Vad menas med inneklimat? Inneklimat (inomhusklimat innemiljö - inomhusmiljö)

Transkript

1

2 Vad menas med inneklimat? Inneklimat (inomhusklimat innemiljö - inomhusmiljö) - Termiskt klimat - Luftkvalitet (hygien) - Ljusförhållande - Ljudförhållande

3 Varför behöver man kunskap? Inneklimatet påverkar människans välbefinnande människans hälsa människans prestation byggnadens driftskostnad och energianvändning

4 Termiskt klimat Kroppens värmebalans: alstring = avgivning Kroppstemperatur: 37 grader Celsius Hudtemperatur: 33 grader Celsius Allvarliga skador vid en kroppstemperatur över 42 eller under 33 grader Celsius.

5 Termiskt klimat Omgivningsberoende - lufttemperatur - omgivande ytors temperatur - lufthastighet - luftfuktighet - golvtemperatur - vertikal temperaturgradienten Personberoende - klädsel - aktivitet (metabolism)

6 Klädsel Värmeisolerande förmåga: 1clo = 0,155 K,m 2 /W [inventerat värmeövergångstal 6,45 W/(K,m 2 )] Normal inomhusklädsel: clo = 1,0 0 (naken) < clo < 4 (polarklädsel)

7 Klädsel Klädsel Värmemotstånd Naken 0 clo Normal inomhusklädsel sommartid 0,5 clo Normal inomhusklädsel vintertid 1 clo Kraftig inomhusklädsel 1,5 clo Polarklädsel 4 clo Sovsäck 10 clo

8 Aktivitet Vid (stilla)sittande (vila) alstrar en människa 60 W/m 2 kroppsyta Kroppsyta ca 1,6-1,8 m 2 60 [W/m 2 ] * 1,8 [m 2 ] ~ 100 [W] 1 met = värmealstringen 60 W/m 2 kroppsyta

9 Aktivitet Värme avgivning sker genom: - konvektion vid 1 met: ca 40 W (40 %) - strålning vid 1 met: ca 40 W (40 %) - ledning (väldigt liten ca 5 %) - avdunstning (latent - genom andning och svettning - värme bunden i den vattenånga som följer med utandningsluften eller avdunstning från huden svettning) vid 1 met: ca 15 W (15 %)

10 Aktivitet Aktivitetsnivå Konvektion Strålning Förångning 1 met 40 W 40 W 40 g/h (15 W) 40 % 40 % 15 % Sensibel Latent

11 Konvektion 40% Avdunstning 15% Strålning 40% Ledning 5 % Källa: Energimyndigheten och LT h

12

13 Luftens temperatur Omgivande ytors temperatur Lufthastighet (drag) Luftfuktighet Aktivitet Klädsel omgivningsberoende individberoende

14 Källa: Energimyndigheten och LT H

15 Operativ temperatur Ett mått på hur temperaturen upplevs när temperaturerna på luft, golv, väggar, fönster och tak vägs samman Medelstrålningstemperatur: ett mått på omgivande ytornas temperatur Beror på omgivande ytornas temperatur, storlek, vinkelförhållande, placering, emisivitet etc T r T F T F... T n F n F är vinkelförhållande och T är yttemperatur i Kelvin

16 Operativ temperatur Sammanvägning av lufttemperatur och omgivande ytornas temperatur (medelstrålningstemperatur) Väldigt Viktig för termisk upplevelse ett mått på upplevelse av det termiska klimatet t op t r t 2 luft Riktad operativ temperatur (ROT) Ekvivalent temperatur t ekv t op ( 8 v)

17 Lufthastighet Värmeutbyte mellan kropp och omgivning ökar med högre lufthastighet (pga. högre värmeövergångskoefficient) helst under 0,15 m/s annars upplevs drag Orsak till luftrörelse: - luftstrålar från tilluftsdon eller uteluftsventiler - Kallras (inte samma som falsk kallras!) - Otätheter i byggnadens klimatskal

18 Drag känns mindre om rumstemperaturen höjs 5 Höjning av temperaturen för att kompensera för drag + 2, ,1 0,2 0,4 0,8 1,6 2 m/s 0,3

19 Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

20 Andra faktorer Luftfuktighet Ökande relativ fuktighet försvårar svettningen och därmed värmeavgivningen Vertikala temperaturgradient Temperaturskillnaden mellan golv och tak (mellan huvudhöjd och anklarna) bör inte vara mer än 3 grader Golvtemperatur (Helst mellan 20-24) Lägsta gräns: 16 Högsta gräns: 27 Sten, betong 27 Linoleum, PVC 25 Trä 23 Heltäckningsmatta 21

21 Bedömning och värdering av termisk klimat PMV-index PPD-index Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

22 Bedömning och värdering av termisk klimat

23 Klassning av inneklimat branschorganisation A, B och C (tidigare kallad för TQ1, TQ2 och TQ3) A: fler än 94 % nöjda TQ1: färre än 10 % missnöjda B: ca 90 % TQ2: 10 % missnöjda C: ca 85 % TQ3: 20 % missnöjda Myndigheternas krav Boverket - BBR Arbetsmiljöverket - AFS Socialstyrelse SOSFS

24

25

26 Vistelsezon: den del av rummet som utnyttjas. 0,1 m - 2 m över golv & 0,6 m från yttervägg och 1 m från yttre fönster och dörrar Källa: Swegon, Fläktwoods

27 Effektivitet i % Rumstemperatur Källa: Energimyndigheten och LT H

28 Luftkvalitet ventilationsflöde och CO2 Vi vistas 90 % inomhus I vila andas en människa 0,5 m 3 /h eller 0,14 l/s Andning: Inandningsluft ca 21 % syre Utandningsluft ca 16 % syre koldioxidhalt uteluft ppm (0,03-0,04 %) [volym-ppm: 10-6 m 3 per m 3 luft] utandningsluft ppm (4 %) Utandningsluften innehåller 100 ggr mer koldioxid

29 Luftkvalitet ventilationsflöde och CO2 En vuxen andas in 0,5 l/andning och inandas andningar per minut eller 960 inandningar per timme => vi andas in ca 0,5 m 3 /(h, person) (samma volymflöde andas vi ut). Vid kontorsarbete avger en vuxen ca 5,5 ppm CO2/(s, person) eller ca 20 liter CO2/(timme, person)

30 Luftkvalitet ventilationsflöde och CO2 Gränsen för dåligt luftkvalitet är 1000 ppm Arbetshygienisk gränsvärde: ca 5000 ppm Vid ppm uppstår huvudvärk, andningsbesvär etc.

31 Luftkvalitet ventilationsflöde och CO2 Bra indikator på föroreningshalter från personer. Ett bra mått för luftkvalitet där människor vistas (huvud föroreningskälla är människor). Koldioxid korrelerar med andra gaser och partiklar från kroppen och därför är det ett bra mått för luftkvalitet där människor vistas. Lätt och billig att mäta Ej farlig vid mängder som ofta förekommer. Det krävs väldigt stora halter för att kännas som farlig (över ppm) OBS! Ytterst sällan har man så stora halter! Rekommenderad värde ligger under 1000 ppm

32 Luftkvalitet ventilationsflöde och lukt/fukt - Lukt Luktämnen i så små koncentrationer Ej giftverkan Påverkar dock andningsfrekvensen => försämrar blodets syresättning Svårt att mäta Bästa mätinstrumentet är näsan känns när man kommer in i ett rum men näsan vänjer sig snabbt! - Fukt RF bör ligga mellan % Människa avger 40 g vattenånga/timme - Skillnad i vatteninnehåll utomhus och inomhus bör inte vara större än 3 g/kg luft,

33 Utomhus: % Inomhus kan sjunka till Märkbar låga nivåer Källa: Swegon, Fläktwoods

34 Fuktas upp inne Kall vinterluft in i huset värms till 23ºC Inne: 23 ºC och 30 % RF Ute: -5ºC Källa: Energimyndigheten och LTH 34

35 Källa: Swegon, Fläktwoods

36

37

38

39 Olf: anger styrkan hos en föroreningskälla definierad som emissioner/lukt från en standardperson (olf står för olfactorius, latin för luktorgan) Decipol: den upplevda luftföroreningen lukten som orsakas av en standardperson där ventilationen är 10 l/s ren luft. Vid luftflöde 10 l/s ger 1 olf luktnivån 1 decipol.

40 Luftkvalitet ventilationsflöde och andra föroreningar Radon: märks inte (luktar inte, syns inte etc.) men är farlig Enkel och billig att mäta Vad är radon? Radondöttrarna fastnar på damm som vi andas in och kommer på så sätt ner i lungorna. Genomsnitt i svenska bostäder: 100 Bq/m3 Gräns: 200 Bq/m3

41

42 Radon finns överallt i mark, luft och vatten bostäder med mer än 400 Bq/m 3. Lika många mellan Bq/m 3 Radon i bostäder kan komma från tre olika källor: Marken under och runt om huset Byggnadsmaterialet Vatten som används i hushållet Byggnadsmaterial: Alla byggnadsmaterial som är baserade på sten (till exempel betong, tegel, lättbetong) innehåller radium och avger därför radon. Normalt är radiumhalten så liten att radonavgången är betydelselös, men det finns undantag blå betong. Är det byggnadsmaterialet som avger radon, behöver du öka luftomsättningen i bostaden.

43 Mark: Jordlagret består av procent luft. Radonhalten i jordluften är alltid mer än Bq/m3 på en meters djup. Normalt är den Bq/m3 i morän och Bq/m3 i grus. Om fragment av alunskiffer ingår i jorden kan radongashalten bli så hög som 1 2 miljoner Bq/m3. Lufttrycket inomhus är oftast lägre än utomhus och i marken. Är marken luftgenomsläpplig och grundkonstruktionen otät kan radonhaltig jordluft sugas in i huset.

44 Källa: Boverket

45 Källa: Boverket

46 Källa: Boverket

47 Luftkvalitet ventilationsflöde och andra föroreningar Tobakrökning Damkvalster (25 grader, 80 % fuktighet) Alger och mögel (mikrobiologisk tillväxt) Ozon Emissioner från byggnads- och inredningsmaterial (organiska ämne) svårt att mäta finns tusentals kemiska föreningar i luften med låg koncentration har negativa hälsoeffekter ej kartlagt VOC: flyktiga organiska material - kolväten såsom alkaner, alkener och aromater Toluen, Terpener, Aldehyder, Fenol, PAH etc. Uppkommer från lösningsmedel, vissa typer av plastmattor och träprodukter, lim, tobaksrökning etc.

48 Ventilationsbehov med hänsyn till föroreningskällor Människor bioeffluenter Joniserande strålning radon Tobaksrökning Dammkvalster allergener från husdjur (fragment från päls, saliv och urin) Mikrobiologisk tillväxt (alger och mögel svampsporer) Emissioner från byggnads- och inredningsmaterial

49 c c 0 e n t ( c b p )(1 q e n t ) c 0 = koncentration vid tiden t=0 (mg/m 3 ) t = tiden (s) n = specifika luftflödet (m 3 /s,m 3 ) c b = koncentration i tillförd luft (mg/m 3 ) p = genererad föroreningar inom lokalen (mg/s) q= luftflöde genom lokalen (m 3 /s) n = q/v

50 Ventilationsbehov med hänsyn till värmeöverskott Max undertemperatur på 8 grader på tilluften (för att undvika risk för drag) P kyl q c pluft ( T rum T till ) q luftflöd, m 3 / s c pluft specifik värmekapacitet för luft J / kg/ C densitet för luft kg/ m 3 T T rum till rumsluften temperatur C tilluftens temperatur C

51 - Gasformig (flyktiga organiska material - VOC) - Partikelformig (virus, bakterier, kvalster, allergener, svampsporer, poller, radon, rök)

52 Ventilation Ventilationens funktion: - tillföra friskluft och föra bort förorenad luft - medverka till att föroreningar inte sprids i byggnaden - skapa undertryck - i vissa fall värme eller kyla Undertryck för att den fuktiga inomhusluften inte ska tryckas ut genom otätheter i klimatskalet, kondensera och skapa fukt- och mögelproblem

55 Luftomsättning: n=q/v [oms/h] q är ventilationsflöde [m 3 /s] och V är rumsvolym [m 3 ] Bostäder: 0,35 l/(s och m 2 golvarea) motsvarar ca 0,5 oms/h (takhöjd: 2,5 m) Lokaler: 7 l/(s, person) + 0,35 l/(s,m 2 )

56 Ventilation Ventilationssystemets olika delar till- och frånluftsdon distributionssystem kanaler luftbehandlingsaggregat: fläkt(ar), värmare/kylare, filter, återvinnare, (av)fuktning styr och reglersystem: temperatur, tryck och flöde

57 Ventilation Olika typer av ventilationssystem Självdrag, S Frånluft, F Till- och frånluftssystem, FT Till- och frånluft med värmeåtervinning FTX FFS FVP CAV & VAV

58 Självdrag (S) Påverkas av: - Termiska stigkrafter - vindtryck Lägre under sommaren (mindre temperaturskillnad) Överventilerad under vinter Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

59 Självdrag (S) För- och nackdelar: + ingen fläktel + inget fläktljud + inget fläktrume behövs + litet underhållsbehov - svårt att klara ventilationskravet sommartid - överventilerad vintertid - ej möjligt att återvinna värme i frånluften - ljud utifrån kan tränga in genom uteluftsventiler - risk för drag - svårt att kontrollera luftfördelningen i och mellan lägenheter

60 Fläktförstärkt självdrag, FFS För- och nackdelar: + lite fläktel + klarar kraven på ventilation sommartid + kräver litet utrymme + litet underhållsbehov + inte så mycket ljud - överventilerad vintertid - ej möjligt att återvinna värme i frånluften - ljud utifrån kan tränga in genom uteluftsventiler - risk för drag - svårt att kontrollera luftfördelningen i och mellan lägenheter

61 Frånluft, F Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

62 Frånluftsventilation med värmepump, FVP Värme i frånluften tas till vara förångare placeras i avluftskanalen kondensorvärme används för värmesystemet och/eller tappvarmvattenberedning Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

63 Frånluft, F och FVP För- och nackdelar: + måttligt utrymmesbehov + möjligt att återvinna värme i frånluften (värme återvinns inte i ett rent F-system) + ventilationsflöde kan kontrolleras + lagom undertryck - värme återvinns inte i ett rent F-system - fläkten drar el - kräver en viss tillsyn, underhåll och skötsel (framförallt gäller FVP) - ljud utifrån kan tränga in genom uteluftsventiler - känslig för ändringar av frånluftsdonens strypning - risk för drag

64 Till- och frånluftssystem, FT Källa: Mittbygge.se

65 Till- och frånluftssystem med värmeåtervinning, FTX Källa: Mittbygge.se

66 Till- och frånluftssystem med värmeåtervinning, FTX För- och nackdelar: + värme i frånluften återvinns (stor energibesparing) + stora möjligheter att styra luftväxlingen + uteluften kan filtreras + möjlighet till dragfri tillförsel av ventilationsluft - Fläktar som kräver el - risk för buller - utrymmeskrävande - ökat underhållsbehov Damm och smuts måste rengöras (försämrar prestanda hos vvx mer tryckförlust) Filterbyte (mer tryckförlust => ökad fläktarbete)

67 Komponenter i en luftbehandlingsaggregat:

68 Roterande värmeväxlare Temperaturverkningsgrad på % Problem: kondens och frost Avfrostning genom sänkning av varvtal Tryckfall på ca 100 Pa + hög temperatur verkningsgrad + rel. Lågt tryckfall + som kylåtervinnare sommartid - överföring av lukt, fukt, partiklar och gaser från frånluft till tilluft - rörliga delar skapar risker för fel och mer underhåll - till- och frånluftskanaler måste dras till samma fläktrum Källa: Swegon, Fläktwoods och uponor

69 Plattvärmeväxlare Verkningsgrad på 50 % Tryckfall: 150 Pa Risk för kondens risk för frost (främst vid kalla hörnet ) + ingen eller minimal överföring av föroreningar + inga rörliga delar - relativt högt tryckfall - relativt lågt verkningsgrad - till- och frånluftskanaler måste dras till samma fläktrum Källa: Swegon, Fläktwoods och upponor

70 Vätskekopplade värmeväxlare Verknings grad på 50 % Tryckfall: 200 Pa + ingen läckage + kan användas även om tillufts- och frånluftsaggregat är separerade + återvunnen värme kan användas i valfritt system - låg temperatur Verkningsgrad - relativt högt tryckfall - frostskyddsmedel måste användas - pump drar el Källa: Swegon, Fläktwoods och upponor

71 Värmeåtervinnare - värmeväxlare: - Roterande värmeväxlare - Plattvärmeväxlare - Vätskekopplade batterier Temperaturverkningsgrad (apparatkonstant beror på Värmeöverförand area och värmegenomgångstal - värmepump Energiverkningsgrad

72 Luftvärmare i luftbehandlingsaggregat Ofta lamellrörsbatteri: varm vatten strömmar inuti rör. Tunna och parallella lameller (plåtar) fästs vinkelrät på en millimeters avstånd ökar värmeöverförande area Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

73 Filter Uteluft innehåller partiklar, gaser, ångor etc. Naturliga: som pollen, frömjöl, virus, stendamm etc Men även från fordonavgaser, olika typer av förbränningar (sop, ved etc) Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

74 Filter, mekanismer mekanisk Elektorstatisk Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

75 Filtermaterial Glasfiber, plast, metall, aktiv kol (kolfilter) Aktivt kol definieras som en mikroporabsorbent framställd av kolhaltigt material. aktivt kol trots dess solida utseende består av ett nät av sammanhängande sprickor och porer som löper genom hela materialet. Porerna är extremt små, med storlekar från 2 till nanometer Källa: Renifoam

76 Filterklasser Grundfilter (grovfilter) Finfilter Mikrofilter Vikten på teststoftet mäts före och efter filter passage (grundfilter)

77 F7 MPPS = 0,25 μm Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

78 Ventilation Två principer: omblandande deplacerande (undanträngande) Viktigt att tänka på: - till- och frånluftsdonens storlek, antal och placering - temperatur på tilluften - inblåsningshastighet - god ventilations- och luftutbyteseffektivitet - Dragfri

81 Med kastlängd avses det avstånd där lufthastigheten i kärnstrålen nått en specifik gränshastighet t.ex. 0,2 m/s (andra alternativ är 0,4, 0,3 och 0,25 m/s). Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

82 Placering av don vid omblandande ventilation Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

86 Ventilation, övrig Några begrepp Ventilationseffektivitet = ε v = c frånluft / c rumsmedel Utbyteseffektivitet = ε l = t medel kolvströmning / t medel aktuelll Källa: Projektering av VVS Catarina W arfvinge

88 Ventilation, övrig Några begrepp CAV, VAV och DCV, PV OVK Dimensionering

90 SFP = Specific Fan Power (Specifik fläkteffekt) Ett mått på en fläkts/aggregats el-effektivitet Exempel: Ett FTX-aggregat. Tilluftfläkt 10 kw, frånluftfläkt 10 kw. Max tilluftflöde 7,8 m 3 /s, max frånluftflöde 8 m 3 /s. SFP = 1,5 SFP = 2,0 SFP = 2,5 SFP = 4,0 Mycket eleffektivt Eleffektivt Mindre eleffektivt Vårdslöshet med högvärdig energikälla

91 Myter om ventilation, innemiljö och hälsa Städmyten Pälsdjursmyten Luftfuktighetsmyten Mögel och täthetsmyten Det möglar inte för att det är lufttätt utan för att det är otätt! Hus ska andas med sitt ventilationssystem! Källa: SP

92 Konsekvenser av luftotäthet Konsekvenser av luftotäthet - Ökad energianvändning - Försämrad termisk komfort - Dålig luftkvalitet - Fuktskador Otätheter suger (fett)! Tätheter äger (fett) Om ventilationer suger (fett) Källa: SP