 65 % 70 % 75 % 80 % 85 % 90 % 95 % 100 % 27 27 28 29 31 33 34 36 37 38 41 43 46 48 51 54 58 27 28 29 31 32 34 36 38 39 40 43 46 48 51 54 58 27 28 29 31 33 35 37 39 40 42 45 48 51 55 58 27 29 30 32 34 36 38 41 4 44 47 51 5 58 28 29 31 33 35 38 41 43 45 47 51 54 58 28 29 32 34 37 39 42 46 47 49 53 58 28 30 32 35 38 4 44 48 50 52 57 29 31 33 36 39 43 47 51 53 56 29 32 34 38 41 45 49 54 56 29 32 36 39 43 47 52 57 30 33 37 41 45 50 55 30 34 38 42 47 53 31 35 39 44 49 56 Klassifikasjon Effekt på kroppen Forsiktig Tretthet mulig ved langvarig eksponering og eller fysisk aktivitet. Stor forsiktighet Solstikk og utmattelse mulig ved langvarig eksponering og/eller fysisk aktivitet. Fare Solstikk, utmattelse og heteslag er mulig ved langvarig eksponering og/eller fysisk aktivitet. Stor fare Heteslag svært sannsynlig. 2.7.5 Termodukke En sylinderformet termodukke er et verktøy som brukes for overvåking og måling av samspillet mellom mennesker og deres termiske miljø. Ved hjelp av innebygde lyspærer avgir dukken en effekt på mellom 100-120 W. Varmen termodukken avgir, tilsvarer varmemengden som et menneske avgir ved 1,2 Met. Dukkens arealoverflate tilsvarer et menneske, og er omtrent 1,8 m2, 32 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 se oppgavens teoridel 2.7.1. Den opptar dermed like mye plass i ”rommet” som et menneske. Dukken er også et nyttig verktøy for å kartlegge termiske forhold i ekstreme miljøer der det er for risikabelt/uetisk å inkludere personer i forsøk (41). Figur 14: Termografering av termodukke (41). Figur 15: Termodukker fotografi (42). 33 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 2.8 Programvare Tre dataprogrammer ble brukt i oppgaven: Application software, TrakPro og klimadata. 2.8.1 Application software type 7620 Er et Windows-kompatibelt program som gjør det mulig å betjene et komplett målesystem bestående av en "gas-monitor" og en til to "sampler and doser". Programmet kan opereres i to forskjellige moduser, en for måling av gass-konsentrasjon, og en for sporgassundersøkelser. De registrerte måledata presenteres grafisk gjennom programvarens grensesnitt. Programvaren har en rekke muligheter - Synkronisert innsamling og dosering. - Dosering av konstant eller variabel dose. - To ulike typer sporgass kan benyttes samtidig. - For hver innsamlingskanal kan det lagres opp til 5 gasskonsentrasjoner, luftens vanninnhold, mengde sporgass, lufttemperatur og luftskifte. - Kan beregne luftens lokale middelalder, middelalder i rommet og luftvekslingseffektivitet. Utstyret støtter målinger med oppsprang og nedsprang. - Data fra programvaren kan skrives ut direkte, eller eksporteres slik at det kan behandles av andre programmer, til eksempel Excel (14:s.20-21). 2.8.2 TrakPro TrakPro Data Analysis Software er en programvare som fungerer med en rekke TSI dataloggings instrumenter. Programmet kan benyttes blant annet til å konfigurere utstyret på forhånd, slik at korrekte parametere måles/logges med ønsket intervall. Programvaren har også funksjoner som lar brukeren organisere og fremstille de målte data gjennom grafer eller rapporter (43). 2.8.3 Klimadata Eklima er en nettbasert ekstern tilgang til Meteorologisk institutt sin klimadatabase. Databasen inneholder målinger foretatt av Meteorologisk institutt og av samarbeidspartnere tilbake til 1957 (44). Databasen inneholder klimadata fra alle værstasjoner som Meteorologisk institutt drifter i dag, og som har vært drevet tidligere. Denne nettportalen gjør det mulig å hente ut enkle lister eller avanserte analyser, der brukeren selv bestemmer omfanget på bakgrunn av tilgjengelig data i databasen (45). Eksempler på tilgjengelig data er: 34 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk - Været en spesiell dag. - Været på en spesiell dag hvert år. - Tidsserie med døgnverdier. - Kurve for normaltemperatur. - Vinddata. Gruppe 6 2.9 Feilanalyse og måleusikkerhet Å måle betyr vanligvis å tallfeste en fysisk størrelse. Tilnærmet alle målinger er knyttet til feil og usikkerhet. Målefeil kan grovt deles inn i tre grupper: - Grove feil (avlesningsfeil). - Systematisk feil (instrumentfeil og metodefeil). - Tilfeldige feil. Det bør tilstrebes at grove feil og metodefeil elimineres, da disse ikke forsvinner ved gjentatte målinger. Ved å utføre usikkerhetsberegninger vil en kunne få et intervall hvor den sannsynlige måleverdien ligger innenfor (37:s.376). Måleusikkerhet kan deles inn i to typer, type A og type B. Type A er en metode for usikkerhetsvurdering som baserer seg på statistisk analyse av en serie repeterte målinger foretatt under identiske betingelser. Metoden tar for seg usikkerhet knyttet til variasjoner i måleverdiene (46, 47). Type B usikkerhet brukes for alle målinger som ikke er Type A. En slik usikkerhetsberegning er normalt basert på usikkerhet på en vitenskapelig bedømmelse ved å bruke all relevant og tilgengelig informasjon. Dette kan være instrumentets datablad, kalibreringsbevis eller erfaring med målemetoden (46, 47). Eksempel på usikkerhetsberegning Da måling av lufthastighet ikke ble repetert under nøyaktig identiske betingelser, kan usikkerhetsberegning gjøres etter Type B. Tekniske spesifikasjoner som oppløselighet og nøyaktighet hentes fra produktdatabladet tilhørende måleinstrumentet (48). 35 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Det er vanlig å anta at nøyaktigheten ligger innenfor ± 2 standardavvik med 95% dekningsgrad (dekningsfaktor lik 2) og at fordelingen er gausfordelt (46, 47). Se vedlegg V for utfyllende usikkerhetsberegning. Tabell 6: Usikkerhetsberegning Nøyaktighet ± 3 % av målingen eller ± 0,015 m/s Oppløselighet 0,01 m/s Måleverdi 2,32 m/s Utvidet kombinert usikkerhet 0,07 m/s Måleresultat 2,32 m/s ± 0,07 m/s For utfyllende måledata, se vedlegg XI. 36 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 3 Metode 3.1 Plassering av utstyr Plassering av måleutstyr er i størst mulig grad forsøkt gjort likt i de to måleobjektene, dette for å oppnå så identiske forhold som mulig. Da heisene der det har vært gjennomført målinger, ikke har vært av samme størrelse, har det heller ikke vært mulig å oppnå fullstendig identiske forhold. Det er benyttet to målepunkter, nede ved gulvet og oppe ved taket. Dette for henholdsvis CO2, lufttemperatur, luftfuktighet og sporgass. Sporgassen er målt inne i og utenfor heiskabinen, for å kartlegge eventuell bakgrunnskonsentrasjon/kortslutning under måling. En vifte har besørget for fullstendig omrøring i kabinen til enhver tid. For skisse av de aktuelle heiskabiner og plassering av gjeldende måleutstyr og operatører, se oppgavens avsnitt 3.1.1 og 3.1.2. 37 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 3.1.1 KLP-bygget Gjennom forsøket var det to operatører og fem termodukker i kabinen, samt annet teknisk nødvendig utstyr. Se figur 16 og 17. Heismontør stanset gjeldende heis mellom to etasjer, slik at det ved en eventuell nødsituasjon var mulig å forlate heisen. Det ble under forsøket holdt jevn kontakt med heismontør på utsiden. For ytterligere informasjon om aktuell heis og dens plassering i bygget, se oppgavens Kapittel 1.2.1. Figur 16: Plassering av personer og utstyr i heiskabinen KLP (7). Figur 17: Målsatt heiskabin for KLP, med inntegnede målepunkter (7). 38 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 3.1.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold Gjennom forsøket var det to operatører og åtte termodukker i kabinen, samt annet teknisk nødvendig utstyr. Se figur 18 og 19. Heismontør stanset gjeldende heis mellom to etasjer, slik at det ved en eventuell nødsituasjon var mulig å forlate heisen. Det ble under forsøket holdt jevn kontakt med heismontør på utsiden. For ytterligere informasjon om aktuell heis og dens plassering i bygget, se oppgavens Kapittel 1.2.2. Figur 18: Plassering av personer og utstyr i heiskabinen, NØS (7). Figur 19: Målsatt heiskabin for NØS, med inntegnede målepunkter (7). 39 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 3.2 Instrumenter Målinger Måleinstrumenter og bruksområder Termografering FLIR T640 ble benyttet til å måle overflatetemperatur og temperaturforskjeller. Kameraet gir et visuelt bilde av varmestrålinger i linsens synsområde. Sporgass Sporgassinstrumentet består av gassmonitor, doser/sampler og gassflaske med svovelheksafluorid(SF6). Disse delene kobles sammen og de ulike komponentene kommuniserer via en PC med programvaren ” Application Software Type 7620 for Tracer Gas Measurement and Gas Monitoring”. Instrumentene er av typen Photoacoustic Field Gas-Monitor Type 1412, Multipoint Sampler and Doser Type 1303. Som programvare ble det brukt Application software type 7620, se oppgavens teorikapitel 2.8.1. Utstyret er produsert av Innova AirTech Instruments. VelociCalc VelociCalc er et instrument som måler trykkdifferanser. Instrumentet kan også benyttes til å måle lufthastighet ved å koble tilhørende probe. Ved å legge inn tverrsnittsarealet og utfortming, kan måleinstrumentet beregne luftmengde. Benyttet instrument var av typen VelociCalc 9555 fra produsenten TSI. Q-Trak Måleinstrumentet Q-Trak kan benyttes til å måle forskjellige parametere, deriblant CO2, CO, luftfuktighet og lufttemperatur. Det ble benyttet Q-Trak 7565 med probe 982. Utstyret har samme produsent som VelociCalc. 3.2.1 Måling av ventilasjonseffektivitet og beregning av luftskifte Luftens alder i et rom, sier noe om hvor godt og hvor ofte luften skiftes ut. For å beregne luftskifte i heiskabinen, ble ventilasjonseffektiviteten fastsatt ved å utføre sporgassmålinger. Til dette ble det benyttet to metoder, oppsprangs- og nedsprangsmetoden. Med oppsprang som metode, ble sporgassen dosert i form av et sprang ved starttidspunktet t=0. Målingen ble foretatt helt til konsentrasjonen av svovelheksafluorid (SF6) i heiskabinen var homogen (14:s.13-14). 40 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 For å sørge for god blanding av gassen, ble det brukt en omrøringsvifte. Se figur 16 og 17, for detaljert oppsett av utstyr og målepunkter. Målingen avsluttes når homogen konsentrasjon var oppnådd i kabinen (14:s.13-14). Nedsprangsmetoden baserer seg på at det ikke tilføres ytterligere sporgass, men at konsentrasjonen av sporgass uttynnes med umerket luft fra ventilasjonsanlegget og eventuell infiltrasjon. Denne metoden forutsetter at det er jevn konsentrasjon av gass i kabinen før metoden anvendes. Målingen kjøres til konsentrasjonen av sporgass er tilnærmet lik null (14:s.13-14). Målingene ble utført slik at konsentrasjonen av SF6 ikke overskred instrumentets deteksjonsgrense, på 0,007 ppm – 70 ppm (14:s.18). Det ble utført tre ulike sporgassmålinger, to ved det nye sykehuset Østfold og en ved KLP-Bjørvika. For sykehuset Østfold ble det utført målinger med og uten ventilering av heissjakten. For KLPbygget ble det kun foretatt måling uten ventilering. Det ble benyttet tre måleslanger, hvorav to av dem ble plassert i kabinen (øverst og nederst). Den tredje måleslangen ble plassert i sjakten, for å avdekke eventuell bakgrunnskonsentrasjon grunnet kortslutning. Samtlige målinger ble utført med oppsprangs-og nedsprangsmetoden. Måledata fra sporgassmålingene ble videre importert inn i regnearket ”Age-of-air-Calc-V9” og analysert for å bestemme luftskiftet. Luftskiftet i heiskabinen tilsvarer tilført luftmengde delt på kabinens volum. For å bestemme den tilførte luftmengden, ble heiskabinens innvendige volum (minus volumet fra personer og utstyr) lagt inn i regnearket. Sluttkonsentrasjon (den homogene konsentrasjonen) av tilført sporgass ble bestemt ved å legge inn tidsintervallet for den benyttede oppsprangsmetoden. Videre ble sluttkonsentrasjonen lagt inn som startkonsentrasjon og det ble huket av for nedsprang. Tidsintervallet ble så endret til den tidsperioden det ble utført måling med nedsprangsmetoden. Målingene ble korrigert slik at ”local air change index” tilsvarte 100 %, slik regnearket tilsier det skal være for måling utført ved avtrekk. Den totale luftmengden som regnearket beregner på bakgrunn av de utførte målinger, baserer seg på luftens gjennomsnittlige alder ved avtrekk. Regnearket baserer seg på rapporten ”Bestemmelse av ventilasjonens effektivitet med sporgassanalyse”(14) og har blitt implementert med de nødvendige ligninger, se vedlegg VIII. 41 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figuren 20 viser hvordan de ulike ventilasjonstypene kan analyseres ved å se på fraksjonsfunksjonen i avtrekket og strømningsforholdet internt i systemet. Figur 20 er tilpasset nedsprangsmetoden. Figur 20: Fraksjonsfunksjonen i avtrekket og strømningsforhold internt i systemet (14:s.8). 3.2.2 Måling av karbondioksid, lufttemperatur og luftfuktighet i heiskabinen Q-Trak ble benyttet til å måle karbondioksid, luftfuktighet og lufttemperatur i øvre og nedre del av heiskabinen. Instrumentet er utstyrt med en loggefunksjon som lagrer målinger over en valgt tidsperiode. For å kartlegge utviklingen av CO2 og lufttemperaturen over tid, ble loggefunksjonen brukt. Det ble logget hvert femte sekund. 3.2.3 Måling av luftmengde VelociCalc ble benyttet for å måle luftmengde i ventilasjonsåpningen i heissjakten. Hastighetsproben ble koblet til instrumentet for å kunne utføre målingen. 3.2.4 Termografering Termograferingskameraet generer et bilde av emittert varmestråling fra bildeobjektet og dets omgivelser, i et bestemt bølgeområde (49:s.8). Instrumentet ble brukt i henhold til bruksanvisningen. Kameraet ble benyttet for å få oversikt over luftinnstrømninger inn/ut av heiskabinen. 42 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 3.3 Beregning av skorsteinseffekt Det er benyttet to ulike metoder for å beregne skorsteinseffekten. 3.3.1 Bruk av LBL-formel For å gjennomføre et estimat av effektbehov til oppvarming grunnet infiltrasjon, som følge av ventilasjonsåpningene som kreves i toppen av heissjakter, er LBL-infiltrasjonsmodellen benyttet. Modellen er implementert i Microsoft Excel, og tar utgangspunkt i infiltrasjon som følge av vindpåvirkning og skorsteinseffekt. Samtlige beregninger er utfyllende presentert i vedlegg VI. Regnearket baserer seg på Amerikansk standard, der infiltrasjonen uttrykkes ved hjelp av areal, i motsetning til Norden, der infiltrasjonen uttrykkes i luftomsetninger per time. For å komme frem til et lekkasjeareal, (A0), er det gjennomført omregninger med hensyn på kravet i fra TEK10. Eksponenten n, i ligningen for A0, settes lik 0,66 og er gjennomsnittet av eksponenten for turbulent- (verdi på 1) og laminær strømning (verdi på 0,5). K-verdien for det aktuelle bygget må beregnes, og benyttes deretter sammen med A0. Det er lag til grunn et lekkasjetall etter TEK10, se vedlegg VI, som grunnlag for beregning av en K-verdi. Denne verdien er igjen er benyttet sammen med byggets totale volum. For sykehuset i Østfold, er det benyttet et lekkasjetall på 0,8 etter vedlegg X. Lekkasjearealet A0, benyttes videre sammen med ligningene for Qwind og Qstack. Dette danner grunnlag for å kalkulere infiltrasjonsbidraget fra henholdsvis skorsteinseffekt og vindpåvirkning. Aktuelle faktorer for skjerming, bestemmes utfra byggets beliggenhet. Disse faktorene er hentet fra tabeller tilhørende LBL-modellen, se vedlegg VI. Til slutt utføres en kvadratisk summasjon av de to infiltrasjonsbidragene, etter ligning 3, og sluttsvaret representerer den totale infiltrasjonsluftmengden for de gitte termiske forhold. For å kunne gjennomføre en beregning for hele året, og ikke kun for ett gitt termisk forhold, er aktuell klimadata basert på timesverdier for hele året benyttet. 43 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Det er gjennomført beregninger både med og uten lekkasjeareal for heisventilasjon. Differansen mellom disse beregningene er benyttet for å kunne si noe om infiltrasjonsluftmengden som skyldes ventileringen av heissjakten. Kostnadene knyttet til oppvarming- og kjølebehov tar utgangspunkt i den beregnede infiltrasjonsluftmengden. Videre benyttes denne luftmengden med temperaturforskjellen mellom inne og ute. Dette summeres over et helt år og gir til slutt det totale energibehovet. Det totale energibehovet til oppvarming og kjøling, er til slutt multiplisert med en gitt energipris for å gi et estimat av potensielle besparelser ved å kutte ut den naturlige ventilasjonen i heissjakten. 3.3.2 Forenklet beregning av skorsteinseffekt Ved beregning av skorsteinseffekten (drivtrykket) inne i heiskabinen er denne beregnet med bakgrunn i ligning 5. Temperaturen i sjakten er benyttet ved beregningen av trykket på utsiden av sjakten. Den målte temperaturdifferansen mellom målinger gjort ved gulv og ved tak er benyttet ved beregninger gjennomført inne i kabinen. De målte data for temperatur samt høyder gjennom kabinen, fra gulv til tak, er benyttet sammen med ligninger i vedlegg IX. For å kunne synliggjøre skorsteinseffekten gjennom heiskabinen, er dette implementert inn i Excel. 3.4 Kvalitativt intervju som metode En slik metode kan benyttes til å fange opp meninger og opplevelser som ikke er målbare eller lar seg tallfeste. Fordelen med en slik metode er at den går i dybden og sørger for et fleksibelt intervju uten faste svaralternativer. Et slikt intervju kan være ønskelig for å få frem sammenheng og helhet fra relevant bransje (50:s.112-113). For å fange opp bransjens synspunkter om utfordringer knyttet til ventilering av heissjakt, ble Morten Karlsen ved Euro-Heis intervjuet. 44 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4 Resultater 4.1 KLP-bygget De fremkomne resultater stammer fra målinger utført 18.03.2015, samt gjennomførte beregninger. Der dette har vært hensiktsmessig, er det gjennomført beregninger på bakgrunn av måleresultater. 4.1.1 Bilder fra befaring Nedenfor ser vi et utvalg bilder, over løsninger for ventilering av heis og heissjakt i KLP-Bjørvika. TV: Figur 21 viser røkluker plassert øverst i heissjakten. Lukene går opp over tak. TH: En forlengelse av heissjakten opp til over tak, i samme tverrsnitt som røkluken, se figur 22. De to runde hull man kan se, er den naturlige ventilasjonen fra sjakten, samt røykventilasjon påmontert vifte. Figur 21: Røkluker over tak (51). Figur 22: Forlengelse av sjakt (51). TV: Den naturlige heisventilasjonen er påmontert et motorisert spjeld, se figur 23, som ved gjennomførte målinger var plassert i lukket posisjon TH: Det motoriserte spjeldet er lukket, se figur 24. Dette spjeldet er ikke å finne på VVS-tegning, se figur 25. Figur 23: Motorstyrt spjeld (51). Figur 24: Lukket spjeld (51). Utsnitt fra plantegning av takplan, se figur 25, viser kanalføringene for ventilasjonen av sjakten. Dette sammenfaller også med de hullene man kan se øverst i forlengelsen av sjakten, opp mot røkluken, se figur 22. Figur 25: Utsnitt fra tak-plan, tegninger fra Erichsen og Horgen 45 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 26 viser utstanset hull i toppen av heiskabinen. Hullet måler 150 mm. Da det er montert nedfelt innertak i kabinen til belysning ol., er dette hullet ikke gjennomgående. Det er spalte mellom veggen og det nedfelte innertaket. Figur 26: Hull i toppen av heiskabin (51). 46 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.1.2 Luftskiftet Luftskiftet ble kun målt uten ventilering. Uten ventilering Figur 27 er et resultat av måling med sporgassutstyr. Oppsprangsmetoden ble kun benyttet til å tilføre sporgass inntil jevn konsentrasjon ble oppnådd. Da formålet med målingen var å analysere luftskifte i heiskabinen, er det kun valgt å presentere resultater fra nedsprangsmetoden. Figur 27: Måling av sporgass med nedsprangsmetoden ved KLP, uten sjaktventilering. Figur 27 er et resultat av analyse gjort av sporgassmålingene i ”Age-of-air-calc-v9” og viser at konsentrasjonen av SF6 er ganske jevnt avtagende i heiskabinen. Ved å sammenligne grafen fra figur 27, med figur 20 fra kapitel 3.2.1, ser man at strømningsforholdet i heiskabinen tilsvarer ventilering etter fortrengningsprinsippet. Det fremkommer at konsentrasjonen av SF6 i selve heissjakten er nokså stabil, dette kan man se ved å se på den røde linjen som representerer bakgrunnskonsentrasjonen av SF6, for luft som kommer inn i heiskabinen. 47 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Tabell 7, viser det utregnede luftskiftet på bakgrunn av "tilført" luftmengde i heiskabinen, og kabinens totale volum. Den ”tilførte” luftmengden ble bestemt ved å analysere sporgassmålingene, se kapitel 3.2.1 for nøyaktig fremgangsmåte. Tabell 7: Måledata og beregnet luftskifte. KLP UTEN VENTILERING Romvolum 4,9 m³ Luftskifte 7,5 h-1 Luftmengde 37,1 m³/h Tabell 7 viser at luftskifte i heiskabinen er på 7,5 luftvekslinger per time. 4.1.2 CO2 Resultater knyttet opp til CO2-forholdene i heiskabinen bygger på målinger gjort i aktuell heis. Det er også foretatt beregninger med bakgrunn i teoretisk materiale. Uten ventilering Resultatene i dette kapittelet har sitt grunnlag i målinger utført uten ventilasjon av heissjakten. Målt Figur 28 viser CO2-verdier logget med Q-TRAK. Figur 28: Karbondioksid utvikling i heiskabinen gjennom måleperioden. 48 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 28 viser hvordan konsentrasjonen av karbondioksid utviklet seg gjennom måleperioden. Den blå grafen viser konsentrasjonen målt ved gulv og den røde viser konsentrasjonen øverst i kabinen. Som grafen illustrerer ser man at CO2 konsentrasjonen stiger kraftig, opp til litt over 2000 ppm, før den videre avtar og mot siste halvdel av måleperioden stabiliserer seg rund 1400 ppm. Grunnet tekniske problemer med måleinstrumentet underveis, ble målingene nede ved gulvet kun logget for de 10 første minuttene. Beregnet Figur 29 viser den antatte utviklingen av karbondioksid ved stasjonære forhold. Denne utviklingen baserer seg på ligninger presentert i kapitel 2.7.2 og det er ligning 11 som har blitt grafisk fremstilt. Det er antatt at startkonsentrasjon er lik 450 ppm og skal tilsvare utendørskonsentrasjonen. Beregningen som har ledet frem til figur 29, antar konstant luftmengde, denne ble bestemt etter sporgassmålinger. I dette tilfellet er det antatt maks tillatt belastning av personer i heiskabinen. For denne heismodellen er dette 13 personer. Figur 29: Beregnet CO2-utvikling i heiskabinen. Da utåndet karbondioksid er avhengig av aktivitetsnivå, ble dette vurdert til å være 1,5 met. 49 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Dette ble fastslått til noe høyere enn for en stående avslappet person, da kroppens aktivitetsnivå antageligvis vil stige under en heisstans, se kapitel 2.7.1 for de ulike aktivitetsnivåene. Beregningene viser at ved maksimal personbelastning, vil det ta litt under 8 minutter før yrkeshygienisk grense på 5000 ppm er oppnådd i heiskabinen. Figuren ovenfor viser at stasjonærkonsentrasjonen i kabinen vil være oppimot 8000 ppm. 4.1.3 Temperatur Temperaturutviklingen i heiskabinen er logget med Q-TRAK, dette er gjort med det samme apparat som ble benyttet for å logge CO2-utviklingen. Det er derfor også for dette settet med målinger, kun gjennomført logging av de 10 første minuttene for temperaturutviklingen ved gulvet. Effekttilskuddet i heiskabinen er konstant under hele målingens gang, og består i tilskudd fra 2 personer, 5 termodukker, teknisk benyttet måleutstyr og belysning som er montert i heiskabinen. Uten ventilering Figur 30 viser en grafisk fremstilling av de loggede målinger som er gjennomført for temperaturutviklingen i heiskabinen. Figur 30: Temperaturutviklingen i heiskabin, KLP-Bjørvika, uten sjaktventilasjon. Figur 30, viser en jevn temperaturstigning gjennom hele måleperioden. 50 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Det er knyttet noe usikkerhet til målingene gjort på gulvnivå. Det er unaturlig at temperaturen nede ved gulvet er høyere enn oppe ved taket. Selv om proben tilhørende måleinstrumentet var dekket av pappsylinder. Likevel kan det tyde på at aktuell probe nede ved gulvet har blitt utsatt for ytre påvirkning. Skorsteinseffekt Figur 31 illustrerer skorsteinseffekten gjennom heiskabinen, se vedlegg IX for benyttede ligninger. Grafen er et resultat av beregninger utført i Excel, se kapitel 3.3.1 for fremgangsmetode. Figur 31: Trykkforhold gjennom heiskabin KLP. 4.1.4 Termografering Termografering inne i heiskabinen er utført for å prøve å finne ut hvor luft slipper ut og inn. Overflatene i heisen var av blankpolert rustfritt stål. Dette fører til at stråling fra omgivelsene lett reflekteres og fanges opp av termograferingskameraet, og vil kunne påvirke resultatet. Hvert enkelt bilde som er termografert er presentert med tilhørende kommentarer til aktuelle bilde, se figur 32 og 33. 51 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 32, viser termografering gjort av overgangen mellom den nedfelte himlingen og yttertaket. Man kan se at tak-, og vegg-overflatene reflekterer store deler av varmen fra omgivelsene. Overtaket er i matt hvitmalt utførelse og fremstår som kaldere enn omgivelsene. Dette er naturlig da dette er skillet mellom sjakten og heiskabinen. Sjakten holder 23 °C, mot 30 °C registrert inne av termograferingskamera. Figur 32: Termografering av tak (42). Figur 33, viser termografering gjort av perforeringer i den indre dørkarmen. Dette er et av de punktene der det under målinger av luftskifte i heisen kunne fotograferes at kaldere luft slipper inn i kabinen. Dette var også merkbart ved å ta hånden foran åpningene. Det kan sees at fargespekteret over perforeringene er av mørkere farge, dette indikerer lavere temperatur enn omgivelsene. Dette kan indikere at kaldere luft kommer inn og kjøler ned dette området. Figur 33: Termografering av innerkarm (42). 4.1.5 Infiltrasjonsvarmetap Det effektbehovet som presenteres i figur 34, kommer fra beregninger gjennomført med LBLmodellen, og bygger på infiltrasjonsluftmengden for ventilering av heissjakten. Det presiseres at det er benyttet oppdaterte lokale klimadata for Oslo, både for temperatur og vindhastigheter. For temperatur er det benyttet tilgjengelige timesverdier gjennom et helt år og for vindhastigheter er det benyttet ett snitt av tilgjengelige vindhastigheter over et helt år. Lufttemperaturen i heissjakten har blitt vurdert til 22 °C. 52 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Figur 34: Effektbehovet til oppvarming grunnet infiltrasjon gjennom ventilasjon av heissjakt. Grafen fremstiller det kjøle-/varmebehovet som til en hver tid må dekke infiltrasjon grunnet ventilering av heissjakten. Grafen følger en naturlig svingning gjennom året som også kan relateres til utetemperaturer for aktuell årstid. Dette gir mening da det i vinter og høstmånedene er kaldere ute enn inne og kald luft som kommer inn i bygget må varmes opp for å opprettholde ønsket innetemperatur. Den blå grafen, med tilhørende akse på høyre side, representerer kjølebehovet for bygningen. Det er lagt til grunn at kjøling kun inntreffer ved temperaturer over 26 °C. 4.1.6 Energikostnad Det er foretatt beregninger med bakgrunn i infiltrert luftmengde. Dette for å kunne si noe om hvor stor kostnad som er knyttet til oppvarming av denne luftmengden. Det er også sett på hvor stor andel av byggets totale oppvarmingsbehov den infiltrerte luftmengden representerer. Det er lagt til grunn en energipris på 1,0 kr/kWh ved de gjennomførte beregningene. 53 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Tabell 8, fremstiller energikostnad knyttet til både oppvarming og til kjøling. Vi ser at energi som medgår til kjøling er minimal i forhold til behovet for oppvarming. For KLP utgjør oppvarming og kjøling grunnet infiltrasjon/eksfiltrasjon, en energikostnad på 56 310 NOK for samtlige 9 heiser. Tabell 8 er satt opp på bakgrunn av metode gjengitt i kapitel 3.3.1. Tabell 8: Energi og kostnad, grunnet oppvarming og kjøling. Effektbehov oppvarming 56 290 kWh Effektbehov kjøling 21 kWh Totalt effektbehov 56 310 kWh Kostnad 56 310 Kr I tabell 9 er det gjennomført en beregning for å kunne si noe om hvor stor andel av byggets totale energikostnad som er knyttet til oppvarming. De tall som er lagt til grunn for spesifikk energibruk, er hentet fra ENOVA, og er de siste tilgjengelige tall. Se oppgavens teoridel 2.6.4, for ytterligere informasjon. Tabell 9: Viser grunnlaget for utregning. Tall fra ENOVA (kontorbygg) 215,0 kWh/m² Tall fra ENOVA (store boligbygg) 164,0 kWh/m² Oppvarmet areal kontor 25 800,0 m² Oppvarmet areal bolig 12 000,0 m² Strømpris 1,0 Kr/kWh Byggets beregnede energikostnad Beregnede kostnader heisventilasjon Prosentvis potensiell besparelse 7 515 000,0 kr 56 310 kr 0,7 % Figur 35: Prosentvis besparelse av total. Fra tabell 9 ser man at for KLP-Bjørvika, utgjør energikostnaden til oppvarming av infiltrert luft grunnet heisventilering ikke mer enn 0,7 % av den totale energikostnaden. Dette er en liten andel av oppvarmingsbehovet, men utgjør likevel en kostnad på i overkant av 56 000 NOK per år. Sammenlignes energikostnaden grunnet infiltrasjon beregnet etter krav fra TEK10 (se teorikapittel 2.1.2) og beregninger gjort etter LBL-modellen (se kapittel 2.6.2), vil dette være tilnærmet likt. Dette er også presentert i figur 36, med energiforbruk i kWh på venstreaksen, og kostnader på høyreaksen. 54 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Beregninger etter TEK10 tar utgangspunkt i konstant luftmengde, og LBL-modellen legger variabel infiltrasjonsluftmengde til grunn. Det er i denne utregningen kun tatt hensyn til behovet for oppvarming. Figur 36: Energikostnad knyttet til oppvarming etter TEK10 og LBL-modellen. Figur 36 viser energiforbruket som følge av infiltrasjon, denne er beregnet etter TEK10 og LBLmodellen. 55 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold De fremkomne resultater kommer fra målinger utført 03.03.2015, samt gjennomførte beregninger. Der dette har vært hensiktsmessig, er det gjennomført beregninger på bakgrunn av måleresultater. 4.2.1 Bilder fra befaring/måling Herunder presenteres et utvalg relevante bilder, som vil gi innsikt i valgte løsninger for ventilering av heis og heissjakt ved den nye sentralsykehuset i Østfold. TV: Figur 37 viser ventilasjonen av heissjakten besørges av et hull med diameter 350 mm, gjennom dekket og opp over tak ut i egnet ventilasjonshatt TH: Under målinger uten ventilering av heissjakt, se figur 38, ble hullet til ventilasjon midlertidig stengt, dette gjaldt også utsparinger mellom sjaktene. Figur 37: Hull i dekket (51). Figur 38: Lukket hull (51). Utsnitt fra detaljtegning, for aktuell heis. Inntegnet på detaljen, kan man se utsparingen for ventilasjon av heissjakten. Målet på utsparingen er som figur 39 viser, 350 mm i diameter. Det samme hullet kan sees i praksis på figur 37. Figur 39: Utsnitt av detaljtegninger fra COWI. TV: Figur 40 viser utstanset hull i toppen av heiskabinen. Hullet måler 150 mm i diameter. Da det er montert nedfelt innertak i kabinen til belysning ol, er dette hullet ikke gjennomgående. Det er spalte mellom veggen og det nedfelte innertaket. TH: Det utstansede hullet er også å finne igjen i brosjyren tilhørende gjeldende heismaskin, se figur 41. Figur 40: Ventilering av kabin (51). Figur 41: Utsnitt fra brosjyre (19). 56 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.1 Luftskiftet I dette underkapittelet vil resultater fra sporgassmålingene presenteres. Det vil kun presenteres resultater gjennomført etter nedsprangsmetoden. Oppsprangsmetoden ble kun benyttet til å tilføre heiskabinen den mengde sporgass som var nødvendig, frem til jevn konsentrasjon ble oppnådd. Uten ventilering Figur 42 er et resultat av analyse gjennomført av de innsamlede sporgassmålingene i Exceldokumentet ”Age-of-aircalc-v9”. Resultatet viser at konsentrasjonen av SF6 jevnt følger den ideelle kurven for omrøringsventilasjon. Bakgrunnskonsentrasjon av sporgass, målt i sjakten, er meget lav under hele forsøket. Figuren viser at konsentrasjonen av sporgass og bakgrunnskonsentrasjonen ved forsøkets slutt, er sammenfallende. Figur 42: Måling av sporgass med nedsprangsmetoden for NØS, uten sjaktventilering. Ved å sammenligne figur 42 med figur 20, som er presentert i kapitel 3.2.1, ser man at i begynnelsen av målingen er strømningsforholdet lik et forløpet tett oppunder omrøringsventilasjon. Men ved å se på helheten er strømningsforholdet i kabinen relativt lik den ideelle strømningen for fullstendig omrøring. 57 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Tabell 10, viser det utregnede luftskifte på bakgrunn av "tilført" luftmengde i heiskabinen, og kabinens totale volum. Den ”tilførte” luftmengden ble bestemt ved å analysere sporgassmålingene, se kapitel 3.2.1 for nøyaktig fremgangsmåte. Tabell 10: Måledata og beregnet luftskifte. NØS Romvolum Luftskifte Luftmengde UTEN VENTILERING 10,2 m³ 7,5 h-1 76,3 m³/h Man ser av utregninger basert på sporgassmåling presentert i tabell 10, at det totale luftskifte i heiskabinen er på 7,5 luftvekslinger per time. Med ventilering Figur 43 viser målinger med ventilering av heissjakten. Figur 43: Måling av sporgass med nedsprangsmetoden NØS, med sjaktventilering. Figur 43, illustrerer konsentrasjonsforløpet av sporgass i heiskabinen gjennom forsøket. Figuren viser at den gule og grønne linjen, representerer målinger gjennomført inne i kabinen, ved henholdsvis gulv og tak, begynner over det ideelle forløpet, og videre ender opp under. Etter sammenligning med figur 20, fra kapittel 3.2.1, kan dette tyde på stempelstrømning inne i heiskabinen. 58 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Den røde linjen viser sporgasskonsentrasjonen i heissjakten (bakgrunnskonsentrasjonen), denne er tilnærmet lik null gjennom hele forsøket. Dette er naturlig da det ikke var benyttet sporgass i den aktuelle sjakten før forsøket tiltok. Tabell 11, viser det utregnede luftskifte på bakgrunn av "tilført" luftmengde i heiskabinen, og kabinens totale volum. Den ”tilførte” luftmengden ble bestemt ved å analysere sporgassmålingene, se kapitel 3.2.1 for nøyaktig fremgangsmåte. Tabell 11: Måledata og beregnet luftskifte. NØS Romvolum Luftskifte Luftmengde MED VENTILERING 10,2 m³ 5,9 h-1 60,1 m³/h Tabell 11, viser at det totale luftskifte i heisen er på 5,9 luftvekslinger per time. 59 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.2 CO2 Resultater knyttet opp til CO2-forholdene i heiskabinen bygger på målinger gjort i aktuell heis. Det er også foretatt beregninger med bakgrunn i teoretisk materiale, for å kunne analysere utviklingen av karbondioksid over tid og med maksimal personbelastning. Uten ventilering De resultater som her fremkommer, er fra målinger utført uten ventilering av heissjakten. Andre åpninger mellom tilstøtende heissjakter er også tettet igjen, for å hindre påvirkning utenifra. Målt Under fremstilles det målte karbondioksidnivået, logget med måleinstrumentet Q-TRAK. Figur 44: Konsentrasjonsutvikling av karbondioksid i heissjakten, uten ventilering. Figur 44 fremstiller konsentrasjonsutviklingen av karbondioksid i heiskabinen gjennom måleperioden. Den blå grafen viser konsentrasjonen målt ved gulv og den røde viser konsentrasjonen målt ved kabinens tak. Grafen illustrerer at utviklingen av CO2-konsentrasjonen i kabinen øker noe i starten av forsøket, før den når et maksimum og gradvis avtar. Etter en time ut i forsøket, ser det ut til at konsentrasjonen delvis stabiliserer seg og varer ut måleperioden. 60 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Beregnet Figuren under viser den antatte utviklingen av karbondioksid ved stasjonære forhold. Denne utviklingen baserer seg på ligninger presentert i kapitel 2.7.2 og det er ligning 11 som har blitt grafisk fremstilt. Det er antatt at startkonsentrasjon er lik 450 ppm og skal tilsvare utendørskonsentrasjonen. Beregningen som har ledet frem til figur 45, antar konstant luftmengde. Luftmengden ble bestemt etter målinger gjennomført med sporgass. I dette tilfellet er det benyttet heisens maksimale kapasitet på 33 personer benyttet. Figur 45: Beregnet utvikling av CO2 i heiskabinen, uten ventilering av heissjakten. Utåndet karbondioksid er avhengig av aktivitetsnivå. Dette ble antatt å være 1,5 met. Aktivitetsnivået er vurdert noe høyere enn for en stående avslappet person, da kroppens aktivitetsnivå antageligvis vil stige under en heisstans. Beregningene viser at ved maksimal belastning, vil det ta litt over 5 minutter før yrkeshygienisk grense på 5000 ppm oppnås. Figur 45, viser at stasjonærkonsentrasjonen i kabinen vil være nesten 10 000 ppm. 61 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Denne beregningen viser at det ikke vil være fare for helse med tanke på konsentrasjon av karbondioksid i heiskabinen, men ubehag vil inntreffe ved 10 000 ppm. I teoridelens kapittel 2.7.3 er det beskrevet hvilke CO2-konsentrasjoner som vil være forbundet med helsefare. Med ventilering De resultater som fremkommer i dette underkapittelet, kommer fra målinger utført med ventilasjon av heissjakten. Andre åpninger mellom tilstøtende heissjakter er også åpne. Målt Figur 46 fremstiller verdiene for karbondioksidnivået gjennom måleperioden. Målingene er logget med Q-TRAK og det ble logget hvert femte sekund. Figur 46: Utviklingen av karbondioksid i heiskabinen med ventilering av heissjakten. Den blå grafen viser konsentrasjonen målt ved gulv og den røde viser konsentrasjonen målt ved kabinens tak. Grafen viser at CO2-konsentrasjonen i heiskabinen øker noe i starten av forsøket. For konsentrasjonen ved gulvet er denne økningen noe større enn oppe ved taket, før den når et maksimum og gradvis avtar. Etter en time ut i forsøket, ser det ut til at konsentrasjonen delvis stabiliserer seg, noe som varer ut måleperioden. De to grafene følger hverandre omtrent identisk gjennom måleperioden, men fra halvgått periode, ser man at grafene møtes, og mot slutten av perioden sammenfaller måleverdiene. 62 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Beregnet Figur 47 viser den antatte utviklingen av karbondioksid ved stasjonære forhold. Som nevnt under 4.2.2 er det de samme kriterier som ligger til grunn her (konstant luftmengde og maksimal personbelastning på 33 personer). Figur 47: Beregnet utvikling av CO2 i heiskabinen, med ventilering av heissjakten. For tilsvarende beregninger gjort for CO2 uten ventilering, er det de samme kriteriene som er lagt til grunn ved valg av metabolisme (1,5 Met), og startkonsentrasjon (450 ppm). Beregningene viser at ved maksimal belastning, vil det ta cirka 5 minutter før yrkeshygienisk grense på 5000 ppm oppnås. Figur 47, viser at stasjonærkonsentrasjonen i kabinen vil være omtrent 12 000 ppm. Denne beregningen viser at det ikke vil være fare for helse med tanke på konsentrasjon av karbondioksid i heiskabinen. I teoridelens kapittel 2.7.3 er det beskrevet hvilke CO2konsentrasjoner som vil være forbundet med helsefare. 63 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.3 Temperatur Temperaturutviklingen i heiskabinen er logget med måleinstrumentet Q-TRAK, dette er gjort med det samme måleinstrument som ble benyttet for å logge CO2-utviklingen. Effekttilskuddet i heiskabinen er konstant under hele målingens gang, og består i tilskudd fra 2 personer, 8 termodukker, teknisk benyttet måleutstyr og belysning som er monter i heiskabinen. Uten ventilering De resultater som fremkommer i dette underkapittelet har sitt grunnlag i målinger utført uten ventilasjon av heissjakten. Målt Under presenteres en grafisk fremstilling av de loggede målinger som er gjennomført for temperaturutviklingen i heiskabinen. Figur 48: Temperaturutviklingen i heiskabin, sykehuset i Østfold, uten sjaktventilasjon. Man ser av figur 48 at temperaturen stiger jevnt under hele forsøket, men med en noe svakere tendens den siste halvtimen. De siste ti minuttene gjør temperaturen ved taket et hopp, dette kan skyldes økt aktivitet fra personene i heisen i forbindelse med avslutning av forsøket. Starttemperaturen ligger tett oppimot 26, °C for henholdsvis, nede ved gulvet og oppe ved taket. 64 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Med ventilering De resultater som fremkommer i dette underkapittelet har sitt grunnlag i målinger utført med ventilasjon av heissjakten. Målt Under presenteres en grafisk fremstilling av de loggede målinger som er gjennomført for temperaturutviklingen i heiskabinen. Figur 49: Temperaturutviklingen i heiskabin, sykehuset i Østfold med sjaktventilasjon. Grafen ovenfor viser en jevn temperaturstigning gjennom hele måleperioden. Den røde grafen viser utviklingen nederst i kabinen og denne stabiliserer seg etter cirka 45 minutter på cirka 26 °C. Ved å se på den blå grafen, ser man at temperaturstigningen øverst i kabinen ikke stabiliserer seg gjennom måleperioden, men at den etter 100 minutter er cirka 31 °C. 65 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.4 Skorsteinseffekt Figur 50 illustrerer skorsteinseffekten gjennom heiskabinen, se vedlegg IX for benyttede ligninger. Grafen er et resultat av beregninger utført i Excel, se kapitel 3.3 for fremgangsmetode. Den grønne linjen viser skorsteinseffekten med ventilering av heissjakt og den blå linjen viser uten ventilering. Figur 50: Trykkforhold gjennom heiskabin, nye Østfold sentralsykehus. 66 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.5 Termografering Figur 51 viser termografering gjort av overgangen mellom yttertak og innertak. Termograferingen er gjort fra heiskabinens innside. Figur 51: Termografering av tak (42). Figur 52 viser termografering gjort av innvendige dørkarm i heiskabinen. Det viser tydelig at temperaturen utenfor perforeringen av karmen er lavere enn inne i selve kabinen. Dette ble også observert under målingene gjort i kabinen, da det vet å bevege hånden foran perforeringene kunne merkes "kald trekk". Figur 52: Termografering av innerkarm (42). Figur 53 viser termografering, gjort rett mot taket, av utsparingen øverst i heissjakten. Det syntes tydelige temperaturforskjeller mellom taket på luftehatten og betongdekket. Figur 53: Termografering av utsparing (42). 67 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.6 Infiltrasjonsvarmetap Det effektbehovet som under presenteres i figur 54, er resultatet av beregninger gjennomført med LBL-modellen, og bygger på infiltrasjonsluftmengden for ventilering av heissjakten. I beregningene har det blitt benyttet oppdatert lokal klimadata for Rygge både for temperatur og for vindbelastningen. For temperatur er det benyttet tilgjengelige timesverdier gjennom et helt år, mens det for vindbelastning er benyttet ett snitt av tilgjengelige vindhastigheter over et helt år. Lufttemperaturen i heissjakten har blitt vurdert til 22 °C. Figur 54: Effektbehovet til oppvarming grunnet infiltrasjon gjennom ventilasjon av heissjakt. Figur 54 fremstiller det varmebehovet som til en hver tid må dekke infiltrasjon grunnet ventilering av heissjakten. Grafen følger en naturlig svingning gjennom året som også kan relateres til aktuelle utetemperaturer for den gjeldende årstid. Dette gir mening da det i vinter og høstmånedene er kaldere ute enn inne og kald luft som kommer inn i bygget må varmes opp for å opprettholde ønsket innetemperatur. Den blå grafen, med tilhørende akse på høyre side, representerer kjølebehovet for bygningen. Det er lagt til grunn at kjøling kun inntreffer ved temperaturer over 26 °C. 68 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 4.2.7 Energikostnad Det er foretatt beregninger med bakgrunn i infiltrert luftmengde. Dette for å kunne si noe om hvor stor kostnad som er knyttet til oppvarming av denne luftmengden. Det er også sett på hvor stor andel av byggets totale oppvarmingsbehov den infiltrerte luftmengden representerer. Tabell 13 er satt opp på bakgrunn av metode gjengitt i kapitel 3.3.1. Tabell 12: Energi og kostnad, grunnet oppvarming og kjøling. Effektbehov oppvarming Effektbehov kjøling Totalt effektbehov Kostnad 487 194 27 487 221 487 221 kWh kWh kWh kr Det er lagt til grunn en energipris på 1,0 kr/kWh ved de gjennomførte beregningene. Tabell 13, fremstiller både energikostnad knyttet til oppvarming og til kjøling, man ser at energi som går med til kjøling nærmest er lik null. For det nye sentralsykehuset i Østfold utgjør oppvarming og kjøling grunnet infiltrasjon, en energikostnad på 487 221 NOK for samtlige 21 heiser. Tabell 13: Viser grunnlaget fore utregning. Tall fra prosjektering, fra COWI Oppvarmet areal Strømpris 318,0 kWh/m² 64 773,0 m² 1,0 Kr/kWh Byggets beregnede energikostnad Beregnede kostnader heisventilasjon 20 597 814,0 kr 482 471 kr Prosentvis potensiell besparelse 2,3 % Figur 55: Synliggjør prosentvis besparelse. Tabell 14 viser samlede energikostnader til oppvarming av infiltrasjon, grunnet ventilering av heissjakt. Dette utgjør 2,3 % av det totale oppvarmingsbehovet. Dette er en liten andel av den totale energikostnaden, men utgjør likevel en kostnad på 482 471 NOK per år. Sammenlignes energikostnadene grunnet infiltrasjon beregnet etter krav fra TEK10 (se oppgavens teorikapittel 2.1.2) og beregninger gjort etter LBL-modellen, se kapittel 2.6.2, ser man at 69 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 beregninger gjort med LBL-modellen er høyere. Dette er også presentert i figur 56, med energiforbruk i kWh på venstreaksen, og kostnader på høyreaksen. Figur 56: Energikostnad knyttet til oppvarming etter TEK10 og LBL-modellen. Figur 56 viser at energibruken beregnet etter LBL-modellen er det dobbelte av beregningen gjort etter ventilasjonskrav fra TEK10. Beregninger etter TEK10 tar utgangspunkt i konstant luftmengde, og LBL-modellen legger variabel infiltrasjonsluftmengde til grunn. Det er i denne utregningen kun tatt hensyn til behovet for oppvarming. 70 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 5 Diskusjon Målinger i aktuelle heiser er ikke gjennomført med maksimal personbelastning, da dette hadde ført til praktiske og etiske utfordringer. Heisene har vært utsatt for en personbelastning som nevnt i kapittel 4.1.3 og 4.2.3. 5.1 KLP-bygget For KLP-bygget er målinger kun utført uten ventilering av sjakten. Vi har likevel valgt å se på det som en representativ måling, da formålet med oppgaven var å se om ventilering av heissjakt er en nødvendighet, for å sikre tilstrekkelig frisklufttilførsel i heiskabinen ved stans. Da det er gjennomført forsøk uten ventilering av heissjakt for begge bygg, blir de gjennomførte målinger likevel sett på som representative og danner et grunnlag for sammenligning. Benyttes dimensjoneringstabell fra TEK10 §13-3, for hvor stort areal en stående person opptar (se oppgavens kapittel 2.1.2,) vil dette gi en maksimal personbelastning på 7 stykker. Det er ut ifra dette lite sannsynlig at heisen vil oppnå den påstemplede personbelastning på 13 stykker. Heisens påstemplede kapasitet er beregnet etter heisens løftekapasitet som følger NS-EN 81-2, kapittel 8.2.3, se kapittel 2.1.5. Luftskifte Studeres luftskifte i heiskabinen, fremkommer det at dette, for KLP-Bjørvika, ligger på 7,5 luftvekslinger per time. Grunnlaget for dette er utfyllende presentert under kapittel 4.1.2. 7,5 luftvekslinger per time, tilsvarer en ventilasjonsluftmengde på 37,08 m³/h. Etter NS-EN 81-20 skal åpninger øverst i heiskabinen utgjør minst 1 % av tilgjengelig vognareal, utførte befaring viser at dette utgjør 0,8 %, se figur 26 i resultatkapitelet 4.1.1. Fra kapittel 2.7.3 ligning 14, kommer det frem at en person, ved 1,5 Met har behov for 0,57 m³/h friskluft, se figur 13, for en fremstilling av hvordan luftbehovet endrer seg ved ulik metabolisme. Det er valgt å benytte en metabolisme på 1,5, noe som er over det vanlige for en stående person. Det antas at det er representativt da stressnivå mest sannsynlig vil øke ved en heisstans, se kapitel 2.7.4. For denne heisen er maksimal personbelastning 13. Dette vil ved en multiplikasjon med 0,57 m³/h tilsvare et totalt friskluftbehov på 7,4 m³/h. På bakgrunn av dette er det ikke er fare for liv og helse med tanke på tilgjengeligheten av friskluft. 71 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Studeres behovet for friskluft, for å sikre tilstrekkelig O2-innhold i luften, ser vi av kapittel 2.7.3 at dette må tilsvarer 0,36 m³/h per person. Multipliseres dette opp med maksimal kapasitet for heisen, vil dette utgjøre et behov for friskluft på 4,68 m³/h. Dette behovet for friskluft er lavere enn det beregnede behovet på bakgrunn av metabolisme (7,4 m³/h). Tas det utgangspunkt i det høyeste friskluftbehovet vil dette dekkes av den tilgjengelige luftmengden i heiskabinen. Luftskifte med hensyn på O2-innholdet i luften, tilsvarer 12,6 % av den tilgjengelige målte luftmengden. Temperatur Ved å se på temperaturutviklingen i heiskabinen, er det tydelig at det er noe som ikke stemmer overens med det som kan forventes. Figur 30 viser at temperaturen ved gulvet er høyere enn oppe ved taket, de første ti minuttene av måleperioden. Dette virker usannsynlig da varm luft stiger og temperaturen kunne forventes å være høyest oppe ved taket. Dette kan skyldes at måleproben har ligget for nære en av termodukkene, eller at instrumentet ikke har vært tilstrekkelig akklimatisert til omgivelsene før målingene begynte. Av de fremkomne resultater har temperaturen jevnt gjennom hele måleperioden en stigende tendens. Starttemperaturen er litt under 25 °C, og sluttemperaturen ved endt måleperiode er like under 35 °C. Det er å forvente en forholdsvis høy temperaturøkning, da varmetilskuddet fra individer i kabinen vil være stort ved maksimal kapasitet. Effekttilskuddet vil være som nevnt i kapitel 2.7.1, 100-120 W/person avhengig av metabolisme. De målte temperaturer vil gi drivtrykk gjennom heiskabinen, som illustrert i figur 31. Benyttes de målte temperaturer sammen med varmeindeksen fra kapittel 2.7.4, vil det først være stor fare for heteslag dersom luftfuktigheten kommer opp i 70 %. De gjennomførte målingene er gjort med kun to personer i heisen, noe som gav en luftfuktighet på 23,8 %, se vedlegg XI. Dette kan antas å bli noe høyere ved maksimal personbelastning. Det er ikke foretatt beregninger med hensyn på utvikling av luftfuktighet. Det er også viktig å være klar over at luftfuktigheten naturlig vil variere med årstidene, fra under 20 % til over 60 %. Det er ikke foretatt beregninger med hensyn på utvikling av luftfuktighet. Varmeindeksen forteller hvordan luftfuktighet og lufttemperatur sammen påvirker kroppen. Ser man på denne, er det først ved 40 % luftfuktighet og temperaturer opp mot 42 °C at det kan være helsefarlig. 72 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 CO2 Ved å se på den målte CO2-konsentrasjonen i heiskabinen, kommer det frem av målingene at mengden CO2 synker utover i måleperioden. Det kan se ut som at stasjonære forhold oppnås etter cirka 40 minutter, på rundt 1400-1500 ppm. Dette er under den yrkeshygieniske grensen på 5000 ppm, men over krav etter TEK10. Ved å sammenligne figur 28 og 30 fra resultater, virker det som at tilluftsmengden i kabinen øker, med økt temperatur. Dette kan også forklares ved å se på betingelsene for skorsteinseffekten, se kapittel 2.6.5. Med økt luftskifte som et resultat av økt temperatur, er det også rimelig at CO2-konsentrasjonen i kabinen avtar, når tilskuddet av CO2 er konstant. Dette sammenfaller også med uttalelse fra Morten Karlsen i Euroheis: “personer i heiskabinen vil skape varmeutvikling, dette vil føre til økt luftskifte”, se vedlegg IV. Den beregnede CO2-konsentrasjonen tar utgangspunkt i maksimal personbelastning og viser at denne ikke vil overskride 8000 ppm, gitt at den målte luftmengden fra gjennomførte sporgassmålinger er konstant. Likevel ser man fra figuren at yrkeshygienisk grense vil overskrides etter cirka 7 minutter. Sammenlignes den beregnede CO2-konsentrasjonen med tabell 4 fra teorikapittelet, vil bevisstløshet inntreffe innen korttid, først når konsentrasjonen er høyere enn 100 000 ppm. Energi Det er knyttet en kostnad til å dekke oppvarming grunnet infiltrasjon. Det er gjennomført kostnadsberegninger på bakgrunn av den utregnede luftmengden ventilering av heissjakten utgjør over året. For KLP-Bjørvika vil denne kostnaden beløpe seg til underkant av 56 000 NOK, for oppvarming grunnet naturlig ventilasjon av heissjakten, dette etter beregninger gjennomført med LBLmodellen. Det er også blitt foretatt beregninger etter krav fra TEK10, om at en heissjakt må ventileres med minimum 8,5 (l/s)/m²- sjaktareal. Denne metoden legger til grunn at luftmengden er konstant gjennom året og gir en energibesparelse tilsvarende omtrent 52 000 NOK. Figur 36 sammenligner de to beregningsmetodene og viser at variabel luftmengde, har stor påvirkning. LBL-modellen vil gi en mer nøyaktig beregning, sammenlignet med beregninger gjort 73 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 etter krav fra TEK10. Dette da LBL-modellen tar høyde for lokale variasjoner hva gjelder temperatur, skjerming, vinbelastning og byggets utforming, se teorikapittel 2.6.2. Med tall fra ENOVA, om spesifikk energibruk, vil infiltrasjonen grunnet ventilering av heissjakten stå for cirka 0,7 % av byggets totale energikostnad. Det forutsettes at tall tilgjengelige fra ENOVA er representative for KLP-bygget. Det er valgt å se bort ifra kostnader knyttet til kjøling grunnet eksfiltrasjon, da dette utgjør en neglisjerbar andel av kostnaden, se figur 34. Per 18.03.2015 var sjakt-ventileringen avstengt med spjeld, se figur 24. Etter krav fra NS-EN 81-2 og NS-EN 81-20 er det krav til ventilering av heissjakt. Dermed er det for KLP-bygget ingen kostnadsbesparelse å hente, da det per tid ikke er ventilering av sjakten. 74 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 5.2 Det nye sentralsykehuset i Østfold For det nye Østfold sentralsykehus ble det gjennomført målinger med og uten ventilering av heissjakten, for å se hvilken betydning ventilasjon mot det fri har, på luftskifte i heiskabinen. Målinger i aktuell heis er ikke gjennomført med maksimal personbelastning, da dette hadde ført til praktiske og etiske problemer, heisen har vært utsatt for en belastning som nevnt i kapittel 4.2.3. Benyttes dimensjoneringstabell fra TEK10 §13-3, for hvor stort areal en stående person opptar (se oppgavens kapittel 2.1.2,) vil dette gi en maksimal personbelastning på 16 stykker. Det er ut ifra dette lite sannsynlig at heisen vil oppnå en personbelastning på 33 stykker. Heisens påstemplede kapasitet er beregnet etter heisens løftekapasitet som følger NS-EN 81-2, kapittel 8.2.3, se kapittel 2.1.5. Luftskifte Ved å se på luftskifte i heiskabinen, fremkommer det etter gjennomførte sporgassmålinger at dette er på 5,9 og 7,5 luftomsetninger per time, for henholdsvis med og uten ventilering av heissjakten. Grunnlaget for det fremkomne luftskifte, er utfyllende presentert under kapittel 3.2.1. Dette tilsvarer en ventilasjonsluftmengde på 60,1 m³/h for situasjonen med ventilering, og 76,3 m³/h uten ventilering av sjakten. Etter NS-EN 81-20 skal åpninger øverst i heiskabinen utgjøre 1 % av tilgjengelig vognareal, utførte befaring viser at dette utgjør 0,4 %, se figur 40 i resultatkapitelet. Det er her merkverdig at det er et lavere luftskifte for det forsøk som er gjennomført med ventilering av sjakten. En differanse i luftskifte ville forventes, da en skulle tro at naturlige drivkrefter i sjakten ville være med å påvirke luftskifte inne i heiskabinen. Dette var ikke tilfelle og luftskifte er lavere med ventilering av sjakten. En mulig forklaring på dette kan skyldes temperaturforholdene inne i heiskabinen, samt temperaturen i heissjakten. Forsøket med ventilering av sjakten ble gjennomført først. Etter endt forsøk med ventilering av sjakten, ble heisen kjørt opp og ned for å “luftes”, samt at ventilasjonen mot det fri ble tettet igjen, sammen med åpninger mot tilstøtende sjakter se figur 38. Deretter ble målinger uten ventilasjon av sjakten gjennomført. Dette vises i figur 49, for målinger gjennomført med ventilering, og figur 48, for målinger gjennomført uten ventilering av heissjakten, at starttemperaturen i heiskabinen er høyere for tilfellet uten ventilasjon. 75 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Sammenlignes dette med beregninger gjort for skorsteinseffekten inne i heiskabinen, se figur 50, viser det at drivtrykket i kabinen er høyere i tilfellet med høyest startemperatur. Dette gir mening og er med på å bygge oppunder det at luftskifte faktisk er høyere for tilfellet uten ventilering av sjakten. Dette grunnet høyere temperatur inne i kabinen, og som en følge av dette også høyere skorsteinseffekt og luftskifte. Det er også for dette tilfellet lagt til grunn et aktivitetsnivå på 1,5 Met ved utregning av friskluftbehovet. Fra kapittel 2.7.3 ligning 14, ser vi at et menneske har behov for 0,57 m³/h friskluft ved dette aktivitetsnivået, se figur 13. Aktuell heis har en maksimal kapasitet på 33 personer. Ved å multiplisere dette med friskluftbehovet på bakgrunn av aktivitetsnivå, vil det ved maksimal personbelastning tilsvare et friskluftbehov på 18,8 m³/h. Legges de overnevnte verdiene for faktisk tilgjengelig luftmengde til grunn, er det ut ifra dette ingen fare for liv eller helse, med tanke på tilgjengeligheten av friskluft. Studeres behovet for friskluft, for å unngå for lavt innhold av O2-nivået i luften, er det behov for en tilført luftmengde på 0,36 m³/h per person, se teorikapittel 2.7.3. Multipliseres dette opp med maksimal personbelastning som er 33 for heiskabinen, vil dette utgjøre 11,9 m³/h. Denne luftmengden utgjør henholdsvis 15,6 % uten-, og 19,8 % med ventilering, av den totale tilgjengelige friskluftmengden. Temperatur Ved å sammenligne de målte temperaturene i heiskabinen, kommer det frem at startemperaturen er 26 °C uten ventilering og litt over 22 °C med ventilering av sjakten. Sluttemperaturen uten ventilering ligger på 32 °C, og med ventilering på cirka 31 °C. Fra figur 48 og 49, ser man at temperaturene øverst i heiskabinen er jevnt stigende. De målte temperaturene baserer seg på et varmetilskudd som tilsvarer en tredjedel av maksimal personbelastning for kabinen, se kapitel 4.2.3, for aktuell belastning under gjennomførte målinger. På bakgrunn av dette vil det være naturlig å anta at den faktiske temperaturen vil være noe høyere dersom heisens ble utsatt for maksimal kapasitet. Settes de målte sluttemperaturene i sammenheng med målt luftfuktighet i kabinen, se vedlegg XI, kan dette benyttes sammen med varmeindeksen fra kapitel 2.7.4. 76 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Varmeindeksen forteller hvordan luftfuktighet og lufttemperatur påvirker kroppen. Det er først ved 40 % luftfuktighet og lufttemperaturer opp mot 42 °C at det kan begynne å bli helseskadelig. Benyttes de målte maksimal-temperaturer sammen med varmeindeksen, vil det være stor fare for heteslag dersom luftfuktigheten kommer opp i 90 %. De gjennomførte målingene er gjort med kun to personer i heisen, dette tilsvarte en gjennomsnittlig luftfuktighet på 26,1 %, se vedlegg XI. Dette må antas å bli noe høyere ved maksimal kapasitetsbelastning. Det er også viktig å merke seg at luftfuktigheten vil variere gjennom året, fra under 20 % til over 60 %. Det er ikke foretatt beregninger med hensyn på utvikling av luftfuktighet. CO2 De målte CO2-konsentrasjonene i heiskabinen er betydelig avtagende for henholdsvis med og uten ventilering av heissjakten. Dette kommer tydelig frem ved å se på figur 44 og 46. Med ventilering av sjakten var startkonsentrasjonen på litt over 500 ppm, nede ved gulvet, noe som tilnærmet sammenfaller med utekonsentrasjonen på 450 ppm. Startkonsentrasjonen målt oppe ved taket var vesentlig høyere (like under 1000 ppm), dette skyldes mest sannsynlig at konsentrasjonen har bygget seg opp over tid, samtidig som utstyr ble montert og klargjort for bruk. For målinger gjort ved gulv og tak, lå maksimal konsentrasjon innenfor 1100-1200 ppm, før konsentrasjonsnivået stabiliserte seg på litt under 1000 ppm. Uten ventilering av sjakten ligger startkonsentrasjonen for målinger gjort ved gulv og oppe under tak, på omtrent det samme, omtrent 1000 ppm. En forklaring på at startkonsentrasjonen er høyere enn ved forsøket gjennomført med ventilering av sjakten, kan begrunnes med samme grunn som den økte startemperaturen. Heisen er kun kjørt opp og ned for å “luftes”, noe som åpenbart ikke har vært tilstrekkelig for å oppnå identiske startforhold. CO2-utviklingen uten ventilering, er av samme karakteristikk som for den med ventilering. Konsentrasjonen øker i løpet av den første halvtimen, før den etter 40 minutter avtar og stabiliserer seg i underkant av 1000 ppm etter cirka 70 minutter. Den beregnede CO2-konsentrasjonen, uten ventilering, fra figur 45, viser at den yrkeshygieniske grensen på 5000 ppm oppnås etter 5 minutter. Fra figuren kommer det fram at stasjonærkonsentrasjonen vil ligge like under 10 000 ppm uten sjaktventilering. Med sjaktventilering, se figur 47, vil stasjonærkonsentrasjonen komme opp mot 12 000 ppm. 77 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Sammenlignes denne verdien med tabell 4, vil det kunne gi plager som dypere pust og subjektivt ubehag over langtidsopphold. Den beregnede CO2-konsentrasjonen baserer seg på maksimal antall personer og med et aktivitetsnivå tilsvarende 1,5 Met. Sammenlignes den beregnede stasjonærkonsentrasjonen med tabell 4, kommer det frem at det først ved konsentrasjoner større enn 100 000 ppm er fare for liv og helse. Ser man på figur 44 og 48 fra oppgavens resultatkapittel, er det tydelig at luftmengden i heiskabinen stiger når temperaturen øker. Et resultat av dette er at CO2-konsentrasjonen avtar, se figur 44. Dette stemmer også med uttalelsen til Morten Karlsen fra Euroheis: “Personer i heiskabinen vil skape varmeutvikling, dette vil føre til økt luftskifte”, se vedlegg IV. Dette kan også forsvares matematisk, ved å se på skorsteinseffekten gjennom heiskabinen. Dette ser vi fra figur 50, der skorsteinseffekten for tilfelle gjennomført uten ventilering er vesentlig høyere enn med ventilering. Energi For beregning av energikostnad grunnet ventilering av heissjakten, er infiltrert luftmengde lagt til grunn, beregnet etter LBL-modellen og TEK10. Det er knyttet en kostnad opp mot å dekke oppvarming grunnet denne infiltrasjonen. Det er gjennomført energiberegninger med grunnlag i den luftmengden ventileringen av heissjakten utgjør over året. For det nye Sentralsykehuset vil denne kostnaden beløpe seg til omtrent 490 000 NOK, beregnet etter LBL-modellen. Med tilgjengelige tall fra energiberegner utført i forbindelse med prosjektering av det nye sentralsykehuset, se vedlegg X, vil kostnaden grunnet ventilering av heissjakt utgjøre cirka 2,3 % av byggets totale energiutgifter. Gitt at antatt energikostnad på 1,0 kr/kWh og beregnet luftmengde er korrekt. Beregninger gjort etter ventilasjonskrav fra TEK10, antar konstant tilført luftmengde (8,5 (l/s)/m²) gjennom året og tilsvarer en kostnad på i underkant av 250 000 NOK. Figur 56 sammenligner de to beregningsmetodene og viser at variabel luftmengde, har stor påvirkning. LBL-modellen vil gi en mer nøyaktig beregning, sammenlignet med krav fra TEK10, da denne tar høyde for lokale variasjoner hva gjelder temperatur, skjerming, vinbelastning og byggets utforming. Se teorikapittel 2.6.2. 78 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 6 Konklusjon I dette kapitelet vil resultatene knyttes opp mot oppgavens problemstillinger, for å vurdere om det er nødvendig å ha naturlig ventilering av heissjakt som skal sørge frisklufttilførsel i heissjakt og heiskabin ved stans. For å forsøke å svare på våre problemstillinger, har det blitt valgt å simulere en heisstans og undersøke hvordan dette vil påvirke luftskifte, utvikling av CO2-konsentrasjon, luftfuktighet samt lufttemperatur inne i heiskabinen. Det er også blitt utført beregninger for potensielle energibesparelser ved å fravike kravet til ventilering av heissjakt. Luftskifte Resultater fra målinger av luftskiftet i KLP og NØS, ser vi at tilført luftmengde i heiskabinen er høyere enn det som er nødvendig, for å unngå problemer knyttet til O2-nivået i luften. Det er valgt å fokusere mest på resultater knyttet til O2-nivået, da det er her de høyeste verdiene for tilgjengelig luftmengde kreves. For NØS kommer det frem at luftskifte i kabinen er høyere uten ventilering enn med ventilering av heissjakten. Våre resultater viser tydelig at det ikke var identiske temperaturforhold i heiskabinen under gjennomføringen av de to forsøkene ved NØS med og uten ventilering. Høyere skorsteinseffekt og økt luftskifte, er et resultat av generelt høyere temperatur i heiskabinen ved gjennomført forsøk uten sjaktventilering. For å kunne vurdere om det målte luftskifte ved NØS og KLP er realistiske, burde samtlige målinger blitt repetert ved en annen årstid og ved andre type bygg for å danne et grunnlag for sammenligning. NS-EN 81-20 punkt E.3.2 sier at det bør ventileres tilstrekkelig ved en eventuell heisstans, noe våre målinger tilsier at det blir, selv uten sjaktventilering. For KLP-Bjørvika var det ingen ventilering av heissjakten per 18.03.2015 og beregninger samt målinger indikerer at ingen helsemessige problemer kan oppstå. Selv uten naturlig ventilering av heissjakten, vil oppdriftskrefter grunnet temperatur sørge for tilstrekkelig luftskifte i heissjakten gjennom utettheter i for eksempel åpning mellom heisdører. Figur 10 synligjør prinsippet for dette. 79 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Temperatur Målte lufttemperatur i heisene ser ikke ut til å gi utfordringer knyttet til liv og helse, dersom varmeindeksen benyttes. Dog er det viktig å være klar over at opplevelsen av lufttemperatur er individuell, samt at luftfuktigheten vil variere gjennom året og påvirke de målte verdiene for luftfuktighet. Det som kan oppleves som mangel på friskluft, kan være en kombinasjon av stress og eller høy omgivelsestemperatur, se kapitel 2.7.4. CO2 Målte CO2-konsentrasjoner indikerer at det ikke oppstår kritiske konsentrasjoner som kan påvirke helsen negativt. Det er her viktig å være klar over at målingene kun baserer seg på en belastning tilsvarende to personer i heisen. Det har derfor blitt foretatt beregninger knyttet til teoretisk CO2utvikling for de ulike byggene, med heisens maksimale kapasitet som grunnlag. Settes beregningene opp mot de kritiske CO2-grenser med tanke på liv og helse, kommer det frem at helsefarlige forhold ikke oppstår. Beregningene bygger på målinger gjort av luftskifte, som igjen er avhengig av antall personer i heisen, og avgitt varmetilskudd. Det er derfor å forvente at skorsteinseffekten i heisen vil øke, dette som en følge av større temperaturforskjeller mellom heiskabin og heissjakt. Som et resultat av dette vil luftskifte øke med personbelastningen. Det er også viktig å være klar over at luftskiftet vil gå ned, dersom antall personer i heisen reduseres. Det er ikke foretatt målinger eller beregninger som kan dokumentere luftskifte ved minimal personbelastning. Men det er heller tvilsomt om tilgjengelig luftmengde vil komme under det som behøves for å sikre liv og helse, ved minimal personbelastning. Energi Utregninger knyttet til energikostnader, viser at det helt klart er betydelige summer å spare ved å forhindre uønsket infiltrasjon. Hvis beregninger gjort etter LBL-modellen anses å være de mest korrekte, grunnet hensyn til lokale faktorer, ser vi av figur 35 og 55, at besparelsene ligger i området 1-2 % av byggenes totale energikostnader. Blir dette sett sammen med kommende krav i TEK15, se kapitel 2.6.1, hvor samtlige bygg skal oppfylle krav til tetthet på 0,6 luftvekslinger per time og innskjerpet energiforbruk. Hvor stor påvirkning på det totale lekkasjetallet ventilering av heissjakt har, er ikke videre studert i denne oppgaven. 80 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Oppsummering Ut ifra de resultater som er fremkommet gjennom arbeid med oppgaven, er det ingen argumenter som taler for å beholde en naturlig ventilering av heissjakt i fremtiden. Det er ut ifra de gjennomførte målinger og beregninger ingen parametere som vil oppstå, som under noen omstendighet kommer opp imot verdier som vil gi fare for liv og helse. De samlede gevinster ved å fravike slik ventilering er store, med økt tetthet og sparte energiutgifter, samt at uønskede effekter av luftlekkasje vil kunne reduseres. 81 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Referanseliste 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. KLP Eiendom. Dronning Efemias gate 10 [3.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.klpeiendom.no/oslo/vare-eiendommer/kontorer-og-nringslokaler/dronning-eufemias-gate-10-1.14108. Wikipedia. Barcode [2.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://no.wikipedia.org/wiki/Barcode KLP-bygget. Oslo Modellverksted. Tilgjengelig fra: http://www.oslomodellverksted.no/images/modeller/P1070888.JPG. Helse Sør-Øst. Korte fakta om det nye sykehuset [3.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.helse-sorost.no/omoss_/avdelinger_/bygg-og-eiendom_/nyttostfoldsykehus_/prosjekt_/det-nye-sykehuset_/Sider/korte-fakta-om-nye-sykehuset.aspx. Helse Sør-Øst. Det nye sykehuset [3.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.helsesorost.no/omoss_/avdelinger_/bygg-og-eiendom_/nytt-ostfoldsykehus_/prosjekt_/detnye-sykehuset_/Sider/side.aspx. Jan Christensen. Tilgjengelig fra: http://www.janchristensen.org/updates/2013oct/pno_menu.jpg. Figur av Magnus J. Jensen. Arbeidstilsynet. Veiledning om klima og luftkvalitet på arbeidsplassen [4.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.arbeidstilsynet.no/binfil/download2.php?tid=79437. Arbeidstilsynet. Veiledning om Administrative normer for forurensning i arbeidsatmosfære [3.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.arbeidstilsynet.no/binfil/download2.php?tid=77907. Heiskontrollen. Ventilering av sjakter for heiser og løfteplattformer [4.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://heiskontrollen.no/index.php?option=com_content&view=article&id=74:informasjo n-om-heis&catid=45:languages&Itemid=56. Russett S. Elevator shaft natural ventilation [21.1.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.cibseliftsgroup.org/docs/Elevator Shaft Ventilation SR Summer 08.pdf. SINTEF Byggforsk. Røykkontroll i bygninger [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://bks.byggforsk.no/DocumentView.aspx?documentId=321§ionId=2. Birkbeck College University of London. Tilgjengelig fra: http://pd.chem.ucl.ac.uk/pdnn/symm2/sf6b.gif. Eian PK, Sørensen BR. Bestemmelse av ventilasjonens effektivitet med sporgassanalyse. Narvik: Høgskolen i Narvik; 1995. IV, 51 s. : ill. p. Wikipedia. Sulfur hexafluoride [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_hexafluoride. Wikipedia. Heis [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://no.wikipedia.org/wiki/Heis. Wikipedia. Hiss [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://sv.wikipedia.org/wiki/Hiss. System Heis AS. Hydrauliske heiser [17.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.systemheis.no/produkter/heiser/hydrauliske-heiser. ThyssenKrupp. EVOLUTION BLUE The future of innovation [12.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.thyssenkrupp-aufzuege.at/toolbox/downloadcenter/?tx_smediatkeshoppingtrolley_pi1%5Bdownload%5D=72&tx_smediatkeshoppingt rolley_pi1%5Baction%5D=download&tx_smediatkeshoppingtrolley_pi1%5Bcontroller%5 D=Downloads&cHash=ea1d1959d6f9623db082ca09720c2a95. SINTEF Byggforsk. Bygg tett! Prosjektrapport 98 [16.2.2015]. Tilgjengelig fra: https://http://www.sintef.no/globalassets/upload/byggforsk/fagartikler/v__info_pub_utg ivelser_prosjektrapport_sintef-byggforsk-prosjektrapporter_sb-prrapp-98_nett_sbprprapp-98.pdf. 82 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. Gruppe 6 SINTEF Byggforsk. Lufttetting av bygninger. Framgangsmåte for å oppnå lavt lekkasjetall [14.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://bks.byggforsk.no/DocumentView.aspx?documentId=4110§ionId=2. Dibk. Høringsnotat [05.05.2015]. Tilgjengelig fra: http://dibk.no/globalassets/aktuellehoringer/160215_nye-energikrav-til-bygg/horingsnotat_160215.pdf. SINTEF Byggforsk. Luftlekkasjemåling av bygninger. Hensikt og vurdering [20.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://bks.byggforsk.no/DocumentView.aspx?documentId=4126§ionId=2. Axel Berge v/ Chalmers. Analysis of Methods to Calculate Air Infiltration for Use in Energy Calculations [26.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/147421.pdf. Wikipedia. Lawrence Berkeley National Laboratory [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://no.wikipedia.org/wiki/Lawrence_Berkeley_National_Laboratory. Awbi HB. Ventilation of buildings. London: Taylor & Francis; 2003. XII, 522 s. : ill. p. Çengel YA, Ghajar AJ, Kanoğlu M. Heat and mass transfer: fundamentals and applications. Singapore: McGraw-Hill; 2011. XXI, 902 s. : ill. p. Enova. Energibruk i ulike bygningstyper [3.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.enova.no/innsikt/rapporter/byggstatistikk-2011/4-energibruk-2011/43energibruk-i-ulike-bygningstyper/43-energibruk-i-ulike-bygningstyper/490/1233/. Yagid R. The stack effect [3.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.finehomebuilding.com/pdf/021213016.pdf. Building Science Corporation. Tilgjengelig fra: http://www.buildingscience.com/documents/digests/content/bsd-110-hvac-inmultifamily-buildings/images/figure_01_stack_effect.jpg/view. Wikipedia. Stack effect [6.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://en.wikipedia.org/wiki/Stack_effect. RWDI Habitat. Stack Effect in Tall Buildings [5.2.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.rwdimedia.com/uploads/1/1/2/7/11270509/habitat_soq_-_stack_effect.pdf Indoor and built environment. Application of the mechanical ventilation in elevator shaft space to mitigate stack effect under operation stage in high-rise buildings. Tilgjengelig fra: http://ibe.sagepub.com/content/23/1/81.full.pdf+html. Stensaas LI. Inneklimateknikk. Oslo: Gyldendal yrkesopplæring; 2000. 288 s. : ill. + 1 fold. kart p. Wikimedia. Tilgjengelig fra: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Carbon_dioxide_3D_ball.png. Masters GM, Ela WP. Introduction to environmental engineering and science. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall; 2008. XII, 708 s. : ill. p. ENØK i bygninger: effektiv energibruk. Oslo: Gyldendal undervisning; 2007. 476 s. : ill. ; 27 cm p. Service NW. What is the heat index? [10.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.srh.noaa.gov/ama/?n=heatindex. Wikipedia. Kroppstemperatur [7.5.2015]. Tilgjengelig fra: http://sv.wikipedia.org/wiki/Kroppstemperatur - cite_ref-1177.se_1-0. National Weather Service Weather Forecast Office. Tilgjengelig fra: http://www.srh.noaa.gov/ama/?n=heatindex. Sintef. Termodukke - Thermal manikin [20.3.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.ivt.ntnu.no/ept/ek-ny/lab/termodukke.html. Fotografi av Sohrab Hydar Latibari. TSI. TRAKPRO DATA ANALYSIS SOFTWARE [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.tsi.com/products/_product-accessories/trakpro-data-analysis-software.aspx. eKlima. Hvordan bruke eKlima [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://sharki.oslo.dnmi.no/Help/start/start_no.html - sos. eKlima. Gratis tilgang til Meteorologisk institutts vær- og klimadata fra historiske data til sanntidsobservasjoner [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: 83 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk 46. 47. 48. 49. 50. 51. Gruppe 6 http://sharki.oslo.dnmi.no/portal/page?_pageid=73,39035,73_39049&_dad=portal&_sche ma=PORTAL&6009_BATCHORDER_3197941. IFEA. Usikkerhet – i instrument og målinger [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.ifea.no/wpcontent/themes/ifea/kursdokumentasjon/2011/2011_okt_onlineanalyse/usikkerhet_i_ins trument_og_maalinge_reidar_sakariasen.pdf. BIPM. Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf. TSI. VELOCICALC Multi-Function Ventilation Meter [7.4.2015]. Tilgjengelig fra: http://www.raecorents.com/products/hvac/TSI-9555-VelociCalc/TSI-9555-VelociCalcds-2008rE.pdf. Grimnes KH. Byggtermografering: en praktisk håndbok. [Fagerstrand]: Karl H. Grimnes; 2010. 178 s. : ill. ; 27 cm p. Dalland O. Metode og oppgaveskriving for studenter. Oslo: Gyldendal akademisk; 2012. 257 s. p. Fotografi av Magnus Hakan Iseri. 84 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg Vedlegg I Prosjektskisse s. 86 Vedlegg II Gantdiagram s. 87 Vedlegg III Befaring av KLP-bygget fredag 23 januar 2015 s. 88 Vedlegg IV Referat fra møte med Euroheis s. 89 Vedlegg V Usikkerhetsberegning for lufthastighet etter Type B s. 91 Vedlegg VI LBL-ligninger tilhørende LBL modellen s. 92 Vedlegg VII Ligninger bak ”Age-Of-Air-Calc-V9” s. 94 Vedlegg VIII Input i ”Age-Of-Air-Calc-V9” s. 96 Vedlegg IX Beregning av skorsteinseffekt s. 97 Vedlegg X Energibergningsgrunnlag NØS s. 98 Vedlegg XI Målinger fra KLP-Barcode og NØS s. 100 85 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg I Prosjektskisse Foreløpig tittel på oppgaven: Ventilering av heissjakt Prosjektgruppens deltakere: Magnus J. Jensen, Sohrab Hydar Latibari og Magnus Hakan Iseri Oppdragsgiver/samarbeidspartner: Euroheis, mulig det også blir med Schindler heis Mål: Vi har en hypotese, hvor vi tror at det ikke er nødvendig med hull i byggningskroppen for å tilfredsstille nødvendig ventilering av heissjakten ved en eventuell stans. Hull i bygningskroppen sørger for økt infiltrasjon og uønsket varmetap, noe som kan unngås ved mekanisk ventilering av heissjakten. Vårt mål blir bekrefte/avdekke vår hypotese, gjennom å utføre kvalitative spørreundersøkelser samt å gjennomføre nødvendige målinger. Eventuelle behov for bruk av avdelingens ressurser skal oppgis tydelig: Gruppen ønsker helst å få inneklimalaben (PH856) til disposisjon, slik den kan brukes til oppgaveskriving og preparering til feltmålingene. Oslo den 1. Desember 86 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg II Gantdiagram 87 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg III Befaring av KLP-bygget fredag 23 januar 2015 Bygget har 16 etasjer, 8 etasjer fri til atrium + 8 til Ikke direkte inngang til heisen Totalt 9 heis, hvor 2 er for boligbygget Susing er observert ved 1. Etasje Heisene kjører i ulike hastigheter, fra 1,6-2,5 m/s Det ble målt 44Pa med åpen inngangsdør og 27 Pa med døren lukket Heisene har ingen egen motorrom, motoren sitter i sjakten Ved høye temperaturforskjeller, har det vært problemer knyttet til dørene til slusene. Problemet knyttet til dørene har blitt løst ved å ha overstrømning Høyde opp til 16 etasje, ca. 65m Gata 383, tak 60 Trykk i heissjakten, Zeeshan målte til 42 Pa og Magnus Hakan målte til maks 13 Pa Automatikk levert av Sauter Brann – Schneider elektro RIV-tegninger av sjakta, kontakt E&H Kontaktperson ved KLP: Øyvind Eitrheim, driftsteknikker Tilstede: Magnus J. Jensen, Zeeshan Butt, Peter G. Schild og Magnus Hakan Iseri 88 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg IV Referat fra møte med Euroheis Møtet ble gjennomført i Euroheis sine lokaler i Gladengveien 3B i Oslo, 05.02.2015. Møtet ble gjennomført i samtaleform der studentene stod fritt til å stille spørsmål til en representant fra heisbransjen, samt legge frem oppgavens problemstilling og tanker rundt prosjektet. Tilstede under møtet var: Morten Karlsen – Euroheis (teknisk sjef) Sohrab Hydar Latibari – HIOA Magnus Hakan Iseri – HIOA Magnus J. Jensen – HIOA Peter G. Schild – HIOA (veileder) Presentasjon av oppgavens tema og arbeidshypotese. Ventilasjon av heissjakt: - Normalt 1% av heissjaktens areal. Ikke behov for mekanisk avtrekk i kabinen, dette skjer automatisk når heisen går. Har heisen innerdør er det krav til ventilasjon (hull) i kabinen, er heisen uten innerdør er det ikke krav til dette. Bransjen har vanligvis bare boret et hull i kabinen i "passende" diameter for å sikre ventilering av kabinen. - Finnes ikke noe bransjenorm for hvor stort hull som skal lages i heiskabinen, man tar det man har, er dette en flaskehals? - Nyere heiser har dette levert fra produsent med huller nede ved gulv og oppe, gjerne gjemt. - Skyggelist oppe og nede, eller over løs himling. Ved heissjakt i eksisterende trappeløp, må ha luke i nye heissjakter, røykventilasjon?. Brannforskriften sammenfaller med heisforskriften. Temperaturkrav i sjakt: 5°C - 40°C Heisbransjen stiller seg negativ til luke i toppen av heissjakten. Hvis dette systemet fusker og blir stående oppe vil dette føre til fukt og smuss som kommer inn i heissjakten. Dette igjen kan påvirke elektronikken til heismaskinen. Det er mye elektronikk. Ved å trykksette heissjakten under brann, vil det ikke være nødvendig med luke øverst. Sjakten vil bli som en pipe under brann. I nye bygg benyttes trykksetting av sjakt. "Sikker stans ved brann", dette skjer automatisk, heisen kjører ned til utgangsetasjen. Før ble dette gjort manuelt og krevde opplæring. - Det er som oftest en brannsentral for hele bygget, dette fører til at alle heiser går ned, er dette 89 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 virkelig nødvendig? - 40 – 60% tømming av bygget - Hva med en oppdelt brannseksjonering, kan benytte de heiser som ikke er brannområdet, sikre rømming av bevegelseshemmede etc. Ved heisstans er evakueringstiden innenfor 1 time. - Alarmen skal gå direkte til alarmsentral, dette er nytt. Tidligere innom vekterselskap. - Alarmen skal ha strøm uavhengig av strøm til heisen. Hvis ønskelig, kan heisstans simuleres i heis montert av Euroheis,i Gladengveien. Personer i heiskabinen vil skape varmeutvikling, dette vil føre til økt luftskifte Brannvesenet er voldsomme ved heisstans, tar ikke hensyn til heismaskinen, "sprenger" opp dørene i stede for å vente på heisfolket. Ventileringen av sjakten har ikke noe å si for kjøringen av heisen. Det er nok luft i arealet rundt heiskabinen. - Påvirker ikke åpning av dører. Størrelse på heiser: - 630 kg heis: 8 personer, 1100 * 1400 - 1000 kg heis: 1160 * 2100 (båreheis) 20 KN krav for å åpne dørene. Runde hjørner inne i heisen, hindrer innestengt følelse. Led belysning skaper ikke samme varmeutvikling som gamle glødepærer/halogen. - Slipper unødvendig tilført varme i heisen. Hastigheten til heisen styres etter høyde og antall personer. - Økonomisk med en hastighet på 1,5 m/s, dimensjonert for 50% last, hvis lasten er større enn 50%, går hastigheten ned til 0,7 m/s. 90 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg V Usikkerhetsberegning for lufthastighet etter Type B Nøyaktighet: ± 3 % av målingen eller ± 0,015 m/s Oppløslighet: 0,01 m/s Hastighet: 2,32 m/s Usikkerhet basert på nøyaktighet 𝑢𝑛 = 𝑁ø𝑦𝑎𝑘𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡𝑒𝑛 0,0696 = = 0,0348 𝑚/𝑠 𝐷𝑒𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 2 Oppløsligheten antas å være firkantfordelt og usikkerhet basert på oppløslighet kan regnes ut slik 𝑢𝑜 = 𝑂𝑝𝑝𝑙ø𝑠𝑙𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡 2 ∗ √3 = 0,01 𝑚/𝑠 2 ∗ √3 = 0,00288 𝑚/𝑠 Den kombinerte usikkerheten har en dekningsgrad på et standardavvik (68%). Den kombinerte usikkerhet for instrumentet blir da 𝑢𝑘 = √𝑢𝑛 2 + 𝑢𝑘 2 = √0,03482 + 0,002882 = 0,0349 𝑚/𝑠 Utvidet kombinert usikkerhet blir da 𝑈 = 2 ∗ 𝑢𝑘 = 2 ∗ 0,0349 𝑚/𝑠 ≈ 0,07𝑚/𝑠 𝑀å𝑙𝑒𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑡 = 𝑀å𝑙𝑒𝑣𝑒𝑟𝑑𝑖 ± 𝑈 = 2,32 𝑚/𝑠 ± 0,07 𝑚/𝑠 Måleresultatet vil da ligge innenfor intervallet gitt med dekningssannsynlighet på ca. 95% 91 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg VI LBL-ligninger tilhørende LBL modellen Vind-indusert infiltrasjon bestemmes ved hjelp av uttrykket: Q wind = fw ∗ ∗ A0 ∗ v́ hvor: fw ∗ den reduserte vind parameteren v́ vindhastigheten målt ved en værstasjon (m/s) 𝐃𝐞𝐧 𝐫𝐞𝐝𝐮𝐬𝐞𝐫𝐭𝐞 𝐯𝐢𝐧𝐝 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐦𝐞𝐭𝐞𝐫𝐞𝐧, 𝐟𝐰 ∗ , 𝒆𝒓 𝒈𝒊𝒕𝒕 𝒗𝒆𝒅 𝒇ø𝒍𝒈𝒆𝒏𝒅𝒆 𝒖𝒕𝒕𝒓𝒚𝒌𝒌: fw ∗ = ć ∗ √(1 − R) ∗ [[α ∗ (H/10)γ ]/[ά ∗ (H́/ 3 10)γ́ ]] hvor: 𝐻 𝑐́ 𝑒𝑟 byggehøyde, benyttes fra laveste til høyeste åpning i klimaskjerm. er avskjerming koeffisient og bestemmes etter følgende tabell: Generelle skjermingskoeffisienter for LBL-modellen I 0,34 Ingen hindringer eller lokal skjerming overhode II 0,30 Lett lokal skjerming med få hindringer III 0,25 Moderat til lokal skjerming, noen hindringer innenfor området IV 0,19 Kraftig skjerming, hindringer rundt mesteparten av bygget V 0,11 Svert tung skjerming, store hindringer omringer huset innenfor området 𝑅 𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑣 det 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑙𝑒𝑘𝑘𝑎𝑠𝑗𝑒𝑎𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑚 𝑒𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑠𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 Verdier for α og λ bestemmes etter tabell: Terrengparametere Terreng beskrivelse α ϒ Hav, eller andre overflater av vann, med minimum 5km fri 0,10 1,30 1,15 1,00 Landlig område med lave trer, hus etc. 0,20 0,85 By-, industri- eller skogsområde 0,25 0,67 Bysentrum av storby 0,35 0,47 utstrekning Flatt terreng med noen isolerte hinder, til eksempel bygg eller tre-klynger som står fra hverandre Infiltrasjonen på grunn av stabel-effekten er: 92 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 𝑄𝑠𝑡𝑎𝑐𝑘 = fs ∗ ∗ 𝐴0 ∗ √(∆𝑇) hvor ∆T er temperaturdifferensen mellom innsiden og utsiden (k) 𝐃𝐞𝐧 𝐫𝐞𝐝𝐮𝐬𝐞𝐫𝐭𝐞 𝐬𝐭𝐚𝐛𝐞𝐥 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐦𝐞𝐭𝐞𝐫, 𝐟𝐬 ∗ , 𝐞𝐫 𝐠𝐢𝐭𝐭 𝐯𝐞𝐝 𝐟ø𝐥𝐠𝐞𝐧𝐝𝐞 𝐮𝐭𝐭𝐫𝐲𝐤𝐤: fs ∗ = [(1 + 0,5 ∗ R)/3] ∗ [1 − [x 2 /(2 − R)2 ]] ∗ √(g ∗ H/Ti ) Hvor: 𝑋= (𝐴𝑐 − 𝐴𝑓 ) 𝐴0 𝑒𝑟 𝑑𝑖𝑓𝑓𝑒𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑙𝑙𝑜𝑚 𝑡𝑎𝑘 𝑜𝑔 𝑔𝑢𝑙𝑣 𝑙𝑒𝑘𝑘𝑎𝑠𝑗𝑒𝑜𝑚𝑟å𝑑𝑒𝑟 𝑇𝑖 𝑖𝑛𝑑𝑟𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 (𝑘) 𝑔 𝑡𝑦𝑛𝑔𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑎𝑘𝑠𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑠𝑗𝑜𝑛 (𝑚/𝑠 2 ) Andre ligninger som er benyttet i forbindelse med omregninger og lignende i LBLmodellen: ∆P = 1 1 Q 2 ∗ ρ ∗ v2 = ∗ ρ ∗ ( ) 2 2 A Q=A∗v 2 ∗ ∆P Q = A0 ∗ √ ρ A0 = Q = v Q 2 ∗ ∆P ρ √ = K ∗ (∆P)n 2 ∗ ∆P ρ √ Ved 50 Pa: n50 = Q 50 [m3 /h] vbygg [m3 ] Q 50 = k ∗ (∆P50 )n = k ∗ (50)0,66 n50 = k ∗ (50)0,66 [m3 /h] [m3 ] vbygg n50 ∗ vbygg [m3 /s] 3600 ∗ (50)0,66 n50 ∗ vbygg n K ∗ (∆P)n (3600 ∗ (50)0,66 ) ∗ (∆P) A0 = = 2 ∗ ∆P 2 ∗ ∆P √ √ ρ ρ k= 93 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg VII Ligninger bak ”Age-Of-Air-Calc-V9” For luften i et rom kan omsetningstiden skrives som: τn = VR 1 [s] = q n (2.7) hvor 𝜏𝑛 𝑒𝑟 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑒𝑙𝑙 𝑡𝑖𝑑𝑠𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 [𝑠] 𝑉𝑅 𝑒𝑟 𝑟𝑜𝑚𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡 [𝑚3 ] 𝑞 𝑒𝑟 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑒𝑟𝑡 𝑙𝑢𝑓𝑡𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 [𝑚3 /𝑠] 𝑛 𝑒𝑟 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑒𝑙𝑙 𝑙𝑢𝑓𝑡𝑣𝑒𝑘𝑠𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑓𝑟𝑒𝑘𝑣𝑒𝑛𝑠 [𝑠 −1 ] Middelalder i avtrekket ∞ τ̅e = τt = ∫ (1 − Fe (t)) dt (2.16) 0 Middelalder for all gassen i rommet ∞ 1 〈τ̅〉 = ∗ ∫ (1 − Fe (t)) ∗ t dt τt (2.18) 0 Lokal luftvekslingsindikator Luftvekslingsindikatoren, εi , er pr. Definisjon lik forholdet mellom luftens omsetningstid og luftens alder i punktet, midlet over tiden. Omsetningstiden for ren luft er lik den nominelle tidskonstanten. εi = τt τn = τp τp (2.19) Oppsprangsmetoden Fraksjonsfunksjonen i avtrekket ved bruk av oppsprangsmetoden er gitt av: Fe (t) = Ce (t) Ce (∞) (2.23) 94 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 hvor 𝐶𝑒 (𝑡) 𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑗𝑜𝑛𝑒𝑛 𝑎𝑣 𝑠𝑝𝑜𝑟𝑔𝑎𝑠𝑠 𝑖 𝑎𝑣𝑡𝑟𝑒𝑘𝑘 𝑠𝑜𝑚 𝑒𝑛 𝑓𝑢𝑛𝑘𝑠𝑗𝑜𝑛 𝑎𝑣 𝑡𝑖𝑑𝑒𝑛 𝐶𝑒 (∞) 𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑎𝑠𝑗𝑜𝑛æ𝑟𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑗𝑜𝑛𝑒𝑛 𝑖 𝑎𝑣𝑡𝑟𝑒𝑘𝑘𝑒𝑡 Ligning (2.16) og (2.18), kombinert med ligning (2.23), gir h.h.v. omsetningstiden og middelalderen i rommet: Omsetningstiden: ∞ τt = ∫ (1 − 0 Ce (t) ) dt Ce (∞) (2.24) Middelalderen: ∞ 1 Ce (t) 〈τ̅〉 = ∗ ∫ (1 − ) ∗ t dt τt Ce (∞) (2.25) 0 Nedsprangsmetoden Fraksjonsfunksjonen i avtrekket: Fe (t) = 1 − Ce (t) Ce (∞) (2.26) Ligning (2.16) og (2.18), kombinert med ligning (2.26), gir h.h.v. omsetningstiden og middelalderen i rommet ved bruk av nedsprangsmetoden: Omsetningstiden: ∞ τt = ∫ ( 0 Ce (t) ) dt Ce (∞) (2.27) Middelalderen : ∞ 1 Ce (t) 〈τ̅〉 = ∗ ∫ ( ) ∗ t dt τt Ce (∞) (2.28) 0 95 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg VIII Input i ”Age-Of-Air-Calc-V9” Title for this run Room volume Ventilation flow rate Ambient channel Extract channel Step up or down? Start of experiment End of experiment C_ambient (t=∞) C_rise, start => end C_tail end C_extract (t=0) Exponential tail after KLP uten Ventilering 4,928 0,0103 1 2 down 18.03.2015 10:19 18.03.2015 11:15 0 0,9366156 0,3770177 42 717 KLP uten ventilering 4,928 0,0396 1 2 up 15.03.18 09:48 15.03.18 10:17 0,0101818 0,0253755 0,0016604 42 2500 m³ m³/s ppmv ppmv ppmv ppmv s Title for this run Østfold sykehus uten ventilering 10,178 0,0212 1 2 down 03.03.2015 12:23 03.03.2015 13:22 0 0,1878937 0,0645106 23,5 720 Østfold sykehus uten ventilering 10,178 0,0396 1 2 up 03.03.2015 11:52 03.03.2015 12:22 0,0101818 0,0253755 0,0016604 23,8 2500 m³ m³/s ppmv ppmv ppmv ppmv s Østfold sykehus med ventilering 10,178 0,0167 1 2 down 03.03.2015 09:51 03.03.2015 10:51 0,0232128 0,0762156 0,0024762 26,5 896 Østfold sykehus med åpen luke 11,178 0,0558 1 2 up 03.03.2015 09:20 03.03.2015 09:50 0,0626723 0,0269213 0,0032409 26,5 29 m³ m³/s ppmv ppmv ppmv ppmv s Room volume Ventilation flow rate Ambient channel Extract channel Step up or down? Start of experiment End of experiment C_ambient (t=∞) C_rise, start => end C_tail end C_extract (t=0) Exponential tail after Title for this run Room volume Ventilation flow rate Ambient channel Extract channel Step up or down? Start of experiment End of experiment C_ambient (t=∞) C_rise, start => end C_tail end C_extract (t=0) Exponential tail after 96 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg IX Beregning av skorsteinseffekt 𝑠 = [𝑝𝑢𝑡𝑒 ] − [𝑝𝑖𝑛𝑛𝑒 ] 𝑠=[ 𝑇𝑏𝑢𝑛𝑛 + ∆𝑇𝑡𝑜𝑝𝑝−𝑏𝑢𝑛𝑛 351.78 𝑔𝐻 351.78 𝑔𝐻 𝑙𝑛 ( )] ]−[ 𝑇𝑢𝑡𝑒 ∆𝑇𝑡𝑜𝑝𝑝−𝑏𝑢𝑛𝑛 𝑇𝑏𝑢𝑛𝑛 𝜌(𝑇) ≅ ρ 351.78 𝑇 HVOR luftens densitet, kg/m³. vi antar 1 atm og typisk fuktinnhold s skorsteinseffekt, Pa p differensiell trykk, Pa T lufttemperatur, K g gravitasjon, m/s² H skorsteinshøyde, m 97 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg X Energibergningsgrunnlag NØS 98 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 99 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 Vedlegg XI Målinger fra KLP-Barcode og NØS KLP-Barcode NØS 100 Bacheloroppgave Våren 2015 Energi og Miljø i Bygg, Institutt for bygg- og energiteknikk Gruppe 6 NØS 101
© Copyright 2024