ILMANVAIHTOJÄRJESTELMISSÄ

Samankaltaiset tiedostot
EPÄPUHTAUKSIEN SIIRTYMISEN KOKEELLINEN MITTAUS JÄ MALLINNUS SUOJATULLA OLESKELUALUEEN ILMANVAIHDOLLA VARUSTETUSSA HUONEESSA

SUOJAVYÖHYKEILMANVAIHTO ESTÄMÄÄN EPÄPUHTAUKSIEN LEVIÄMISTÄ SISÄTILOISSA

KERROSTAVAN ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN TEHOKKUUS TOIMISTOTILASSA

Huoneen lämpötilagradientin vaikutus energiankulutukseen

KOHTI KERROSTAVAA ILMANVAIHTOA

Näin suunnittelet kerrostavan ilmanvaihdon

Air-In. Ratkaisuja hallitun ilmanvaihdon saavuttamiseksi. Lämmöntalteenotto ekologisesti ja tehokkaasti

Stravent-ilmanvaihtojärjestelmän tehokkuus toimistotilassa Matemaattisia ja kokeellisia tutkimuksia

Tuloilmaikkunoiden edut ja kannattavuus

Tuloilmaikkunoiden edut ja kannattavuus. As Oy Espoon Rauhalanpuisto 8

Lämmöntalteenotto ekologisesti ja tehokkaasti

KERROSTALOILMANVAIHTO 2019

Uudenlainen kerrostavan ilmanvaihdon tuloilmalaite teollisuustoimitiloja varten

Ilmanvaihtojärjestelmän korjaus ja muutokset Jarmo Kuitunen Suomen LVI liitto, SuLVI ry

LUENTO 7 SISÄILMA JA SEN LAATU, PAINESUHTEET, ILMANVAIHDOSTA

SERMIKORKEUDEN VAIKUTUS ILMAN VAIHTUVUUTEEN AVOTOIMISTON TYÖPISTEISSÄ

Uusia tuulia ikkunaremonttiin. Ikkunat ja ilmanvaihto kaksi remonttia yhdellä kertaa M/S Viking XPRS Timo Laitinen, Skaala Oy

Sisäilman pienhiukkasten suodatusratkaisut. Suomen Työhygienian Seuran XXXVIII koulutuspäivät Seppo Enbom Erikoistutkija VTT

IV-kuntotutkimus. Mittaukset IV-kuntotutkimuksessa (9)

Uusi sisäilmastoluokitus ja uudet ilmanvaihdon mitoitusoppaat

Ilmanjakolaiteratkaisu sisäilman hiukkaspitoisuuden vähentämiseksi merkittävästi

Lämmöntalteenotto ekologisesti ja tehokkaasti

SISÄILMAN LAADUN PARANTAMINEN KÄYTTÄMÄLLÄ SIIRTOILMAA Uusia ratkaisuja

suunnittelunäkökohtia

Terveellinen sisäilma: Puhdasta ilmaa sairaalaympäristössä. Veli Koskinen KYAMK

Keittiön n ilmastointi

Vanhan kiinteistön ilmanvaihdon ongelmakohdat Ilmanvaihdon tavoite asunnoissa Ilmanvaihdon toiminta vanhoissa asuinkerrostaloissa Ongelmat

Rakennusten painesuhteiden merkitys, mittaaminen ja hallinta. Lari Eskola Marko Björkroth

Tutkimus toimistohuoneen ilmanvaihdon toiminnasta kerrostavan ilmanvaihdon tuloilmalaitteella

Terveen talon ilmanvaihto

Laskentamalli sisäilman puhdistusratkaisujen kustannusten vertailemiseksi

Like a Breath of Fresh Air. Enervent Pingvin Kotilämpö Ilmalämmityslaite saneerauskohteisiin

Toimiva ilmanvaihtojärjestelmä

Lämpöolosuhteiden ja ilmanvaihdon uudet suunnitteluarvot

ENERGIANSÄÄSTÖTOIMIEN VAIKUTUS SISÄILMAAN

Taloudellinen tehonsäätö ilmaverhoissa

Homevaurion tutkiminen ja vaurion vakavuuden arviointi

DPG. Piennopeuslaite pienille ilmavirroille

IV-kuntotutkimus. Metsikköpolun päiväkoti Kukinkuja Vantaa. HELSINKI: keskus: , faksi:

SWEGON HOME SOLUTIONS

Ihminen on Energiaholisti

Rei itetty laite. Mitat

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA

PARASOL. PARASOL Tekninen opas. ADAPT Parasol. Ilmastointimoduulit neuvotteluhuoneisiin ja toimistoihin.

Liite 1. KYSELYLOMAKKEET

DIMcomfort 4.0 varmuutta suunnitteluun

kansi Enerventin perusilmeellä

Piennopeuslaite PNAA, PNAB

Paine-eron mittaus- ja säätöohje

miten käyttäjä voi vaikuttaa sisäilman laatuun

Ohjeen aihe: Ilman jako huonetilassa, päätelaitteet ja niiden kunto, siirtoilmareitit

Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin

PRO Greenair Heat Pump -laitesarja. Ilmanvaihtolaitteet sisäänrakennetulla ilmalämpöpumpulla

monipuolinen ilmaverho

Sisäilma-asiat FinZEB-hankkeessa

KERROSTAVA ILMANVAIHTO STRAVENTIN MISSIONA ON MAHDOLLISTAA PAREMPI SISÄILMA.

ECO130 LÄMMÖNTALTEENOTTOKONE. säädin (E)

Palo-osastoinnin luotettavuuden laskennallinen arviointi

Zehnder Nova Neo Tehokasta lämmitystä ja mukavuusviilennystä. Lämmitys Viilennys Raitis ilma Puhdas ilma

Vallox Loimaan tehdas

KIMU:n ilmanvaihtoselvitys: KIMULI

Suodatuksen ja sisäilmapuhdistimien mahdollisuudet vähentää pienhiukkasaltistusta sisätiloissa

ALJa

Energiatehokkuuden ja sisäilmaston hallinta ja parantaminen

DELTA+ 90 XFA / DELTA 90 SFA HITSAUS- JA HENGITYSSUOJAUSTA SUOJAKYPÄRÄÄ VAATIVISSA KOHTEISSA

Piennopeuslaite PNA. Tuotetiedot. Pikavalinta. Tuotemerkintäesimerkki

Ulkoilma, raaka-aineemme

Ilmastotavoitteet ja rakennusosien käyttöikä :

HAVUKOSKEN KOULU TARHAKUJA 2, VANTAA

RAKENNUSAUTOMAATION JA LISÄMITTAUSTEN MAHDOLLISUUDET RAKENNUSTEN SISÄOLOSUHTEIDEN TOIMIVUUDEN ARVIOINNISSA

LAY A-siipi, korjaukset YTHS

Säästöjen kannalta parhaat energiatehokkuus toimenpiteet kunnissa. Julkisten kiinteistöjen energiatehokkuuden parantaminen -hanke 2017

DFB - Kartiokattohajotin DFB. Kartiokattohajotin

IV-kuntotutkimus. Itä-Hakkilan päiväkoti, keskitalo Keskustie Vantaa

Matalaenergiarakentaminen

Älykkään valaistuksen mahdollisuudet

Luolajan ala-aste (puukoulu), Vesitie 14, Hämeenlinna

Uusilla suodatusratkaisuilla ilmastointijärjestelmien kyky hallita sisäilman hiukkaspitoisuutta moninkertaiseksi

Norovirus ja Clostridium difficile sairaalassa. Hygieniahoitaja Ella Mauranen Kuopion yliopistollinen sairaala Infektioyksikkö

ECo sarjan ylivoimaa. VILPE ECo -huippuimuri. Käyttökohteet

Sisäilman laatu ja mahdollisuudet

IV-kuntotutkimus. Jokiuoman päiväkoti Vihertie Vantaa. HELSINKI: keskus: , faksi:

Energy recovery ventilation for modern passive houses. Timo Luukkainen

Mahdottomuus vai mahdollisuus

ECo-huippuimuri Edistyksellinen ja energiaa säästävä tasavirtamoottorillinen huippuimuri

SunAIR 450 e Smart. SunAIR 550 e Smart

Ilmanvaihdon viat ja puutteet

HYVÄ JA ENERGIATEHOKAS SISÄYMPÄRISTÖ. Jorma Railio (LVI-talotekniikkateollisuus)

TOIMISTOHUONEEN LÄMPÖOLOSUHTEET KONVEKTIO- JA SÄTEILYJÄÄHDYTYSJÄRJESTELMILLÄ

Sun Zeb laskentatuloksia ja muita havaintoja. FinnZEB workshop Jari Shemeikka, tiimipäällikkö VTT

HÄMEENLINNAN SEMINAARIN KOULU

Mecoren casetapaukset: Päiväkoti Saana Vartiokylän yläaste. Kestävän korjausrakentamisen tutkimusseminaari Riikka Holopainen, VTT

ALAa

Leikkaussalin ilmanvaihdon todentamismittaukset

Luvun 12 laskuesimerkit

Näytesivut. 3.2 Toimisto- ja liiketilojen. Ilmastointijärjestelmät 57

DOMO S/E/R. Tulo- ja poistoilmalaite LYHYESTI. Säätövapaa tulo- ja poistoilmalaite pikaliitännällä kanavistoon.

SISÄILMA Rakennusfoorumi. Eila Hämäläinen rakennusterveysasiantuntija Tutkimuspäällikkö, Suomen Sisäilmakeskus Oy

KOULURAKENNUKSISSA. Timo Kalema and Maxime Viot. Teknisen suunnittelun laitos

valmistaa ilmanvaihtokoneita Parmair Eximus JrS

Transkriptio:

Sisäilmastoseminaari 2013 Helsinki, 13.03.2013 ILMANVAIHDON TEHOKKUUS ERI ILMANVAIHTOJÄRJESTELMISSÄ, Jorma Heikkinen, Erikoistutkija, Teknologian tutkimuskeskus VTT, Suomi Kai Sirén, Prof. Aalto yliopisto, Suomi 13.03.2013

2013-03-25 2 Johdanto 1970-luvun energiakriisin jälkeen on pyritty y kehittämään ilmanvaihtojärjestelmiä, j joilla saadaan aikaan samanaikaisesti sekä hyvä sisäilman laatu että lämpöviihtyvyys käyttämättä kuitenkaan liikaa energiaa. Tutkimukset osoittavat, että sisäilman laatu, lämpö-olot, epäpuhtauksien leviäminen ja jopa henkilön tuottavuus riippuvat suuresti ilmanjakolaitteen tuottamasta ilmavirtauksesta. On arvioitu, että huonosta sisäilmasta aiheutuvat sairaudet aiheuttavat Suomessa noin 2,7 miljardin euron kustannukset vuodessa. Ilmanvaihdon määrällinen vaikutus tartuntatautien leviämiseen jäi kuitenkin epäselväksi. Kuitenkin viimeaikainen tutkimus osoittaa, että sairasrakennusoireyhtymästä pääsemiseen tarvitaan hyvin suuria ilmanvaihtomääriä, noin 25 litraa sekunnissa henkilöä kohti.

2013-03-25 3 Tavoite Tämän tutkimuksen tavoitteena on analysoida kirjallisuuden perusteella ilmavaihdon tehokkuutta ja tehokkuusindeksejä eri ilmavaihtojärjestelmissä. Tutkimuksessa esitetään myös uusi hengitysvyöhykkeen suojailmanvaihtoperiaate

2013-03-25 4 NYKYISET ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄT 1) SEKOITTAVA ILMANVAIHTO (MV, MIXING VENTILATION) Sekoittavan ilmanjaon tarkoitus on johtaa ilmavirta huonetilaan vedottomasti,,jotta termiset olosuhteet ja ilman mahdolliset epäpuhtaudet jakautuvat tasaisesti joko koko tilaan tai valitulle alueelle, esimerkiksi oleskeluvyöhykkeelle. Ilmavirrat määritetään tää lämmönpoiston, kosteudenpoiston tai tilassa vapautuvien epäpuhtauksien poiston perusteella. Kuva 1 Boyle osoitti vuonna 1889 miten sekoittava yläpuolinen ilmajako voi tuoda influenssaan sairastuneen henkilöön hengitysilmaa sekä kynttilöiden palokaasuja oleskelualueelle.

2013-03-25 5 2) SYRJÄYTYSILMANVAIHTO (DV, DISPLACEMENT VENTILATION) Kuva 2 Syrjäytysilmanvaihto (REHVA Guidebook) Syrjäytysilmanvaihto pitää oleskeluvyöhykkeen puhtaana ohjaamalla epäpuhtaan ilman huoneen yläosaan (kuva 2). Syrjäyttävässä ilmanvaihdossa käytetään yleensä hyväksi epäpuhtauspäästöihin liittyvää, kuvan 2 osoittamaa ylöspäin suuntautuvaa konvektiovirtausta. Viileä tuloilma ohjataan normaalisti lähelle lattiaa pienellä nopeudella, tyypillisesti alle 0,5 metriä sekunnissa

2013-03-25 6 3) Kohdepoistojärjestelmä (LEV, Local Extract Ventilation) Kohdepoisto on erittäin tehokas tiloissa, joissa on paikallisia selvästi tunnistettavia epäpuhtauslähteitä, kuten teollisuustiloissa tai keittiöissä. Normaalisti N lähteen lähellä llä tai yläpuolella l ll on poistoventtiili ttiili tai huppu, joka poistaa epäpuhtaudet ennen niiden leviämistä huoneeseen. 4) Mäntäilmavaihto (PiV, Piston Ventilation) Mäntätyyppinen virtaus saadaan aikaan syöttämällä ilmaa vaakatai pystysuunnassa koko huoneen poikkipinnalle pienellä nopeudella (tyypillisesti 0,2-0,4 m/s) ja pienellä turbulenssilla. Tämä on hyvin tehokas ilmanvaihtotapa, mutta se on myös kallis ja vaatii erittäin suuret ilmavirrat (200-600 vaihtoa tunnissa). Siksi sitä käytetään ää vain tietyissä sovelluksissa, s ssa, kuten puhdastiloissa ssa ja leikkaussaleissa.

2013-03-25 7 5) HENKILÖKOHTAINEN ILMANVAIHTO (PV, PERSONALIZED VENTILATION) Kuva 3 Henkilökohtainen ilmavaihto Henkilökohtaisella ilmanvaihdolla (kuva 3) voidaan ohjata laadukasta tuloilmaa suoraan hengitysalueelle. ll Perinteisen PV-ilmanvaihdon yhteenveto osoittaa, että jopa 80% hengitysilmasta voisi koostua henkilökohtaisesta tuloilmasta, jonka ilmavirta on pienempi kuin 3,0 litraa sekunnissa. Henkilökohtainen ilmanvaihto voi säästää jopa 60% energiaa verrattuna sekoittavaan ilmanvaihtoon kylmässä ilmastossa ja 51% vastaavasti kuumassa ilmastossa.

2013-03-25 8 6) Hybridi-ilmanjako (HAD, Hybrid Air Distribution) Tehokkuudestaan huolimatta syrjäytysilmanjaolla on kaksi keskeistä puutetta: (1) sitä ei voida käyttää lämmitykseen, (2) tuloilman jako ulottuu rajoitetun matkan päähän huoneessa. Näitä puutteita pyritään korjaamaan hybridiilmanjakojärjestelmässä, mikä yhdistää MV-ja DV-järjestelmän piirteitä. HADperiaatteesta esimerkkejä ovat törmäävän suihkun järjestelmä (IJ, Impinging Jet) sekä yhtyvän suihkun järjestelmä j ä (CJ, Confluent Jet) Kuva 4 Hybridi-ilmavaihto

2013-03-25 9 7) Stratum-ilmanvaihto (SV, Stratum Ventilation) Stratum-ilmanvaihdolla pyritään sopeutumaan itäisen Aasian hallitusten pyrkimykseen korottaa sisälämpötiloja. SV-ilmanvaihdon ajatuksena on ohjata raitista ilmaa hengitysvyöhykkeelle ja maksimoida ilmanvaihdon tehokkuus Kuva 5 Stratum-ilmavaihto

2013-03-25 10 8) Hengitysvyöhykkeen suojailmanvaihto iht (POV, Protected t Occupied Zone Ventilation) Tähän tarvitaan perusteellista tutkimusta, jossa tavoitteena on hyvä sisäilman laatu, lämpöviihtyisyys sekä energiatehokkuus. Tässä tutkimuksessa on keskitytty etsimään tehokasta ilmanvaihtoa avotoimistoihin ja julkisiin tiloihin käyttämällä tuloilmalaitteita, joilla saadaan tasomainen ilmasuihku. ihk Hengitysvyöhykkeen suojailmanvaihto käsittää kuvan 6 mukaisesti matalan turbulenssin rakohajottimet sekä ylemmän ja alemman poistoilmalaitteen. Avotoimisto on jaettu neljäksi henkilökohtaiseksi työalueeksi ilmaverhoilla jotka samalla tuovat puhdasta ilmaa. Ilmaverhot estävät mahdollisesti saastuneen ilman siirtymisen osa-alueelta toiselle. Kuva 6 POV-ilmavaihto

2013-03-25 11 ILMANVAIHTOJÄRJESTELMIEN TEHOKKUUS Ilmanvaihdon tehtävästä riippuen ilmanjakojärjestelmien tehokkuutta on arvioitava erilaisilla indekseillä. Taulukosta nähdään, että useimpia järjestelmiä voidaan arvioida vähintään 2-3 indeksin perusteella. Hengitysvyöhykkeen suojailmanvaihdon tavoitteiden kannalta tärkeintä on suojaus epäpuhtauksilta ja paikallinen ilmanlaatuindeksi. Taulukko 1 Ilmanjakojärjestelmien arviointi eri indekseillä. ILMANVAIHTO EPÄPUHTAUKSIEN POISTO LÄMMÖN POISTO ε ε a e (%) ε t MV 0.42-0.35 0.4-1.0 (5C<ΔT<0C) (KATTOPOISTO); 99 % /24/ /20/ 0.9-1.0 (0C<ΔT<-5C) (lattiapoisto) /4/ DV 0.55-0.92 /20/ 0.2-1.4 (2<ΔT<0 ) /4/ 121% /24/ HV /LEV /PiV 2 PIV /22/ 123% HV/24/ PV 1.2-2.2 (ΔT=-6C) 1.3-2.3 (ΔT=-3C) 1.6-3.5 (ΔT=-0C) /4/ 1.2-1.6 /25/

2013-03-25 12 Lämpötilasta riippuen ilmanvaihdon tehokkuus Kuva 7 Ilmanvaihdon tehokuutta riippuu tulo lämpötilasta Tehokkuus lisääntyy tuloilman lämpötilan noustessa henkilökohtaisella ilmanjaolla sekä sekoittavalla ilmanjaolla, jossa poisto on alhaalla. Vastaavasti tehokkuus pienenee tuloilman lämpötilan noustessa jos poisto on ylhäällä. Samoin tapahtuu myös syrjäyttävällä ilmanjaolla, jolla ilmanvaihdon tehokkuus ylittää ykkösen vasta jäähdytystilanteessa. Henkilökohtaisella ilmanjaolla ilmanvaihdon tehokkuus on kaikissa tilanteissa suurempi kuin 1.

2013-03-25 13 Yhteenveto Sekoittavaa ilmanvaihtoa on käytetty yli sata vuotta. Sen haittapuolet ovat edelleen haaste koska puhdas tuloilma sekoittuu sisäilman epäpuhtauksiin. Toimistoissa ilmanvaihdon tarve on noin 10 litraa sekunnissa henkilöä kohti, joidenkin tutkimusten mukaan jopa 25 litraa. Tavanomaiset ilmanjakojärjestelmät eivät kuitenkaan tarjoa riittävää suojaa ilman välityksellä tarttuville epidemioille. Esitetty uusi hengitysvyöhykkeen suojailmanvaihto (POZ) voi parantaa merkittävästi suojaustehokkuutta avotoimistoissa ja yleisissä tiloissa. Järjestelmän toimivuudesta ja soveltuvuudesta käytäntöön tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusta. Tärkeimmät ovat paikallinen ilmanlaatuindeksi sekä epäpuhtauksilta suojautumiseen liittyvät indeksit.

2013-03-25 14 Erikoistutkija Guangyu.Cao@vtt.fi puh. 020 722 6582 Kirjoittajat haluavat a at kiittää Suomen Akademi:tä tutkimuksen tuesta ja rahoituksesta.