KOULURAKENNUKSISSA. Timo Kalema and Maxime Viot. Teknisen suunnittelun laitos

Transkriptio

1 ILMANVAIHTO JA SISÄILMAN LAATU KOULURAKENNUKSISSA Timo Kalema and Maxime Viot Tampereen teknillinen yliopisto Teknisen suunnittelun laitos

2 Tutkimukset T. Kalema, E. Mäkitalo, J. Rintamäki, T. Sahakari, H. Heikkilä ja T. Suomalainen, Julkisten rakennusten energiatehokkuuden parantaminen, Tampereen teknillinen yliopisto, i Tampere, s. M. Viot, Master of Science Thesis, Predictive model for the carbon dioxide concentration of indoor spaces in school buildings, Tampere University of Technology, Tampere, RYM-Shok project: Environments for learning and creation of new knowledge

3 Lähtökohta - Julkisten rakennusten energiatehokkuustutkimus: Valittiin kaksi koulua, joista toisessa oli pieni lämmönkulutus (koulu A) ja toisessa suuri (koulu B) - Kulutuserojen syyt - RYM/SHOK Oppimisen i tilat Sisäilman hallinnan parantaminen oppimisen tiloissa, joissa tilojen käyttö on hyvin vaihtelevaa ja tilojen käyttötarkoitus muuttuu Sisäilman lämpötilat ja CO 2 Langattoman mittausjärjestelmän testaus

4 Lämpötilojen ja hiilidioksidipitoisuuden webpohjainen mittausjärjestelmä ja -anturit

5 Koulu A, 50 oppilasta, rv 1952, 1070 brm 2 lämpö+sähkö 175 kwh/m 2 Koulu B, 300 oppilasta, rv. 1969/ brm 2 lämpö+sähkö 240 kwh/m

6 Koulu A Ilmanvaihto Koneellinen ilmanvaihto, jossa lämmön talteenotto Koulu B Vanha osa: Koneellinen poisto, ulkoilma ikkunaventtiileistä i tä Uusi osa: Koneellinen ilmanvaihto, iht jossa lämmön talteenotto

7 Tyytyväisyys sisäilman laatuun koulussa A Ei yleisiä valituksia sisäilman tilasta - Pieni ongelma tilojen viileys talvella Kyselyyn ei vastattu

8 Tyytyväisyyskysely y y y sisäilman laatuun koulussa B Lähes 80 % henkilökunnasta tyytymättömiä sisäilman tilaan Koettuja ongelmia - Veto - Vaihtelevat lämpötilat (liian korkeat tai matalat) -Melu - Tunkkainen ilma tai haju (ikkunatuuletuksen käyttö) - Ongelmia erityisesti koneellisen poiston tiloissa - Iso energiankulutus ei takaa hyvää sisäilmastoa eikä päinvastoin (ns. pullotalot)

9 Koulun A sisäilmasto helmi- ja toukokuussa k arkisin i klo 8 16 eri tiloissa i

10 Koulun B sisäilmasto helmi- ja toukokuussa k arkisin i klo 8 16 eri tiloissa i

11 Henkilökunnan näkemyksiä koulun B sisälmasta

12 Kuntien kiinteistönhoitajien vastuut vastaajat % Vaih htoehdon valinneet Kiinteistönhuollon vastuualueen laajuus 1 kiinteistö 2 kiinteistöä 3-5 kiinteistöä 6-10 kiinteistöä yli 10 kiinteistöä Vaihtoe ehdon valinneet vas staajat % Kiinteistönhuollon vastuualueen rakennuskanta

13 Huonon sisäilmaston syitä (1) - Käyttöhenkilökunta ei tuntenut ilmanvaihtojärjestelmää - Koulutusta saisi olla enemmän -Yhdellä henkilöllä hoidettavana useita kouluja ja muita kiinteistöjä (useimmiten 3 10) - Tieto eri henkilöiden välillä ei kulje (huoltohenkilön vaihtuminen) - Koulun B yksi puhallin oli ollut kokonaan poissa käytöstä 10 vuotta, koska sen olemassa oloa ei tiedetty - Osa ilmanvaihtopuhaltimista kävi pari kuukautta ympäri vuorokauden - Termostaattiventtiilit eivät toimineet ja lämmityksen säätökäyrä viallinen - Ikkunoissa pahoja vuotoja (tiivisteet puuttuivat) - Ei ollut automaatiojärjestelmää, josta olisi nähty järjestelmän toimintatila

14 Huonon sisäilmaston syitä (2) - Yhden epäkohdan väärä korjaus aiheuttaa muita - Tunkkainen ilma ja korkeat sisälämpötilat - Ratkaisu ikkunoiden avaaminen - Seurauksena energiankulutuksen kasvu ja veto

15 TTY:n opetustilat til t - Suomen yliopistokiinteistöjen tiloja - Haetaan joustavia ilmanvaihtoratkaisuja, joilla voidaan parantaa energiatehokkuutta ja sisäilman il laatua tiloissa, i jotka muuttuvat jatkuvasti - Tarkastelutapa: t Laskentamalli ja mittaukset t - Aukot opetustilojen välillä - Käyttövoima lämpötilaero tai puhallin - Tarkasteltavan tilan vieressä on oltava riittävän suuri puhtaampi tila - Mahdollisia äänihaittoja ei ole tutkittu

16 TTY:n opetustilat - Tilojen käyttötarkoituksia muutetaan jatkuvasti - Tarvitaan lisää opetustiloja - Samanaikaisesti ei säädetä ilmanvaihtoa vaikka ilmakanavia vedetään - Ilmavirrat / opiskelija pieniä - Tilojen käyttö hyvin vaihtelevaa - Suuren osan ajasta ilmanvaihto liian suuri - Voidaanko tilojen välillä siirtää ilmaa puhtaista tiloista i tiloihin, joissa on iso hiilidioksidipitoisuus - Yksinkertainen korjauskonsepti - Onko hyväksyttävää rakennustarkastuksen näkökulmasta?

17 Hiilidioksidipitoisuuden ja sisälämpötilojen laskentamalli Yhtälö: Huoneiden välinen ilmavirta i Ikkunatuuletuksen ilmavirta - C d aukkokerroin (0,65)

18 Tilojen välisiä iä aukkoja 30 cm:n pystyrako Keskirako A-P Lassila 18

19 CO 2 -lähteenä joko opiskelijat tai kaasupullo N x A-P Lassila 19

20 Mittaukset CO 2 syötettiin luokkaan 95dm 9,5 3 /min ( 30 henkeä) kahden tunnin ajan ovi auki ja ovi kiinni A-P Lassila 20

21 Luokka, jossa 28 opiskelijaa. Oven aukaisu käytävään alentaa CO 2 pitoisuutta n. 200 ppm

22 24/7-käytössä oleva tietokoneluokka. Ilmanvaihto pysäytetään yöksi ja viikonlopuksi

23 Mitatut ja lasketut CO 2 -pitoisuudet CAD-luokassa Cd = ppm 1050 ppm Ovi auki Ilmavirta ovesta 163 l/s Ovi kiinni ppm!! A-P Lassila

24 Tlki Tuloksia (1) - Mittaukset ja laskentamalli vastaavat hyvin toisiaan - Aukon vaikutus riippuu naapuritilan tilavuudesta ja ilmanvaihdosta - Lämpötilaeron aiheuttama ilmavirta erilaisten aukkojen kautta alentaa CO 2 -pitoisuutta ppm - Lämpötilaero ollut noin 2 K - Parhaimmillaan aukon vaikutus on ollut sama kuin koneellisen ilmavirran suurentaminen 50 % - Siirtopuhaltimien avulla saadaan isompi vaikutus ja tätä tutkitaan parhaillaan a aa

25 Tlki Tuloksia (2) - Sisäilmasto riippuu tekniikasta t ja sen käytöstä tä - Huono tiedonkulku ja järjestelmien vieraus aiheuttavat t ongelmia (koulut, TTY) - Yksinkertaisilla järjestelmillä on puolensa

26 Ilmanvaihto: Ihminen-konejärjestelmä j ä - Hyvä ätekninen ratkaisu - Oikea käyttö - Rakentamista t ei saa yksinään syyttää ongelmista - Tietämättömyys ja väärät käyttötavat ovat myös iso ongelmien aiheuttaja