Professor STEN OLAF HANSSEN Norges Tekniska- och Naturvetenskapliga Universitet, Trondheim

Transkript

1 UTELUFTSINTAG PLACERING, UTFORMNING, INSPEKTION OCH RENGÖRING Professor STEN OLAF HANSSEN Norges Tekniska- och Naturvetenskapliga Universitet, Trondheim INLEDNING God luftkvalitet inomhus är avgörande för hälsa, trivsel och välbefinnande. Arbetsprestation och produktivitet kan också påverkas negativt om luftkvaliteten är otillräcklig. För att försäkra oss om att vi ska få tillfredsställande miljö installerar vi därför mer eller mindre avancerade ventilations- och klimatanläggningar. Rent tekniskt har vi många valmöjligheter, beroende på byggnadens komplexitet och läge. Vanliga principer är självdragsventilation, frånluftsventilation, balanserad mekanisk ventilation, luftkonditionering och olika varianter av hybridlösningar. Det uppstår ofta häftiga diskussioner om vad som är det bästa alternativet. Gemensamt för alla lösningar är emellertid att resultatet aldrig blir bättre än kompetensen hos projektören och kvaliteten på de tekniska komponenterna i den färdiga anläggningen. I diskussionen om man ska välja naturlig eller mekanisk ventilation har man tappat fokus på det egentliga problemet. Det finns ingen ventilation som är onaturlig, däremot kan man ventilera på många olika sätt. Man har alltid som mål att uppnå ett bra inneklimat, och de centrala uppgifterna är att avlägsna föroreningar och reglera temperaturen. ANSI/ASHRAE 2001 definierar ventilation som: Ventilation is the process of supplying or removing air by natural (including infiltration) or mechanical means, to or from a space, for the purpose of controlling air contaminant level, humidity, or temperature within the space. Valet av ventilationssystem är därför i första hand ett val som bestäms av byggnadens placering, uteluftens kvalitet samt hur huset ska användas och användarens behov. Det viktigaste är alltjämt att den 316 E

2 lösning man väljer har en kvalitet som är tillräckligt hög, att installationen utförs korrekt och att service och underhåll inte blir eftersatt. För att klara de viktigaste och största utmaningarna måste vi därför i mycket större utsträckning: fokusera på luftkvalitet inte på luftkvantitet. inse att problemet inte är ventilationen, utan föroreningarna ventilationen är en del av lösningen. acceptera att också den bästa ventilationsanläggning med tiden reduceras till driftpersonalens kompetensnivå. En viktig men ofta undervärderad komponent i de flesta anläggningar är luftintaget. Tillsammans med luftfiltret ska detta förhindra att luftföroreningar tar sig in i våra klimatanläggningar. Vi måste till LUFTINTAG EN VIKTIG KOMPONENT BILD 1. Exempel på olika utformningar av luftintag för icke-industriella offentliga och kommersiella byggnader, varav några är utformade och placerade i strid mot alla instruktioner och rekommendationer. E 317

3 exempel förhindra att allt möjligt skräp i form av löv och insekter, men också vägdamm, avgaser och förbränningsprodukter kommer in i de tekniska anläggningarna. Detsamma gäller för andra typer av luftföroreningar vi kan finna i uteluften, till exempel pollen, mögelsvampar och mikroorganismer, men också organiska och oorganiska material av mer svårbestämbart ursprung. Allt detta kan i rimlig utsträckning avlägsnas från luften genom ändamålsenlig utformning och placering av luftintaget med efterföljande god luftfiltrering. Beroende på byggnadstyp och anläggningsstorlek varierar utformningen av luftintag från enkla luftspalter ovanför fönster till stora och centralt placerade enheter i form av integrerade fasadelement och luftintagstorn. I fortsättningen kommer vi att fokusera på större byggnader som skolor, kontor och andra icke-industriella offentliga eller kommersiella byggnader. De vanligaste typerna av luftintag är: intagsgaller på vägg/jalusigaller. svanhalsar, lamellhuvar, ventilationshuvar för både tak- och markmontering. kombinerade intags- och utloppshuvar som blåser ut avluft och tar in uteluft från undersidan. låda på vägg. liggande intagsgaller i marknivå. Placeringen av luftintag finns emellertid sällan med i arkitektens första utkast. Detta medför av och till lite märkliga luftströmningstekniska lösningar eftersom det nästan alltid krävs kompromisser vid utformning av luftintag. VVS-ingenjören önskar låg hastighet vid intaget för att undvika att nederbörd och föroreningar kommer in i luftintaget. Detta kan resultera i ett intagsgaller med stor yta och en dominerande placering på fasaden, vilket kan medföra en försämring av husets arkitektur. Ett stort och korrekt placerat luftintag är emellertid inte i sig en garanti mot problem, eftersom utformningen av intagssektionen nedströms intaget kommer att påverka luftströmningen genom gallret. Vid ofördelaktig utformning av den del som finns innanför luftintaget kan resultatet bli ojämn hastighetsfördelning över luftintaget, och mätningar på många byggnader har dessvärre visat att det är vanligt med sådana ojämna hastighetsprofiler. Detta är ett problem som uppstår framförallt med rektangulära och smala luftintag samt 318 E

4 med luftintagstorn. En låg och jämn lufthastighet helst under 1 1,5 m/s är ofta avgörande för att man ska kunna uppnå ett gott resultat vad det gäller luftintag. Bild 2 och 3 är bra exempel på hur ett i utgångsläget bra placerat luftintag kan ge en mycket ojämn hastighetsfördelning över gallret, eftersom man inte har tagit hänsyn till tryckfördelningen över intaget. Följden blir att regn och snö lätt sugs in i systemet. Uteluftsintag Avluftsutsläpp BILD 2. Lågstadieskola i Trondheim Norge, på en höjd i utkanten av staden, med en del växtlighet och träd nära byggnaden. Regn och snö som faller på uteluftsintaget kan lätt sugas in i ventilationssystemet. Foto: Olav Struksnes, Project thesis 2002, EPT-NTNU. Fukt, regn och snö som kommer in genom luftintaget kan orsaka korrosion och driftstörningar. Det kan också leda till försämrad kvalitet på ventilationsluften om fukt blir kvar i filter och andra komponenter. Bristfällig rengöring kombinerat med fri fukt inne i ventilationsanläggningen är en grogrund för både hygieniska och estetiska problem. Vi har tyvärr också fått indikationer på att mikrobiell aktivitet kombinerad med vanligt förekommande luftföroreningar kan leda till allvarliga problem i våra ibland komplicerade byggnader och tekniska anläggningar. Vid andra tillfällen är det uppenbart att bristfällig insikt och förståelse är orsaken till att det uppstår problem med luftintagen något som åskådliggörs tydligt i bild 4 och 5. Luftintag inbyggda i taket eller nere på marknivå är redan från början dömda att bli ett misslyckande när det gäller problem med fukt och föroreningar. Bild 4 är från en lågstadieskola som består av två fristående byggnader. Luftintagen är som synes i det närmaste infällda i taket och E 319

5 Lufthastighet 0,5 2 m/s Lufthastighet 4 6 m/s Lufthastighet m/s Tydliga tecken på korrosion (brun) inuti intagstrumman. Pilen visar dräneringens placering, och en vattenpöl syns tydligt på golvet dräneringen befinner sig inte i lägsta punkten. Ramar för grovfilter finns, men inga filter är installerade. BILD 3. Uteluftsintaget till den lågstadieskola i Trondheim, Norge, som visas i bild 2. Foto: Olav Struksnes, Project thesis 2002, EPT-NTNU. utformade på ett sådant sätt att de är väldigt effektiva när det gäller att samla snö och andra föroreningar, till exempel löv, insekter och fågelspillning. Placeringen gör dem mycket svårtillgängliga för inspektion och rengöring. Bild 5 visar en friliggande skola med naturen som närmaste granne. Här är istället problemet att luftintaget är placerat i marknivå och nära huskroppen, något som medför att alla sorters föroreningar lätt faller ner i luftintaget. Därtill kommer den trånga betongkulverten med sin ojämna yta att försvåra både inspektion och rengöring. Avisning av flygplan under vintertid är både nödvändigt och ett bekant fenomen i de delar av världen där man har minusgrader men det borde inte vara nödvändigt på luftintag i nya och moderna skolor. Det borde i vilket fall som helst göras med mer avancerade verktyg än kvastskaft (se bild 6). 320 E

6 BILD 4. Lågstadieskola i Trondheim, Norge, i utkanten av staden, med en del växtlighet och träd nära byggnaden. Foto: Olav Struksnes, Project thesis 2002, EPT- NTNU. Ett annat och ofta förekommande problem är att uteluftsintag placeras alltför nära avluftsutloppet, vilket leder till ökad risk för kortslutning mellan intagsluft och avluft. Ett exempel på detta visas på bild 7. Här är också avluftsutsläppet placerat så nära takets yta att ett kraftigt snöfall lätt kan sätta igen öppningen, samtidigt som den relativt varma frånluften på vintern kan smälta eventuell snö som ligger på taket. Detta kan tillsammans med föroreningar på takytan utgöra en bra förutsättning för uppkomst av oönskad mikrobiell tillväxt. BILD 5. Lågstadieskola i Trondheim i Norge. Lantlig miljö med skog och växtlighet i närheten. Foto: Olav Struksnes, Project thesis 2002, EPT-NTNU. E 321

7 BILD 6. Avisning av luftintaget till en skolbyggnad i Trondheim i Norge, byggår 2004, bilderna tagna fredag 6 januari till söndag 8 januari Uteluftsintag Avluft BILD 7. Olämplig placering av uteluftsintag i förhållande till avluftsutlopp. Stor risk för kortslutning och oönskad mikrobiell tillväxt på takytan - mikrober som i nästa steg kan komma in i luftintaget. Foto: M.Sc. Frode Frydenlund, SINTEF Energy Research, 2007, Trondheim. LUFTINTAG OCH HÄLSOPROBLEM Fukt i luftintaget, förorenade tekniska komponenter samt smutsiga kanaler och luftvägar är antagligen ett underskattat problem när vi talar om luftkvalitet och hälsofaror. Kombinationen av fukt, damm och organiska material lägger grunden för uppkomst av både svamp och bakterier. Mögelsvamp är speciellt misstänkt både för att kunna ge allergier och inte minst för att förvärra problemen för dem som redan har blivit överkänsliga. Därutöver är luftintag med pollengenererande växter och träd i närheten en riskfaktor, om luftfilter med 322 E

8 pollen i tillåts bli våta så att vattenlösliga allergener fritt transporteras vidare via ventilationsanläggningen till lokaler där människor vistas. Också enskilda bakterietyper speciellt Legionellabakterier kan utgöra en hälsorisk om luftintaget finns i närheten av till exempel ett smittat kyltorn eller en skrubber. Aerosoler i form av små vattendroppar som innehåller Legionellabakterier kan under olyckliga omständigheter spridas till uteluften från den förorenade anläggningen och hålla sig svävande i luften under relativt lång tid. Därefter kan de sugas in i ventilationsanläggningen tillsammans med uteluften, och detta kan i värsta fall utgöra en allvarlig hälsorisk speciellt för personer med nedsatt immunförsvar. Därför är det nödvändigt att också arkitekter och projekterande VVS-ingenjörer har en viss insikt i mikrobiologi samt grundläggande kunskaper om möjliga konsekvenser för hälsa och trivsel om människor exponeras för skadliga mikroorganismer. Bakterier delas normalt in i Gram-positiva och Gram-negativa bakterier. Det är de Gram-positiva som är vanligast förekommande i vår omgivning. Dessa har mycket stor motståndskraft mot till exempel torka och värme och är en mycket viktig del av hudens infektionsförsvar. De Gram-negativa bakterierna däremot hör hemma i vatten, och dör snabbt vid uttorkning. Därför är det inte vanligt med Gramnegativa bakterier i uteluften och därmed inte heller i luftintag. Om de återfinns i tilluften från en ventilationsanläggning, kan det finnas en fuktkälla inne i anläggningen. Svampar kan indelas i grupperna jästsvampar och mögelsvampar. Det är först och främst mögelsvampar som finns i uteluften. Bakterier och svampar skiljer sig åt storleksmässigt: bakterier är cirka 0,5 mikrometer i diameter och kan delas in i runda (s.k. kocker) och avlånga (s.k. stavar eller baciller). jästsvamparnas storlek är 2 5 mikrometer. mögelsvamparnas storlek är mikrometer. Fysiska faktorer som fuktighet, temperatur, ljus (UV) och phvärde kan alla vara av betydelse för vilka mikrober som finns. Tillgången på organiskt material kan vara avgörande för överlevnad och därmed påverka mängden mikrober i miljön. Sammansättningen av mikrober i en viss miljö bestäms i slutändan av den inbördes konkurrensen mellan mikroberna där antagonism (ömsesidig försvagning) E 323

9 eller symbios är avgörande faktorer. Mot bakgrund av detta är det lätt att förstå hur viktigt det är att undvika fri fukt eller kondens i klimatsystemets komponenter och kanaler. Tillsammans med invändig isolering med fri (ej täckt) mineralull är risken för problem överhängande. Utan fri fukt minskar risken för problem väsentligt, och det är här som vikten av ett torrt luftintag kommer in i bilden. Mikrobsammansättningen och möjligheten för livskraftiga sporer att kunna bildas är avgörande för om floran upplevs som naturlig eller besvärande för de människor som uppehåller sig i lokalen. Ett antal mögelsvampsorter misstänks vara orsaken till andningsbesvär hos personer som befinner sig i innemiljöer där mikroorganismerna kan finnas. Detta gäller särskilt mögelsvamparna Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Paecilomyces, Penecillium och Phoma. En central frågeställning är om mikroorganismer kan anpassa sig till miljön i en ventilationsanläggning och ändra karaktär så att de kan växa vid kroppstemperatur. Detta kan göra att svampar som normalt är ofarliga i naturen kan ändra sig och bli hälsovådliga i ventilationsanläggningar. Denna problemställning har mikrobiologer forskat på under många år [ISIAQ GuidelineTFI-1996]. Vid några tillfällen kan kanalsystemet fungera som effektiv spridningsväg för föroreningar som genereras långt från vistelselokalen. Returluftsystem är välkända första klassens problemskapare med hänsyn till både luftföroreningar och möjlig smittspridning. Vi har sett klara exempel på att ett problem som har uppstått på ett ställe i systemet har blivit förstärkt inne i kanalsystemet [Hays, S. M., Gobbell, R. and Ganick, N. R.]. Ett typiskt exempel på smittspridning via luftintag och spridning genom kanalsystemet är de omtalade Legionella-arterna som bland annat ger upphov till Legionärsjukan och Pontiacfeber. Legionärsjukan är en speciellt allvarlig typ av bakteriell lunginflammation som fick sitt namn efter att sjukdomen bröt ut och bakterien identifierats på en kongress för de amerikanska legionärerna (krigsveteranerna) i Philadelphia i juli av 182 fall hade dödlig utgång. Sjukdomen orsakas av bakterien Legionella pneumophila. Denna bakterie är vanlig i klimatanläggningar, kyltornssumpar och varmvattenanläggningar (temperatur < 55 C), i stort sett på alla ställen där det finns vatten. Smittan sprids med vattendroppar i form av aerosoler. Vem som blir sjuk verkar vara beroende av ålder, kön, generellt 324 E

10 hälsotillstånd och i vilken utsträckning man exponerats för bakterien. Speciellt utsatta är äldre och medelålders män med nedsatt immunförsvar och andra personer med dåligt immunsystem. Pontiacfeber förorsakas av en speciell sorts Legionellabakterie (LB) och utvecklar sig som en influensaliknande och kortvarig sjukdom med symptom som feber, frossa och huvudvärk. Inkubationstiden är mellan 4 och 66 timmar (36 48 timmar den vanligaste). Medicinsk behandling är inte nödvändig eftersom sjukdomen går över av sig själv oftast inom loppet av 2 5 dagar. Det är okänt om det finns fall av Pontiacfeber som lett till döden. I motsats till Legionärsjukan kan en stor del av dem som utsatts för smitta (aerosoler som innehåller LB) bli sjuka över 90% har rapporterats. Pontiacfeber blev först känt efter ett epidemiskt utbrott bland besökare och anställda vid County Health Department i Pontiac i USA Epidemiska utbrott har efter detta ofta ägt rum över hela världen. Förutom kyltorn, skrubbers, evaporativa kondensorer och luftfuktare är varmt tappvatten, duschanläggningar samt inomhusfontäner kända som andra möjliga risk- och exponeringskällor. Med utgångspunkt i detta skulle man kunna tro att utformning och placering av luftintag var ett ämne som togs på allvar med andra ord: att man projekterade och beräknade komponenten vid varje separat tillfälle, för att förhindra att fri fukt (snö och vatten) kommer in i anläggningar och installationer. Vid alltför många byggen är det tyvärr inte så. Detta trots att det i många år har getts både nationella och internationella rekommendationer och instruktioner om placering av luftintag på fasader, baserat på kunskaper om tryckförlust och rekommenderad hastighetsfördelning över luftintag. Oavsett om man använder sig av enkla manuella beräkningar eller avancerade CFD-simuleringar (Computational Fluid Dynamics), kan vi visa att det alltjämt finns skillnad, ibland stor skillnad, mellan teori och praktik. När luftintag ska projekteras och dimensioneras ska man därför åtminstone bedöma följande: biltrafik och vägdamm. industriföroreningar. växtlighet (naturlig och planterad). placering av avluftsutsläpp i egen byggnad och grannbyggnad. avstånd till kyltorn. E 325

11 nederbörd (regn och snö). den vanligaste vindriktningen. inspektions- och rengöringsmöjligheter. vilket material som används. förhållanden runt själva luftintaget. placering i förhållande till avgaser från byggnadens egen eldningsanläggning. behov av ståltrådsnät framför själva intagsgallret där underkylt regn kan frysa fast. FÖRESKRIFTER FÖR UTFORMNING OCH PLACERING AV LUFTINTAG Utifrån erfarenhet, insikt och kunskap har vi i många år haft tydliga och bra rekommendationer för vad man ska ta hänsyn till när det gäller placering av luftintag. Bild 8 visar två exempel på detta: till vänster en mer än 20 år gammal finsk rekommendation, medan det i tabellen till höger ges nyare numeriska värden från ett arbetsförslag i samband med utarbetningen av ett förslag till CEN-standard E E B A E A C A B Location of openings, recommended distances Category A B C D (examples) m m m m EHA EHA EHA EHA Key: A = minimum distance above windows which can be opened B = minimum distance from windows, which can be opened, at the same level or above C = minimum distances from grades, paving etc D = minimum distance from adjacent building lot BILD 8. Exempel på arrangemang av uteluftsintag och avluftsöppningar i en byggnad, hämtat ur finska byggnormen 1987 (till vänster), och ur CEN Working Draft pren 13779, februari 2002 (till höger). I ventilationsstandarden EN 13779:2004 kan vi nu (2007) hämta följande konkreta och tydliga instruktioner och rekommendationer: No air intake should be located closer than 8 metres of horizontal distance from a garbage collection point, a frequently used parking area for three or more cars, driveways, loading areas, sewer vents, chimney heads and other similar polluting sources. Special attention should be paid to the location and shape of openings in the vicinity of evaporative cooling systems in order to minimise the risk of spreading of impurities into supply air. No air 326 E

12 intake openings should be placed in the main wind directions from evaporative cooling systems. In addition, good maintenance of cooling tower systems is important. No air intake should be positioned on a facade exposed to a busy street. Where this is the only possible location, the opening should be positioned as high above the ground as possible. No air intake should be positioned where a back-flow of exhaust air or a disturbance from other pollutants or smelling emissions is expected. No air intake should be positioned just above the ground. For example, a distance at least 1,5 times the maximum expected thickness of snow between the bottom of the intake and the ground is recommended. On top of the building or when the concentrations on both sides of the building are similar, the intake should be arranged on the windward side of the building. The air intake opening adjacent to unshaded places, roofs or walls should be arranged or protected so that the air will not be excessively heated by the sun in summer. Wherever the risk of penetration of water in any form (snow, rain, mist, etc.) or dust (including leafs) into the system is apparent, an unprotected opening should be dimensioned for a maximum air velocity in the opening of 2 m s 1 (see also EN 13030). The height of the bottom of an air intake opening over a roof or deck should be at least 1,5 times the maximum yearly expected thickness of snow. The distance can be lower if the formation of a layer of snow is precluded by means of, for example, a snow shield. Consideration should be given to the possibility for cleaning. Utifrån dessa generella rekommendationer bör det vara ganska klart vad man ska ta hänsyn till, och vi har både manuella beräkningsprocedurer och CFD-simuleringar som kan användas för utformning och placering samtidigt som man kan se följden av de olika valen. Oavsett utformningen av luftintag måste intagsarean vara stor nog för att tryckfallet över gallren inte ska bli för stort. Det är också viktigt att mängden intagen luft är jämt fördelad över hela intagsytan. För att kunna åstadkomma detta måste man ta hänsyn till ett antal principer [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. UTFORMNING AV LUFTINTAG E 327

13 Bild 9 visar exempel på avlånga intag med kanalanslutning i ena änden. I de fall intaget utformas som på bild 9 kommer intagshastigheten nära kanalen att vara större än intagshastigheten i den andra änden av intagsgallren. Det är praktiskt att göra intagskamrarna med ett fyrkantigt tvärsnitt, men man måste kontrollera att den resulterande snedfördelningen av lufthastigheten håller sig inom acceptabla gränser. BILD 9. Avlånga luftintag med kanalanslutning i ena änden. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. Graden av ojämn luftfördelning är avhängig kanaltvärsnittets area i förhållande till gallerarean samt tryckfallet över gallren. Orsaken till denna snedfördelning är att lufthastigheten inne i kammaren parallellt med gallret blir så stor att det statiska trycket avtar märkbart. När det statiska trycket innanför gallret avtar, ökar inströmningshastigheten i denna del av gallret, som bild 10 visar. Därför är det viktigt att sörja för att förhållandet mellan högsta och lägsta lufthastighet in genom gallret (u 2 /u 1 ) inte överstiger en viss nivå. För att tillgodose detta krav får lufthastigheten (den längsgående hastigheten på baksidan av intagsgallret) inte överstiga en viss gräns, u Lmax. Den maximala hastigheten ges av: u Lmax = [( u 1 )2 u 2 2 p 1 ] 1 (1) 328 E

14 u u L u 1 u 2 BILD 10. Hastigheten bakom gallret är högst närmast intagskanalen. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. Där: u Lmax = maximal längsgående hastighet bakom intagsgallret (m/s) u 1 = lufthastighet över intagsgallret längst ifrån kanalanslutningen (m/s) u 2 = lufthastighet över intagsgallret närmast kanalanslutningen (m/s) p 1 = tryckfall över intagsgallret i änden av gallret (Pa) = uteluftens densitet (kg/m 3 ) OBS: u 1 och u 2 är bruttohastigheter, dvs., flöde/gallerarea Följande exempel visar en beräkning enligt denna metod. Låt oss anta att vi ska dimensionera ett ytterväggsgaller för ett luftintag på m 3 /h. Luftintagets höjd är begränsad till 1,2 meter. H = 1,2 m q = m 3 /h L = 7,2 m BILD 11. Luftintaget i exemplet. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 (Berner, Skistad og Hanssen, 2007). E 329

15 Vi ska använda ett galler med samma karaktäristik som i bild Tryckfall [Pa] ,3 Brutto intagshastighet [m/s] (luftflöde/brutto gallerarea) BILD 12. Karaktäristik för ytterväggsgallret. Vi väljer en intagslängd på 7,2 meter. Detta ger följande värden: Längd L 7,2 m Höjd H 1,2 m Bruttoarea A 8,64 m 2 Luftflöde Q m 3 /h 19,4 m 3 /s Intagshastighet (brutto) u 0 2,3 m/s Tryckfall p 1 27 Pa m 3 /h u L 100% 150% BILD 13. Förutsättningarna i beräkningsexemplet. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. 330 E

16 Vi önskar en högsta intagshastighet som inte ska vara mer än 50% högre än den lägsta intagshastigheten. Med detta krav ska den längsgående hastigheten på insidan av gallret inte överstiga: u 2 27Pa Lmax = [1,5 2 1] = 7,35 m/s (2) 1,25 kg/m 3 Tvärsnittet i kanalen bakom gallret ska då vara minst cirka: 19,4 m 3 /s A min = = 2,64 m 2 (3) 7,35 m/s Om kanalhöjden är densamma som gallerhöjden, dvs. 1,2 meter, blir kanalens bredd: 2,64 m 2 B= =2,2 m (4) 1,2 m Luftintaget kommer då att se ut som på bild 14. Här har vi ritat intagskanalen för en kanalhastighet på 8 m/s och gjort en övergång mellan intagskanalen och plenumkammaren innanför gallret. 1,6 m 2,2 m 1,5 m 2,0 m 1,2 m 7,2 m BILD 14. Luftintaget med de beräknade dimensionerna. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. Den lösning som redovisas i bild 14 ger alltså en snedfördelning av lufthastigheten över gallret, men inom acceptabla gränser. Ett sätt att helt undvika en snedfördelning är att fasa av utrymmet innanför E 331

17 intagsgallret. Avfasningen ska gå från intagskanalen ut till änden av gallret. Överst i bild 15 visas ett intagsgaller med kanalanslutning i ena änden. När gallret kan gå åt bägge håll från kanalanslutningen kan avfasningen göras som på den undre bilden. BILD 15. Intag med avfasat utrymme bakom intagsgallret. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen]. I bild 16 visas hur luftintaget ska utformas då man önskar fasa av luftintaget. Övriga data enligt exemplet ovan. Nu accepterar vi en maximal hastighet i plenumkammaren på 6 m/s, men vi kräver att hastigheten in genom intagsgallret ska vara densamma över hela gallret. Vi kan självfallet göra mer avancerade beräkningar med hjälp av CFD-simuleringar (Computational Fluid Dynamics). Ett ofta använt beräkningsprogram i dessa sammanhang är Fluent Air Pak ( Bild 17 visar två exempel på beräkning av hastighetsfördelningen genom ett luftintagstorn (till vänster) och två rektangulära luftintag på en fasad (till höger). Röd färg indikerar hög hastighet. Man kan se att den övre delen av tornet nästan inte har någon intagsfunktion. Luftflödet genom det väggmonterade luftintaget till höger i bilden är i båda fallen 7,5 m 3 /s och arean är 3 m 2. Detta betyder att medellufthastigheten i båda fallen blir 2,5 m/s. I dessa fall ser vi också konsekvensen av kanalens utformning och rikt- 332 E

18 1,6 m 1,5 m 2,7 m 1,2 m 7,2 m BILD 16. Luftintaget med avfasad utformning. Illustration: Luftinntak, Draft report SINTEF Energy Research 2007 [Berner, Skistad og Hanssen, 2007]. ningsändring efter luftintaget. Röd färg anger också här hög hastighet. Man kan tydligt se att det kvadratiska intaget har betydligt jämnare hastighetsfördelning än det rektangulära. Man kan också se att kanalutformningen efter intaget har betydelse för hastighetsfördelningen över luftintaget. Velocity m/s Velocity m/s (1,5 2 m) (1 3 m) BILD 17. Luftrörelser omkring och i luftintag kan beräknas med hjälp av beräkningsverktyg som Computational Fluid Dynamics (Fluent AirPak). Röd hög hastighet, blågrön låg hastighet. Illustration: Vänster: A.S. Wide, Degernes, Norge. Höger: Frode Frydenlund, SINTEF Energy Research, Trondheim, Norway. E 333

19 Bild 18 visar ett exempel på CFD-simulering av hastighetsfördelning genom ett existerande luftintagstorn tillsammans med foto taget i kulverten under intaget. Utfällning i form av snö och skräp överensstämmer väl med konsekvenserna av den beräknade hastighetsbilden. Velocity m/s 11,27 10,14 9,02 7,89 6,76 5,63 4,51 3,38 2,25 1,13 0,00 BILD 18. Strömningsteknisk simulering av luftintag där färgkoderna till vänster anger hastighetsfördelningen. Bilden till höger är ett foto som tagits nere i kulverten en vinterdag. Betydande mängder snö sugs in och ackumuleras i intagsdelen. AVSLUTANDE KOMMENTARER Vi har haft störst fokus på allmän fuktproblematik i byggen, medan fukt i ventilationsanläggningar närmast har ignorerats. Detta är paradoxalt med tanke på att ventilationsanläggningen ska förse byggnaden med frisk luft. Ventilationsanläggningar är emellertid ofta stängda utrymmen med låg status och allmänhetens intresse för dessa är lågt, samtidigt som få eller ingen av byggnadens användare har någon uppfattning om hur det är eller borde vara. Fukt, smuts och värme är inte skadliga i sig, men i kombination skapar de förutsättning för tillväxt av skadliga mikroorganismer och avgivning av kemiska ämnen från fuktskadade material, vilket i sin tur kan utgöra en hälsorisk. Av dessa tre faktorer har fukt en särställning, eftersom just fukt är en förutsättning för mögelväxt [Bryn.I. et al., 2006]. I detta sammanhang är luftintaget en ofta dåligt uppmärksammad del av ventilations- och klimatanläggningen. Här kan fri fukt i form av dimma, regn eller snö komma in i anläggningen om det inte läggs 334 E

20 tillräcklig vikt vid att motverka fuktinträngning. Dessvärre ser vi alltför många exempel på att anläggningar som i utgångsläget borde vara lämpade för att leverera ventilationsluft av hög kvalitet inte når upp till målet på grund av att förutsättningarna redan från början förstörs av dåligt utformade eller felplacerade luftintag. Detta är en allvarlig paradox när vi vet att det i många år har funnits kunskap om denna problematik. Därför finns det all anledning att hävda att orsaken till många av de problem som kommer igen år efter år är brist på kompetens inte brist på föreskrifter. Med kompetens menas i detta sammanhang summan av kunskap, insikt, inställning och beteende. Om arkitekter, byggingenjörer och VVS-ingenjörer inte tillsammans diskuterar luftintagens utformning och placering innan ritningsunderlaget är färdigt så är allt förlorat. Då riskerar vi att få resultat som de i bild 19 och 20. Bild 19 visar ett intagstorn som inte är utformat i enlighet med vare sig sunt förnuft eller någon av de BILD 19. Luftintag i lättillgänglig höjd inbjuder till att kasta ner skräp. Det gör inte saken bättre att diverse rester från byggnationen fortfarande finns kvar. Foto: M.Sc. Frode Frydenlund, EPT-SEfAS. E 335