Optimering av ventilationsflöden i Sundsvalls Sjukhus. Kristina Odeblad

Optimering av ventilationsflöden i Sundsvalls Sjukhus Kristina Odeblad Civilingenjörsprogrammet i Energiteknik vid Umeå Universitets Tekniska högskola

Sammanfattning Detta arbete har syftat till att undersöka om dagens ventilationsflöden på ortopediska kliniken på plan 7 i Sundsvalls sjukhus är optimerade för att bära den värme som krävs under vintern, samt för den kyla som behövs på sommaren. I dag är värme och kyla luftburen i sjukhuset. På grund av detta är luftflödena i sjukhusets ventilationssystem höga. För att sänka ventilationsflödena i rummen måste hänsyn tas till varje rums utformning, till exempel rummets storlek, antal fönster, om det finns WC anslutet till rummet, samt hur många hur personer som befinner sig i rummet. Ventilationen måste även anpassas så att god luftkvalitet upprätthålls i rummen och att inte problem med lukter eller fukt uppstår. Varje rum som studerats har så kallade frånluftfönster där frånluft extraheras via fönstret. Detta leder till att transmissionsförlusterna blir högre vid lägre flöden genom fönstret. Ventilationsluftens inblåsningstemperatur till rummen begränsas för att den inte ska kännas obehagligt varm. Nya ventilationsflöden beräknas för varje rum och sammanfattas i tre kurvor där luftflöden ges som funktion av utomhustemperaturen. Den första kurvan visar ventilationsflödet vid värmebehov och den andra kurvan visar ventilationsflödet vid kylbehov. Den tredje kurvan visar luftflödet till rummet vid maximal solinstrålning, vilket leder till ett stort kylbehov. Bortsett från kurvan som tar hänsyn till solinstrålning visar kurvorna att dagens ventilationsflöden går att sänka generellt. Detta gäller för samtliga rumstyper på avdelningen. Ventilationsflödena kan sänkas utan att luftkvaliteten eller inomhusklimatet försämras. Då kurvorna över ventilationsflödet beräknas måste hänsyn tas till hur många personer som vistas i rummen samt om rummen har särskilda ventilationsbehov på grund av att till exempel en WC är kopplad till rummet Avslutningsvis mättes inomhustemperaturen i två rum under några dagar då ventilationsflödena sänkts till beräknad nivå. Temperaturen i rummen hölls på önskad nivå, vilket visade att ventilationsflödena klarade värmebehovet även då utomhustemperaturen understeg -18 C. 2

Abstract Optimization of ventilation air flow rates at the Regional Hospital of Sundsvall. The purpose of this work has been to investigate if the current ventilation air flow rates at the ortopedic clinic on floor 7 at the Regional Hospital of Sundsvall are optimized. The air flow rate is supposed to distribute the heat required in the winter as well as supply the facilities with sufficient cooling in the summertime. Today both cooling and heating is distributed by supply air and because of this the air flow rates in the hospital s ventilation system are high. In order to reduce the air flow rates one have to take the size of the room, the number of windows, the number of persons present and whether or not a lavatory is connected to the room into account. The ventilation system also has to make sure that sufficiently good air quality is maintained in the room. All rooms in this study were equipped with return air windows (Swedish: frånluftsfönster) in which some of the return air from the room is extracted through a gap between two of the three window panes. As the air flow rate between the window panes increases the heat losses due to transmission through the window decreases. The supply air temperature is limited in order to aviod discomfort due to over-temperated air. New, optimized, supply air flow rates is calculated for each room and the air flow rate as a function of the outdoor temperature is presented in three different plots. The first plot shows the lowest required air flow rate when the room requires heating and the second shows the lowest required air flow rate in the summertime. The third and last plot shows the lowest required air flow rates when the solar heat load is at its highest. The investigation shows that the ventilation air flow rates in all types of rooms at the clinic can be reduced except at periods with very high solar heat load. The ventilation air flow rates can be reduced without affecting the air quality or the thermal comfort in the room. When the new air flow rates is beeing calculated one has to take into account the number of persons present and if there is a lower limit for the air flow rate due to that a lavatory connected to the room. At the end of the investigation a full-scale test with the new reduced ventilation air flow rates was performed. During the test period the normal indoor temperature in the room was maintained even though the outdoor air temperature fell below -18 C. 3

Innehållsförteckning 1 Inledning...5 1.1 Bakgrund...5 1.2 Syfte...5 1.3 Övergripande metodbeskrivning...6 2 Fakta, aktuella rum...7 2.1 Rummens utseende och läge...7 2.1.1 1-patientrum...7 2.1.2 3-patientrum...8 2.1.3 Dagrum...8 2.1.4 Läkemedelsrum...8 2.2 Frånluftsfönster...9 2.3 Batteri och värmeväxling... 11 2.4 Värmetillförsel... 13 2.5 Ventilation... 15 3 Beräkningar... 16 3.1 Uppvärmning och kylning... 16 3.2 Beräkningar i Excel... 17 3.3 Ventilation... 17 3.3.1 1-patienrum... 17 3.3.2 3-patientrum... 18 3.3.3 Dagrum... 18 3.3.4 Läkemedelsrum... 18 4 Resultat... 19 4.1 Värme... 19 4.1.1 Rum 214B... 19 4.1.2 Rum 214A... 21 4.1.3 Rum 190... 23 4.1.4 Rum 197... 24 4.1.5 Rum 203... 25 4.1.6 Rum 238... 26 4.2 Kyla... 27 4.2.1 Rum 214B... 27 4.2.2 Rum 214A... 29 4.2.3 Rum 190... 31 4.2.4 Rum 197... 33 4.2.5 Rum 203... 35 4.2.6 Rum 238... 37 4.3 Test av temperaturhållning... 39 5 Diskussion... 40 6 Slutsats... 45 7 Referenser... 46 4

1 Inledning 1.1 Bakgrund Sedan mer än tio år tillbaka har Landstinget i Västernorrland arbetat med att minska energianvändningen. I dag har elbehovet i Sundsvalls sjukhus minskat bland annat genom att använda snö till kylning och dessutom har ny, mer energieffektiva, belysningsarmaturer installerats. För att minska elbehovet ytterliggare ska om möjligt uppvärmningen effektiviseras. I dag är värme och kyla luftburen i Sundsvalls sjukhus. På grund av detta är luftflödena i sjukhusets ventilationssystem höga. Detta leder i sin tur till hög energianvändning för såväl el som värme. Den huvudsakliga frågeställningen i detta arbete är om ventilationsflödena kan sänkas med bibehållet inomhusklimat. I varje rum finns en slutvärmare och en slutkylare som värmer respektive kyler tilluften till önskad inblåsningstemperatur. Detta styrs med hjälp av en reglercentral som via styrventiler på slutvärmaren och slutkylaren reglerar flödet i de vattenburna systemen. Värmebatteriet är kopplat till ett vattenburet värmesystem medan kylbatteriet förses med kyla från ett köldbärarsystem. På så sätt hålls önskad temperatur i rummet. Frånluften i rummen går ut genom ventiler på WC och/eller duschrum samt rummens fönster. I Sundsvalls sjukhus finns så kallade frånluftfönster. Detta innebär att luften bortförs genom en spalt mellan två av fönsterrutorna. U-värdet för fönstret kommer att minska med ökat luftflöde genom fönstret. Detta leder till att transmissionsförlusterna blir som störst vid låga luftflöden. Ventilationen i rummen tar inte bara hänsyn till föroreningar utan måste även anpassas till hur personer uppfattar luften i rummet. Patienter och personal får inte störas av luftdrag eller uppleva obehag på grund av övertempererad tilluft. 1.2 Syfte Huvudsyftet med detta examensarbete är att undersöka om dagens ventilationsflöden på plan 7 i Sundsvalls sjukhus är optimerade för att bära den värme som krävs under vintern, samt den kyla som behövs på sommaren. Om dagens ventilationsflöden inte är optimerade ska nya flöden beräknas med hänsyn till varje rums utformning. Där måste hänsyn tas till rummets storlek, antal fönster, samt ytterväggarnas area. Hänsyn måste även tas till hur många personer som vistas i rummet samt vilket väderstäck rummets fönster har. Vidare är syftet att fortsatt upprätthålla önskat klimat i lokalerna, så att dessa inte upplevs för kalla på vintern, respektive för varma på sommaren. Luftflödet i anläggningen måste även uppfylla gällande rekommendationer avseende luftväxling. Till önskat klimat hör även god luftkvalitet, såsom att inga problem med lukter, förhöjd CO 2 - halt och luftfuktighet uppstår. 5

1.3 Övergripande metodbeskrivning Arbetet begränsas genom att studera ett antal rum på ortopediska avdelningen i Sundsvalls sjukhus. Arbetet består huvudsakligen av tre delar; inventering, studie av varje enskilt rum samt förslag på nya ventilationsflöden för dessa rum. Ett antal olika rum studeras och varje enskilt rums individuella förutsättningar är viktiga vid beräkningar av nya ventilationsflöden. Dessa rum valdes eftersom de är representativa för övriga rum på avdelningen. Minst tre olika kurvor för luftflödena beräknas. Först konstrueras en kurva för ventilationsflödena då det finns ett värmebehov i rummen. Därefter skapas en kurva då det finns ett kylbehov i rummen. Den tredje kurvan visar ventilationsflödena vid kylbehov då solinstrålningen till rummet är som störst. I detta fall blir ventilationsflödena mycket höga. Avslutningsvis genomförs ett fullskaletest av de nya, beräknade ventilationsflödena i två rum. Detta för att testa om de beräknade luftflödena klarar av att hålla temperaturen i rummen på önskad nivå 6

2 Fakta, aktuella rum Detta avsnitt behandlar fakta kring rummen som studerats på Sundsvalls sjukhus. Varje enskilt rums förutsättningar och utseende beskrivs. Avsnittet tar även upp de gemensamma egenskaper som rummen har. 2.1 Rummens utseende och läge De aktuella rummen på regionsjukhuset i Sundsvall ligger på sjunde våningen på ortopediska avdelningen. De flesta rummen är av typen patientrum med plats för mellan en och tre patienter. Till vissa av dessa rum hör även en WC med eller utan dusch. Avdelningen har även expedition samt ett stort dagrum. I anslutning till dagrummet finns ett kök och diskrum. Alla patientrum, samt dagrummet och expeditionen har ett eller två fönster placerade mot antingen öst eller väst. Sex olika rum har studerats på avdelningen. Dessa rum täcker i stort sett upp alla olika typer av rum. För att minska ventilationsflödet till rummen finns ett antal olika faktorer som måste vara känt för varje enskilt rum. Först och främst måste särskilda behov av högre luftflöde i rummen klarläggas. Eftersom detta är en ortopedisk vårdavdelning behöver ingen hänsyn tas till att vissa rum behöver större lufttillförsel. Det finns inga operationssalar eller rum för intensivvård. Därefter måste rummets läge vara känt, samt hur många fönster rummet har och åt vilket vädersträck dessa fönster är vända åt. Rummets totala volym måste vara känt för att ventilationsflödet ska beräknas rätt, samt hur stor area som rummets ytterväggar har. En faktor som kan vara svår att avgöra är hur många personer som kommer att vistas i rummet. För varje person som befinner sig i rummet krävs ett visst ventilationsflöde för att rummet ska hålla god luftkvalitet. I de flesta rummen på avdelningen kommer människor att vistas hela dygnet. Det fungerar alltså inte som på ett kontor där ventilationen kan stängas av under nätter och helger. 2.1.1 1-patientrum Rum 214A är ett 1-patientrum med ett fönster. Rummets yttervägg har en area på cirka 10 m 2. I rummet finns WC med dusch. Den totala arean för rummet inklusive WC är cirka 20 m 2. Ytterliggare två rum, nämligen 209A och 209B har samma uppbyggnad som rum 214A. Dessa tre rum har fönster i östlig riktning och har ett uppmätt tilluftsflöde på 220 m 3 /h i varje rum. Rum 191 och rum 237 är liknande rum som 214A men har ett uppmätt tilluftsflöde på 160 m 3 /h var. Rum 191 har ett fönster åt öst och rum 237 har ett fönster åt väst. Rum 214B har precis som rum 214A ett fönster åt öst, samt WC med dusch kopplad till rummet. Skillnaden mellan dessa rum är att rum 214B har ytterväggar med en total area på cirka 18 m 2. Det uppmätta tilluftsflödet är detsamma som i rum 214A, det vill säga 220 m 3 /h. 7

Ett mindre 1-patientrum är rum 190 med en golvarea på cirka 12 m 2 samt ytterväggens area är 10 m 2. Rummet har ett fönster åt öst. En skillnad mot tidigare rum är att detta rum inte har WC. På avdelningen finns två rum som liknar rum 190, nämligen rum 237 och rum 252. I rum 237 och 190 är uppmätta tilluftsflöde 160 m 3 /h, medan rum 252 har ett luftflöde på 120 m 3 /h. Rum 252 och 237 har varsitt fönster åt väst. 2.1.2 3-patientrum Ett typiskt 3-patientrum är rum 197 med en ytterväggsarea på 20 m 2. Till detta rum hör två fönster åt öst och från rummet nås ett duschrum. Det finns fyra likadana rum som 197, men dessa fyra rum är vända åt väst. Dessa rum har nummer 229A, 233, 243 samt 245. Dagens uppmätta tilluftsflöde för de fem rummen är 320 m 3 /h i varje rum. Det finns ytterliggare ett rum (186) som har samma tilluftsflöde och ser ut som rum 197 förutom att den inte är kopplas till ett duschrum. Golvarean i varje rum är cirka 30 m 2. 2.1.3 Dagrum Dagrum 203 har två fönster åt öst och ytterväggens area är cirka 20 m 2. Till detta rum hör serveringskök och diskrum, och den totala golvarean är cirka 44 m 2. Dagens uppmätta tilluftsflöde i rummet är 480 m 3 /h. 2.1.4 Läkemedelsrum Rum 238 är ett läkemedelsrum, och därmed kommer människor inte att vistas stadigvarande. Detta rum har ett fönster åt väst, en golvarea på 10 m 2 samt att ytterväggarna har en area på cirka 6 m 2. Dagens uppmätta tilluft är 320 m 3 /h. Nedan finns en Tabell (se Tabell 1) med varje rums tilluftsflöde och i vilken riktning rummet är vänt åt. Rumsnummer i fet stil är de aktuella rummen som kommer att studeras och där nya luftflöden kommer att beräknas. Tabell 1: Rummens riktning och luftflöde. Rum Uppmätt luftflöde [m 3 /h] Riktning fönster 214A 220 Öst 219A 220 Öst 219B 220 Öst 191 160 Öst 237 160 Väst 214B 220 Öst 190 160 Öst 252 120 Väst 197 320 Öst 229A 320 Väst 233 320 Väst 243 320 Väst 235 320 Väst 186 320 Öst 203 480 Öst 238 320 Väst 8

2.2 Frånluftsfönster Fönstren i de delar av fastigheten som skall studeras är av typen frånluftsfönster. Det vill säga att en del av frånluften i ett rum extraheras via en spalt mellan två av fönsterrutorna. Luften går in genom nedre delen av fönstret och ut genom övre delen av fönstret. Vid kallt utomhusklimat kyls frånluften mellan rutorna och kan på så vis ta upp en del av rummets transmissionsförluster. Däremot leder detta till att förvärmningen av uteluft via den roterande värmeväxlare i ventilationsaggregatet blir mindre, eftersom frånluften redan har blivit avkyld. Frånluften och tilluften är kopplad till det centrala ventilationsaggregatet, med roterande värmeväxlare. Se flödesschema enligt Figur 1. Figur 1: Principflödesschema över ventilation för rum med frånluftsfönster. 9

Idag är frånluftsflödet ut genom varje fönster i Sundsvalls sjukhus 30 m 3 /h. U-värdet för fönstret beror av luftflödet genom fönsterrutorna. U-värdet för frånluftsfönster minskar med ökat luftflöde (se Figur 2) men det finns inga studier på hur kurvan ser ut. Transmissionsförlusterna blir högre vid lägre luftflöden genom frånluftsfönster. Antagandet att U-värdet avtar linjärt med ökande flöde för frånluftfönster får anses troligt. Detta eftersom värmeenergin som upptas av frånluften borde var proportionellt mot luftflödet. Då 30 m 3 /h luft går genom fönstret är U-värdet 2,0 W/m 2 K. Då ingen luft går genom fönstret är U-värdet 2,5 W/m 2 K. [1] I detta fall har varje fönster en area på cirka 2,5 m 2, som är uppdelad på två fönsterrutor. 3,0 2,5 U-värde [W/m2K] 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 Luftflöde [m3/h] Figur 2: U-värdet för frånluftsfönster som funktion av flödet. [1] 10

2.3 Batteri och värmeväxling Värme- och kylbatterier är avsedda för att värma respektive kyla luften som tillförs rummen på regionsjukhuset i Sundsvall. Batterierna, som benämns slutvärmare respektive slutkylare är egentligen värmeväxlare som överför värme från ett system till ett annat. I värmebatteriets fall överförs värme från det vattenburna sekundärvärmesystemet till ventilationens tilluftssystem. På samma vis överförs kyla från köldbärarsystemet till tilluften via kylbatteriet. Värmeväxlarna är avsedda för värmning eller kylning av luft. En slutvärmare/slutkylare (värmeväxlare) är uppbyggt av flera rör sammankopplade i slingor vinkelrätt mot luftströmmens riktning. I detta fall strömmar vatten genom slingorna, och luften som ska värmas eller kylas strömmar utanför slingorna. Slutvärmaren respektive slutkylaren är kopplad enligt Figur 3. Figur 3: Slutvärmare respektive slutkylare. För att uppnå/behålla önskad temperatur i rummen finns en reglercentral i varje rum som styr flödet (i sekundärvärmesystemet eller köldbärarsystemet) över värmebatteriet/kylbatteriet. Med hjälp av styrventiler får tilluften en önskad inblåsningstemperatur. Temperaturer på luften innan värmeväxling samt temperaturer på vattnet före och efter värmeväxling redovisas i Figur 4. 11

70 60 Mediatemperatur [ C] 50 40 30 20 10 T in vatten T ut vatten T in luft 0-30 -20-10 0 10 20 Utetemperatur [ C] Figur 4: Temperaturen på vattnet före och efter värmeväxling, samt temperaturen på luften före värmeväxling. Tut luft beräknas för varje rum beroende på slutvärmarens/-kylarens storlek samt minsta möjliga tilluft till varje enskilt rum. Rummen på den aktuella avdelningen har olika storlekar på slutvärmaren och slutkylare, se Tabell 2. Tabell 2: Rumsnummer och beteckning på slutvärmare/slutkylare. Rum Slutvärmare Slutkylare 214A QJHD-160 QJCD-160 214B QJHD-160 QJCD-160 191 QJHD-125 QJCD-125 197 QJHD-200 QJCD-200 203 QJHD-250 QJCD-250 238 QJHD-200 QJCD-200 12

2.4 Värmetillförsel Transmissionsförlusterna från rummen avser värmetransporten från rummet när det är varmare än omgivningen, samt den värmetransport som sker in till rummet vid varma dagar. Till transmissionsförluster hör värmeförluster genom ytterväggar och fönster. Transmissionsförlusterna genom ytterväggarna i det dimensionerande fallet beräknas enligt ekvation (1). P dim, vägg vägg vägg ( T T ) = U A (1) inne dim, ute Där Uvägg är ytterväggens U-värde, och Avägg är ytterväggens area. Tinne är temperaturen inomhus och T dim,ute är dimensionerande utomhustemperaturen. Transmissionsförlusterna för fönster vid det dimensionerande fallet beräknas enligt ekvation (2). P dim, fönster fönster fönster ( T T ) = U A (2) inne dim, ute Där U fönster är U-värdet för fönstret och A fönster är dess area. Den totala transmissionsförlusten vid den dimensionerande utomhustemperaturen beräknas enligt ekvation (3). P dim, trans Pdim, fönster + = P (3) dim, vägg Totala transmissionsförlusterna i rummet vid olika utomhustemperaturer beräknas från ekvation (4). P trans = P ( T T ) bryt ute ( ) Tbryt Tdim, ute dim, trans (4) Där T bryt är den utomhustemperatur då ingen värme kommer att behövas tillföras rummet. Då klarar rummet av att hålla värmen på önskad nivå. För att beräkna värmeöverföringen mellan det vattenburna systemet och luften används ekvation (5) - (13) [2]. Om värme ska tillsättas till rummet måste den maximala värmeöverföringen beräknas med hjälp av ekvation (5). ( T vatten T ) Q max = Cmin, in luft, in (5) Temperaturen på vatten T vatten, in och luft T luft, in före värmeväxling redovisas i Figur 4. Mediets värmeupptagningsförmåga beräknas enligt ekvation (6) och (7). C min är det till beloppet minsta av de två nedan beräknade värdena. 13

C luft m luft CP, luft = (6) C vatten mvatten CP, vatten = (7) { } C = min min C luft, C (8) vatten Där luftens specifika värmekapacitet (C P,luft ) är 1,007 kj/kg K och vattnets specifika värmekapacitet (C P,vatten ) är 4,18 kj/kg K. Tillförda värmen till rummet beräknas från ekvation (9). Q = ε Q (9) max Värmeöverföringstalet e beräknas från ekvation (10). 2 NTU 1 + c 2 [ NTU 1 + c ] 1 2 1+ exp ε = 2 1 + c + 1+ c (10) 1 exp Där c beräknas från ekvation (11), och NTU beräknas från ekvation (12). Cluft c = (11) C vatten UA NTU = (12) C luft Med hjälp av Tabeller för varje storlek på värme- respektive kylbatteri kan luftflöden och effekter läsas av. Detta gäller även luften och vattnets temperatur in till batteriet. Därefter beräknas UA för varje batteristorlek (se Tabell 2). Tilluftstemperaturen till rummet beräknas från ekvation (13). T Q, + (13) C luftut = Tluft, in luft Därefter kan värmen in till rummet beräknas enligt ekvation (14). 14

Q = C luft ( Tluft, ut Tinne) + Pinterna_ laster (14) Där P interna_laster är värmen som avges från interna laster. Temperaturen i rummet påverkas av den värme som avges från interna laster. Alltså värme som avges direkt från personer, apparater och belysning (se Tabell 3). Människor avger värme genom konvektion, strålning och förångning. Tabell 3: Värme som avges till rummet från personer, belysning och datorer. Värme till rummet Person 100W Belysning [3] 7W/m 2 Datorer [3] 9W/m 2 2.5 Ventilation Uppvärmning respektive kylning av rummen sker via tilluften. Detta innebär att rummen får sin värme respektive kyla genom ventilationsflödet som tillförs rummen. Luftflödet till rummen kommer att öka med ökat värme-eller kylbehov. Uppvärmning via ventilationssystemet leder till att det inte behövs ett separat vattenburet system för uppvärmning via till exempel radiatorer och ett för ventilation. Utan allt sker via ett system. Ventilationens uppgift är att säkerhetsställa god luftkvalitet i rummen genom att svara för bortförsel av föroreningar. Klimatet inomhus ska vara hälsosamt och uppfattas som behagligt. För att ett visst inomhusklimat ska uppnås används kravspecifikationer för att beräkna tilluftsflödet till rummen. Luftflödena i patientrum, expedition och dagrum är rekommenderat till 7 l/s och person (se Tabell 4). Rekommenderade ventilationsflöden beror även av rummets storlek. Där finns rekommenderade värden på 0,35 l/s och kvadratmeter golvyta. Vissa av de aktuella rummen på avdelningen är anslutna till WC och/eller duschrum. I dessa rum krävs ett frånluftflöde på 25 l/s för att säkerhetsställa god luftkvalitet. Så länge ventilationsflödet håller sig på rekommenderad nivå finns inga risker för problem med luftkvalitet, såsom lukter, förhöjd CO 2 -halt och luftfuktighet. Se Tabell 4 för rekommenderade värden på tilluften. Tabell 4: Rekommenderad e tilluftsflöden [4]. Rekommenderade tilluftsflöden Person 7 l/s Area 0,35 l/s m 2 WC/dusch 25 l/s Pentry/diskrum 15 l/s Allmänt förråd 1 l/s m 2 15

3 Beräkningar Detta avsnitt tar upp tillvägagångssättet vid beräkningar av nya ventilationsflöden. Vid beräkning av nya luftflöden måste krav på luftväxling för varje rum vara känt. Om ventilationsflödet inte räcker för att värma respektive kyla rummet krävs ett ökat ventilationsflöde. 3.1 Uppvärmning och kylning Temperaturen i samtliga rum på avdelningen ska vara +21 C på vintern. På sommaren kan inomhustemperaturen vara några grader högre eftersom det annars skulle krävas stor kylkapacitet för att hålla nere temperaturen. En högre inomhustemperatur på sommaren är ofta accepterat av människor som vistas inomhus. Vid beräkningar begränsades den maximala inomhustemperaturen till +25 C. Eftersom alla rum har samma inomhustemperatur så uppstår inga transmissionsförluster genom innerväggarna. Transmissionsförluster genom ytterväggarna beräknas från ekvation (1) och beror av ytterväggarnas U-värde som är 0,4 W/m 2 K [1]. Den dimensionerande utomhustemperaturen är -28 C. Vid en utomhustemperatur på +12 C eller högre kommer ingen värme att behöva tillföras till rummet på grund av värmetillförsel från interna laster. Den maximala värmeöverföringen beräknas i ekvation (5) och i detta fall kommer C min att vara densamma som C eftersom luft är en sämre värmebärare än vatten. luft Beräknade tilluftstemperaturer (se ekvation (12)) kommer att bli mycket höga då det finns ett stort värmebehov i rummet. För att luften in till rummet inte ska upplevas obehagligt varm kommer tillufttemperaturen att ha en begränsning på maximalt +30 C. Denna begränsning leder till ett högre flöde på tilluften. Vid beräkningar då det finns ett kylbehov i rummet tas ingen hänsyn till värme från belysning, eftersom kylbehovet är som störst vid ljusa årstider. Solinstrålningen genom fönster är ojämnt fördelad över året. På vår och höst bidrar solinstrålning till minskat värmebehov. På sommaren, då kylbehovet är som störst, leder solinstrålning till ett ännu större kylbehov. Som nämnts tidigare ligger de aktuella rummen i öst- eller västriktning. Detta leder till att ventilationsflödena blir mycket höga vid klart väder då solen lyser in genom fönstren. Dessutom kan värme från interna laster såsom människor, belysning och apparater vara till nackdel under sommaren och leda till övertemperaturer inomhus. För att sänka inomhustemperaturen kyls luften innan den når rummen. Då kylbehov finns kommer tilluftstemperaturen till rummen att vara +14 C. I juni månad då solinstrålningen är som störst är dygnsumman för strålning genom 2- glasfönster i östlig riktning 4 653 Wh/(m 2 dygn), och i västlig riktning 3 932 Wh/(m 2 dygn) [5]. 16

Ovan nämnda dygnsummor gäller för Umeå. I beräkningarna antas att solen lyser genom fönstret 12 timmar per dag. 3.2 Beräkningar i Excel För att beräkna minsta möjliga ventilationsflöde för varje typrum används Excel. För varje enskilt typrum skapas två Excelark. Den ena beräknar det minsta ventilationsflöde som krävs för att bära den värme som måste tillföras rummet vid olika utomhustemperaturer, se bilaga 1. På liknande sätt skapas motsvarande Excelark för kyla. Excelarken är uppbyggda för att jämföra transmissionsförlusterna i rummet med den värme- respektive kyleffekt som kan tillföras rummet via tilluften. Transmissionsförlusterna och värmeeffekten jämförs vid olika utomhustemperaturer och flöden genom frånluftsfönster. Då den tillförda effekten är större än eller lika med transmissionsförlusterna är erforderligt flöde uppnått. För att beräkna tillförd effekt måste först luftens tillufttemperatur ut i rummet beräknas enligt ekvation (13). Beräkningarna av denna temperatur görs i Excelarket. Den tillförda värmen är även beroende av minsta möjliga tilluftsflöde till rummet, samt värmeöverföringstalet, e (enligt ekvation (10)), för rummets slutvärmare/-kylare. Den värme som kan tillföras till rummet beror av flödet på tilluften samt luftens och vattnets temperaturer in till slutvärmare/-kylare enligt ekvation (5). Transmissionsförlusterna beräknas utifrån ekvation (4), och den tillförda effekten beräknas utifrån ekvation (14). En kurva över minsta möjliga ventilationsflöde vid olika utomhustemperaturer skapas utifrån det beräknade erforderliga flödet. 3.3 Ventilation Ventilationsflödet beror av rummets utformning, vad rummet ska användas till samt hur många personer som kommer att vistas i rummet. I till exempel ett WC eller duschrum krävs det betydligt större ventilationsflöden per kvadratmeter än i ett vanligt patientrum. Detta beror på att WC och duschrum kräver ett visst frånluftsflöde (se Tabell 4) för att säkerhetsställa god luftkvalitet, exempelvis att luften i rummet inte luktar illa eller blir mycket fuktig. I rum utan anslutning till WC och/eller dusch beräknas minimikraven på luftväxling per person och area. Nedan beräknas minsta möjliga ventilationsflöde i de aktuella rummen. Rekommenderade ventilationsflöden finns i Tabell 4. 3.3.1 1-patienrum I 1-patientrum blir minsta möjliga ventilationsflöde ganska litet vid beräkning med hänsyn till antal personer och rummets area. Men eftersom varje 1-patientrum är kopplat till en WC med dusch blir minsta möjliga ventilationsflöde 25 l/s. Detta luftflöde gäller för rum 214A och 214B. 17

I rum 190 finns ingen WC och därmed kommer ventilationsflödet att beräknas utifrån rummets storlek och antalet personer som vistas i rummet. Eftersom rummet har en area på cirka 12 m 2 blir minsta möjliga ventilationsflöde till rummet 4,2 l/s. Om en person vistas i rummet blir minsta luftflöde 11,2 l/s. 3.3.2 3-patientrum I 3-patientrummen finns en dörr till WC och i korridoren utanför rummen finns ytterliggare ett WC. Därmed måste minsta möjliga ventilationsflöde till 3-patientrummen vara lika stort som frånluften på två WC, nämligen 50 l/s. 3.3.3 Dagrum Till dagrum 203 hör serveringskök och diskrum. I ett pentry och i diskrum är rekommenderad frånluft 15 l/s. Alltså blir minsta rekommenderade ventilationsflöde 30 l/s. Detta flöde är tillräckligt om upp till två personer vistas i rummet. Därefter ökar luftflödet med 7 l/s och person. 3.3.4 Läkemedelsrum Vid beräkning av ventilationsflöde i läkemedelsrum 238 används rekommendationer för vad frånluft bör vara i ett allmänt förråd, nämligen 1 l/s m 2. Eftersom rummet har en area på cirka 10 m 2 så kommer ventilationsflödet att vara 10 l/s då personer inte vistas i rummet. Tabell 5: Minsta möjliga tilluftsflöde. Rum Typ av rum Antal pers Annat Lägsta tilluftsflöde [4] (l/s) (m 3 /h) 214A 1-patientrum 1-2 WC 25 90 214B 1-patientrum 1-2 WC 25 90 190 1-patientrum 1 11 40 2 18 65 197 3-patientrum 1-5 2 WC 50 180 203 Dagrum 6 Kök + disk 57 205 8 71 256 10 85 306 238 Läkemedelsrum 0 10 36 1 17 61 18

4 Resultat Detta avsnitt visar sambanden för beräknade ventilationsflöden för de aktuella rummen på Sundsvalls sjukhus. Vid beräkningar varieras luftflödet genom frånluftfönster mellan 0-30m 3 /h. För alla typrum gäller att vid framtagning av kurvorna över tilluftsflödet beräknas den tillförda värmen med hjälp av ekvation (8) (14). Vidare gäller att för alla typrum är den tillförda värmen beroende av rummets lägsta möjliga tilluftsflöde som redovisas i Tabell 5. För alla typrum gäller dessutom att transmissionsförlusterna beräknas med hjälp av ekvation (4). Avsnittet avslutas med att resultatet från ett test av de beräknade ventilationsflödena i två av de aktuella rummen redovisas. 4.1 Värme Kurvorna över ventilationsflödet då det finns ett värmebehov i rummet visar beräknade ventilationsflöden vid olika utomhustemperaturer. Lägsta temperaturen utomhus är den dimensionerade (-28 C) och den högsta är den temperatur då ingen värme måste tillsättas till rummet (+12 C). Vid framtagning av kurvan för ventilationsflöden tas ingen hänsyn till den värme som människor avger. Detta eftersom rummen inte ska kännas kalla om en person lämnat rummet under en tid och sedan kommer tillbaka till rummet. Rummens orientering används inte vid beräkningar över ventilationsflödet då det finns ett värmebehov i rummet. Kurvan blir densamma oberoende av riktning. Inte heller hänsyn till solinstrålning finns med vid beräkning av kurvorna vid värmebehov. Detta eftersom värme från solinstrålning genom fönster är som lägst vid störst värmebehov. 4.1.1 Rum 214B Rum 214B är ett 1-patientrum med tillhörande dusch. I detta fall kommer minsta möjliga ventilationsflöde till rummet att vara lika stor som frånluften inne på WC (90 m 3 /h), se tabell 5. I Figur 5 framgår det att minsta möjliga luftflöde räcker för att värma rummet vid utomhustemperaturer ned till -3 C. Eftersom ventilationens minimiflöde begränsas av frånluften på WC så kan en, två eller tre personer vistas i rummet utan att ventilationsflödet måste öka. Eftersom detta är ett 1-patientrum så är sannolikheten att det befinner sig fler än tre personer i rummet under en längre tid mycket liten. Dagens uppmätta tilluftsflöde för rum 214B är 220 m 3 /h. Detta innebär att luftflödet till rummet kan halveras då utomhustemperaturen är högre än -7 C. 19

250,0 200,0 Luftflöde [m 3 /h] 150,0 100,0 50,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] Figur 5: Beräknat ventilationsflöde i rum 214 B. 20

4.1.2 Rum 214A Ventilationsflödet som täcker frånluften på WC (som är kopplad till rum 214A) kommer att räcka om utomhustemperaturen är högre än -9 C. Vid kallare utomhustemperaturer behövs ett högre ventilationsflöde för att klara av att värma rum 214A. Dagens tilluftsflöde till rum 214A kan halveras vid utomhustemperaturer ner till -15 C. Alltså kommer ett ventilationsflöde på 110 m 3 /h räcka för att värma rummet de flesta dagarna under året. Kurvan (se Figur 6) gäller för rum 214A, 209A, 209B, 191 och 237 då upp till tre personer befinner sig i varje rum. 160,0 140,0 120,0 Luftflöde [m 3 /h] 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] Figur 6: Beräknat ventilationsflöde i rum 214 A. 21

I Figur 7 finns kurvor över ventilationsflödet för rum 214B och rum 214A. Vid jämförelse mellan dessa kurvor framgår det att det krävs ett större ventilationsflöde i rum 214B än i rum 214A vid låga utomhustemperaturer. Detta beror på att rum 214B har en större ytterväggsarea. Förutom storlek på ytterväggen är dessa rum identiska. 250,0 200,0 Luftflöde [m 3 /h] 150,0 100,0 50,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] 214B 214A Figur 7: Beräknat ventilationsflöde i rum 214B och rum 214A. 22

4.1.3 Rum 190 Rum 190 är en expedition där ventilationsflödet är beräknat utifrån rummets storlek och hur många som kommer att befinna sig i rummet. Minsta möjliga tilluft till rummet redovisas i Tabell 5. I Figur 8 visas kurvorna över ventilationsflödet beräknat för en och två personer. Uppmätt luftflöde i rum 190 är 160 m 3 /h. Även vid mycket låga utomhustemperaturer kommer de beräknade ventilationsflödena inte upp i samma storlek. Kurvan i Figur 8 gäller även för rum 252. 160,0 140,0 120,0 Luftflöde [m3/h] 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 8: Ventilationsflöde i rum 190 beräknat för en och två personer. 23

4.1.4 Rum 197 Rum 197 har plats för tre patienter. Kurvan över beräknat ventilationsflöde för rummet redovisas i Figur 9. Minsta möjliga ventilationsflöde till rum 197 är 180 m 3 /h (se Tabell 5) eftersom frånluften i rummet går ut på två WC. Detta ventilationsflöde är alltså oberoende av om det vistas en eller fem personer i rummet. Kurvan som visas i Figur 9 gäller även för rum 229A, 233, 243, 245 och 186. Dagens uppmätta tilluftsflöde är 320 m 3 /h i dessa rum. Kurvorna visar att rummen kan hålla värmen även vid mycket kalla utomhustemperaturer utan att behöva så stort luftflöde. 350,0 300,0 250,0 Luftflöde [m3/h] 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] Figur 9: Beräknat ventilationsflöde i rum 197. 24

4.1.5 Rum 203 Rum 203 är ett dagrum och ett av få rum på avdelningen där ventilationsflödet skulle kunna sänkas under natten eftersom det till största del används under dagen. Det kan vara svårt att bestämma ventilationsflödet i detta rum eftersom tilluften är beroende av hur många personer som vistas i rummet. Ventilationsflödet till rummet kan dock som minst vara lika stor som frånluften i diskrummet och i köket, totalt 108 m 3 /h. Om sex personer vistas i rummet blir minsta möjliga ventilationsflöde 206,6 m 3 /h vilket är beräknat utifrån rummets area och antal personer som befinner sig i rummet. Ventilationsflödet blir alltså högre än luftflödet som krävs för diskrum och kök. Se Figur 10 för ventilationsflödet beräknat för sex, åtta och tio personer. 350,0 300,0 250,0 Luftflöde [m3/h] 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 Utetemperatur [ C] Tio personer Åtta personer Sex personer Figur 10: Ventilationsflöde i rum 203 beräknat för sex, åtta och tio personer. Dagens uppmätta tilluftsflöde i rum 203 är 480 m 3 /h. Upp till 16 personer kan vistas i rummet vid detta luftflöde, och ändå klaras rekommenderad luftväxling. 25

4.1.6 Rum 238 Rum 238 är till för förvaring och därmed är luftflödet beräknat efter hur stort rummet är. På grund av att personer inte stadigvarande vistas där kan ventilationsflödet till rummet vara mycket litet. Luftflödet blir då tydligt beroende av utomhustemperaturen, se Figur 11. 140,0 120,0 100,0 Luftflöde [m3/h] 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] Figur 11: Beräknat ventilationsflöde i rum 238. 26

4.2 Kyla Vid kylbehov i rummen beräknas ventilationsflödena utifrån att människor avger värme, se Tabell 3. Anledningen till detta är att luftflödet ska klara av att kyla rummen då människor vistas i rummen. Vid framtagning av kurvorna i Figur 12-23 finns rummens orientering med i beräkningar. 4.2.1 Rum 214B Rum 214B är ett 1-patientrum och frånluften på WC måste vara 90 m 3 /h, se Tabell 5. Eftersom rum 214B är ett 1-patientrum kommer ventilationsflödet beräknat för en person troligtvis att räcka. I Figur 12 visas kurvan för beräknat ventilationsflöde då en och två personer befinner sig i rummet. Vid jämförelse mellan dessa kurvor är det tydligt att den avgivna värmen från en person spelar stor roll för ventilationsflödet vid kylning av rummet. 140,0 120,0 100,0 Luftflöde [m3/h] 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 12: Ventilationsflödet vid kylning av rum 214B då en eller två personer vistas i rummet. 27

I Figur 13 redovisas kurvan över ventilationsflödet för rum 214B, beräknat för en och två personer vid maximal solstrålning genom fönster. Luftflöde [m3/h] 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 13: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för en och två personer i rum 214B, med hänsyn tagen till solinstrålning. 28

4.2.2 Rum 214A Rum 214A är ett 1-patientrum med WC där frånluftsflödet måste vara 90 m 3 /h. Om rummet ska klara kylbehovet för två personer måste ventilationsflödet vara större än flödet på frånluften. Detta gäller då utomhustemperaturen är högre än +23 C, se Figur 14. Om en person befinner sig i rum 214A kommer minsta möjliga ventilationsflöde att räcka även då utomhustemperaturen är +30 C, se Figur 14. Det krävs ett större ventilationsflöde i rum 214B än i rum 214A vid höga utomhustemperaturer, jämför Figur 12 och Figur 14. Detta beror på att rum 214B har en större ytterväggsarea än rum 214A. 140,0 120,0 100,0 Luftflöde [m3/h] 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 14: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för en och två personer i rum 214A. 29

Vid beräkning av ventilationsflödet i Figur 14 tas ingen hänsyn till solinstrålning genom fönster. Vid beräkning av maximal solinstrålning kommer ventilationsflödet att öka avsevärt för att klara kylbehovet i rummet (se Figur 15). 400,0 350,0 300,0 Luftflöde [m3/h] 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 15: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för en och två personer i rum 214A, med hänsyn tagen till solinstrålning. 30

4.2.3 Rum 190 Minsta möjliga ventilationsflöde vid kylbehov i rum 190 (1-patienrum) beräknas utifrån rummets golvarea och antal personer som befinner sig där. Detta leder till att kurvan beräknat för en person har ett lågt luftflöde (40 m 3 /h) vid låg utomhustemperatur. Därefter ökar ventilationsflödet med ökad utomhustemperatur. Då två personer vistas i rum 190 är lägsta möjliga ventilationsflöde 65 m 3 /h. Se Figur 16 över ventilationsflödet då en och två personer befinner sig i rummet. 120,0 100,0 Luftflöde [m3/h] 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 16: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för en och två personer i rum 190. 31

Vid dagar med maximal solinstrålning krävs ett betydligt högre ventilationsflöde än vid dagar utan solinstrålning. Jämför kurvan i Figur 16 (utan solinstrålning) med kurvan i Figur 17 (med solinstrålning). 400,0 350,0 300,0 Luftflöde [m3/h] 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Två personer En person Figur 17: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för en och två personer i rum 190, med hänsyn tagen till solinstrålning. 32

4.2.4 Rum 197 Rum 197 är ett 3-patientrum med två tillhörande WC, vilket leder till att minsta möjliga ventilationsflöde är 180 m 3 /h. Då tre personer befinner sig i rum 197 kommer kurvan över ventilationsflödet att se ut som i Figur 18. 200,0 195,0 190,0 Luftflöde [m3/h] 185,0 180,0 175,0 170,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Figur 18: Ventilationsflöde vid kylbehov beräknat för tre personer i rum 197. 33

Kurvan över ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för tre personer i rum 197 redovisas i Figur 19. Ventilationsflödena är mycket höga på grund av att hänsyn till maximal solinstrålning tas. 720,0 700,0 680,0 660,0 Luftflöde [m3/h] 640,0 620,0 600,0 580,0 560,0 540,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Figur 19: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för tre personer i rum 197, med hänsyn tagen till solinstrålning. 34

4.2.5 Rum 203 Minsta möjliga ventilationsflöde i dagrum 203 är beroende av krav på luftväxling i diskrum och serveringskök. Om fler än två personer befinner sig i dagrummet måste ventilationsflödet öka. Detta flöde beräknas efter rummets storlek och antal personer. Vid kylbehov i rum 203 beräknat för sex, åtta och tio personer kommer kurvorna över ventilationsflödet att se ut som i Figur 20. 400,0 350,0 300,0 Luftflöde [m3/h] 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Tio personer Åtta personer Sex personer Figur 20: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för sex, åtta och tio personer i rum 203. 35

Vid största möjliga solinstrålning till rum 203 kommer kylbehovet att bli mycket stort. Kurvan (se Figur 21) visar ventilationsflödet då sex, åtta och tio personer befinner sig i rummet. 1000,0 900,0 800,0 700,0 Luftflöde [m3/h] 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Tio personer Åtta personer Sex personer Figur 21: Ventilationsflödet vid kylbehov beräknat för sex, åtta och tio personer i rum 203, med hänsyn tagen till solinstrålning. 36

4.2.6 Rum 238 Kylbehovet i rum 238 blir mycket litet då det inte finns någon solinstrålning. Detta eftersom rummet har en liten area i jämförelse med andra rum. Samt att rum 238 är ett läkemedelsrum, där luftflödet är beräknat efter att inga människor befinner sig där. Kurvan över ventilationsflödet vid kylbehov redovisas i Figur 22. 50,0 45,0 40,0 35,0 Luftflöde [m3/h] 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Figur 22: Ventilationsflödet vi d kylbehov beräknat för rum 238. 37

Vid maximal solinstrålning kommer ventilationsflödet för kylning i rum 238 bli betydligt större än vid dagar med mulet väder. Jämför kurvan i Figur 22 och kurvan i Figur 23. 270,0 260,0 250,0 Luftflöde [m3/h] 240,0 230,0 220,0 210,0 200,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Figur 23: Ventilationsflödet vi d kylbehov beräknat för rum 238, med hänsyn tagen till solinstrålning. 38

4.3 Test av temperaturhållning För att testa om de beräknade ventilationsflödena räcker för att hålla konstant temperar i rummen loggades inomhustemperaturen i rum 214A och rum 214B under några dagar i mars månad. Ventilationsflödena under testperioden kommer från Figur 5 för rum 214B och Figur 6 för rum 214A. En temperaturgivare placerades i rum 214A under fem dagar. Därefter flyttades temperaturgivaren till rum 214B där temperaturen mättes under cirka en vecka. Samtidigt mättes utomhustemperaturen under hela perioden. Kurvorna för de registrerade temperaturerna ges i Figur 24. Temperatur i rum 214A och 214B vid olika utetemperaturer 30 25 20 Utetemperatur [ C] 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 12-mar 14-mar 16-mar 18-mar 20-mar 22-mar 24-mar 26-mar Trum 214 A Tute Trum 214 B Figur 24: Utomhustemperatur samt temperaturer i rum 214A och 214B vid beräknade ventilationsflöden. Under testperioden låg temperaturen i rum 214A mellan +21 och +22 C, och temperaturen i rum 214B mellan +22 och +23 C. 39

5 Diskussion Ett problem vid beräkning av nya ventilationsflöden är osäkerheten i bestämning av fönstrets U-värdet som funktion av flödet. Uppgifter om U-värdet gäller från då fönstren installerades, men U-värdet kan ha försämrats sedan dess. I vissa av rummen på avdelningen är de beräknade ventilationsflödena så låga att all frånluft går ut genom ventilationen på WC. Därmed kommer det inte att gå något luftflöde ut genom frånluftfönstret och problem med kondens kan möjligtvis uppstå. Det finns få studier på frånluftfönster och därmed är det svårt att få tag på information om kondens kan bildas på frånluftfönster vid låga luftflöden. Idag är luftflödet genom varje fönster 30 m 3 /h och det har aldrig förekommit något problem med kondens. Med minskade luftflöden genom fönster är det dock möjligt att det kan uppstår kondens. Vid test av temperaturhållning i rum 214A och 214B förekom ingen kondens på fönster trots att luftflödet mellan fönsterrutorna var lågt. Vid maximal solinstrålning blev de beräknade ventilationsflödena mycket höga för att klara av att kyla rummen. Det största behovet av kyla inträffar under juni eftersom solinstrålning är som störst under denna månad. Ett enkelt sätt att minska värmen som kommer in till rummet på grund av solinstrålning är att använda markiser. Dessa skärmar av solen, och värmen som tas upp av markisen avges utomhus och når aldrig rummet. Vid framtagning av kurvan över ventilationsflödet i läkemedelsrummet beräknades luftflödet för ett allmänt förråd. Detta leder till att ventilationsflödet kan vara för lågt om särskild lufttillförsel behövs i detta rum, men rekommenderade luftflöden för läkemedelsrum har inte funnits att tillgå. Temperaturen i rummen på plan 7 i sjukhuset ska vara ungefär +21 C. Under testperioden låg temperaturen i rum 214A mellan +21 och +22 C, och temperaturen i rum 214B mellan +22 och +23 C. Temperaturhållningen i rummen fungerade alltså bra trots att utomhustemperaturen gick ner till -18 C. Ett problem med testet var att rummen användes som vanligt och att patienter och personal lämnade dörrarna öppna till rummen under både korta och längre perioder. Om dörrarna i rummen lämnas öppna kan värme från korridoren värma rummen. Däremot var dörrarna till rummen stängda under största delen av nätterna. Inga klagomål har kommit från personal eller patienter om att rummen kändes kalla under nätterna. Utifrån Figur 24 är det svårt att avgöra huruvida temperaturen i rummet har påverkats av att dörrar har varit öppna eller stängda, eftersom det inte finns någon dokumentation om när dörrarna varit öppna. Vid en känslighetsanalys visar det sig att storleken på de beräknade optimala luftflödena i stor utsträckning beror av U-värdet för väggen. Samtliga känslighetsanalyser gäller för rum 214B. I Figur 25 redovisas tilluftsflöden vid olika U-värden för ytterväggen. Det i beräkningen antagna U-värdet är U=0,4 W/m 2 K. 40

250,0 200,0 Luftflöde [m 3 /h] 150,0 100,0 50,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] U=0,5 U=0,3 U=0,4 Figur 25: Beräknade minsta möjliga tilluftsflöden vid olika U-värden för ytterväggen. U-värden anges i enheten [W/m 2 K]. En känslighetsanalys där frånluftsfönstrens U-värde konstanthålles på U=2,0 respektive U=2,5 W/m 2 K jämförs med antagandet att U-värdet varierar enligt vad som tidigare angivits i detta arbete (se kapitel om frånluftfönster). Känslighetsanalysen visar att fönstrens U-värde inte påverkar tilluftsflödet i någon större utsträckning. Så länge det inte går något flöde över fönstren kommer det minsta möjliga ventilationsflödet att vara detsamma oberoende av fönstrets U-värde. Se Figur 26. 41

250,0 200,0 Luftflöde [m 3 /h] 150,0 100,0 50,0 0,0-28 -26-24 -22-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Utetemperatur [ C] U=2,0 U varierar U=2,5 Figur 26: Beräknade minsta möjliga tilluftsflöden vid olika U-värden för fönster. U-värden anges i enheten [W/m 2 K]. Värmeavgivningen från en person påverkar kylbehovet i rummen och en känslighetsanalys visar att om värmeavgivningen från en person är 75 W istället för 100 W ändras kurvornas form enligt Figur 27. Tilluftsflödet påverkas endast marginellt av den minskade värmeavgivningen. 42

104,0 102,0 100,0 98,0 Luftflöde [m3/h] 96,0 94,0 92,0 90,0 88,0 86,0 84,0 82,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] 75 W/person 100 W/person Figur 27: Beräknade minsta möjliga tilluftsflöden vid olika värmeavgivning från en person. Vid en känslighetsanalys över tilluftsflödet vid kylbehov framgår det att solinstrålning har stor betydelse för kylbehovet och således även tilluftsflödet till rummet. Se Figur 28. 43

400,0 350,0 300,0 Luftflöde [m3/h] 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Utetemperatur [ C] Maximal solinstrålning Ingen solinstrålning Figur 28: Beräknade minsta möjliga tilluftsflöden för en person vid maximal solinstrålning och utan solinstrålning. 44

6 Slutsats Ventilationsflödet i rummen på ortopediska avdelningen på plan 7 i Sundsvalls sjukhus kan sänkas då det finns ett värmebehov i rummet. Då det finns ett kylbehov i rummen är ventilationsflödet beroende av den tillförda värmen från solen. Då det inte finns något värmetillskott via solinstrålning till rummen kan ventilationsflödet sänkas. Utan hänsyn till solinstrålning kommer de beräknade ventilationsflödena att räcka för att värma eller kyla rummen så att inomhustemperaturen håller sig på önskad nivå. Ventilationsflödet kan även sänkas utan att problem med dålig luftkvalitet uppkommer. Vid maximal solinstrålning blir de beräknade ventilationsflödena mycket stora och dagens ventilationsflöden kan alltså inte sänkas. Dock inträffar maximal solinstrålning endast vid fint väder under juli månad. I kurvorna med beräknade ventilationsflöden framgår det tydligt att de erforderliga ventilationsflödena är beroende av utomhustemperaturen. För att hålla så låga flöden som möjligt i rummen bör ventilationsflödet anpassas direkt efter utomhustemperaturen. För att få optimalt ventilationsflöde till rummen rekommenderas en sammanvägning av utomhustemperatur och ljusintensitet. På så sätt kan ventilationsflödena sänkas under perioder med låga utomhustemperaturer, men med kraftig solinstrålning. 45