Ventilasjonsretningslinjer for design

Formålet med retningslinjene (Blomsterberg,2000 ) [Ref 6] er å gi veiledning til utøvere (primært VVS-designere og bygningssjefer, men også oppdragsgivere og byggbrukere) i hvordan man kan få til ventilasjonssystemer med gode ytelser ved bruk av konvensjonelle og innovative teknologier.Retningslinjene gjelder for ventilasjonsanlegg i bolig- og næringsbygg, og i hele livssyklusen til et bygg, dvs. prosjektering, konstruksjon, igangkjøring, drift, vedlikehold og dekonstruksjon.

Følgende forutsetninger er nødvendige for en ytelsesbasert design av et ventilasjonsanlegg:

• Ytelsesspesifikasjoner (angående inneluftkvalitet, termisk komfort, energieffektivitet etc.) er spesifisert for systemet som skal designes.
• Et livssyklusperspektiv legges til grunn.
• Ventilasjonsanlegget anses som en integrert del av bygget.

Målet er å designe et ventilasjonssystem som oppfyller prosjektspesifikke ytelsesspesifikasjoner (se kapittel 7.1), ved bruk av konvensjonelle og innovative teknologier.Utformingen av ventilasjonssystemet må koordineres med prosjekteringsarbeidet til arkitekten, bygningsingeniøren, elektroingeniøren og designeren av varme-/kjølesystemet. Dette for å sikre at det ferdige bygget med varme-, kjøle- og ventilasjonsanlegg presterer bra.Sist og ikke minst bør bygningssjefen konsulteres med hensyn til sine spesialønsker.Han vil ha ansvar for driften av ventilasjonsanlegget i mange år framover.Designeren må derfor bestemme visse faktorer (egenskaper) for ventilasjonssystemet, i henhold til ytelsesspesifikasjonene.Disse faktorene (egenskapene) bør velges på en slik måte at det samlede systemet vil ha den laveste livssykluskostnaden for det spesifiserte kvalitetsnivået.En økonomisk optimalisering bør utføres under hensyntagen til:

• Investeringskostnader
• Driftskostnader (energi)
• Vedlikeholdskostnader (bytte av filtre, rengjøring av kanaler, rengjøring av luftterminaler etc.)

Noen av faktorene (egenskapene) dekker områder hvor ytelseskrav bør innføres eller skjerpes i nær fremtid.Disse faktorene er:

• Design med et livssyklusperspektiv
• Design for effektiv bruk av elektrisitet
• Design for lavt lydnivå
• Design for bruk av bygningsenergistyringssystem
• Design for drift og vedlikehold

Design med en livssyklus perspektiv 

Bygninger skal gjøres bærekraftige, dvs. at en bygning i løpet av sin levetid skal ha en så liten som mulig påvirkning på miljøet.Ansvarlig for dette er flere ulike kategorier av personer, f.eks. designere, bygningssjefer.Produktene skal vurderes ut fra et livssyklusperspektiv, hvor det må tas hensyn til all påvirkning på miljøet gjennom hele livssyklusen.På et tidlig tidspunkt kan prosjekterende, han kjøper og entreprenør ta miljøvennlige valg.Et bygg består av flere ulike komponenter med ulik levetid.I denne sammenhengen må vedlikehold og fleksibilitet tas i betraktning, dvs. at bruken av f.eks. et kontorbygg kan endres flere ganger i løpet av bygningens levetid.Valg av ventilasjonssystem er vanligvis sterkt påvirket av kostnadene, dvs. vanligvis investeringskostnadene og ikke livssykluskostnadene.Dette betyr ofte et ventilasjonssystem som akkurat oppfyller kravene i byggeforskriften til de laveste investeringskostnadene.Driftskostnaden for f.eks. en vifte kan være 90 % av livssykluskostnaden.Viktige faktorer som er relevante for livssyklusperspektiver er:
Levetid.

• Miljøpåvirkning.
• Endringer i ventilasjonssystemet.
• Kostnadsanalyse.

En enkel metode som brukes for livssykluskostnadsanalyse er å beregne netto nåverdi.Metoden kombinerer investering, energi, vedlikehold og miljøkostnader under deler av eller hele driftsfasen av bygget.Den årlige kostnaden for energi, vedlikehold og miljø er beregnet på nytt til kostnad i dag (Nilson 2000) [Ref 36].Med denne prosedyren kan forskjellige systemer sammenlignes.Miljøpåvirkningen i kostnader er vanligvis svært vanskelig å fastslå og blir derfor ofte utelatt.Miljøbelastningen er til en viss grad hensyntatt ved å inkludere energi.Ofte gjøres LCC-beregningene for å optimalisere energibruken i driftsperioden.Hoveddelen av livsløpsenergibruken til et bygg er i denne perioden dvs. romoppvarming/-kjøling, ventilasjon, varmtvannsproduksjon, elektrisitet og belysning (Adalberth 1999) [Ref 25].Forutsatt at en bygnings levetid er 50 år, kan driftsperioden utgjøre 80 – 85 % av den totale energibruken.De resterende 15 – 20 % går til produksjon og transport av byggematerialer og konstruksjon.

Design for effektiv bruk av strøm til ventilasjon 

Bruken av elektrisitet til et ventilasjonsanlegg bestemmes hovedsakelig av følgende faktorer: • Trykkfall og luftstrømforhold i kanalsystemet
• Vifteeffektivitet
• Kontrollteknikk for luftstrømmen
• Justering
For å øke effektiviteten i bruken av elektrisitet er følgende tiltak av interesse:

• Optimaliser den overordnede utformingen av ventilasjonssystemet, f.eks. minimer antall bend, diffusorer, tverrsnittsendringer, T-stykker.
• Bytt til en vifte med høyere effektivitet (f.eks. direktedrevet i stedet for reimdrevet, mer effektiv motor, bakoverbuede blader i stedet for foroverbuede).
• Senk trykkfallet ved tilkoblingsviften – kanalnettet (vifteinntak og -uttak).
• Senk trykkfallet i kanalsystemet f.eks på tvers av bend, diffusorer, tverrsnittsendringer, T-stykker.
• Installer en mer effektiv teknikk for å kontrollere luftstrømmen (kontroll av frekvens eller viftebladvinkel i stedet for spennings-, spjeld- eller styreskovlekontroll).

Av betydning for den totale bruken av elektrisitet til ventilasjon er selvsagt også lufttettheten til kanalnettet, luftmengdene og driftstidene.

For å vise forskjellen mellom et system med svært lave trykkfall og et system med til nå gjeldende praksis ble et "effektivt system", SFP (spesifikk vifteeffekt) = 1 kW/m³/s, sammenlignet med et "normalt system". ”, SFP = mellom 5,5 – 13 kW/m³/s (seTabell 9).Et svært effektivt system kan ha en verdi på 0,5 (se kapittel 6.3.5 ).

Tabell 9 : Beregnede trykkfall og SFP verdier for et "effektivt system" og en "strøm system". 

Design for lavt lydnivå 

Et utgangspunkt ved prosjektering for lavt lydnivå er å designe for lavt trykknivå.På denne måten kan en vifte som kjører med lav rotasjonsfrekvens velges.Lavt trykkfall kan oppnås på følgende måter:

• Lav lufthastighet dvs. store kanaldimensjoner
• Minimer antall komponenter med trykkfall, f.eks. endringer i kanalorientering eller størrelse, spjeld.
• Minimer trykkfall over nødvendige komponenter
• Gode ​​strømningsforhold ved luftinntak og -uttak

Følgende teknikker for å kontrollere luftstrømmene er egnet, tatt i betraktning lyd:

• Kontroll av rotasjonsfrekvensen til motoren
• Endring av vinkelen på viftebladene til aksialvifter
• Type og montering av viften er også viktig for lydnivået.

Dersom det således utformede ventilasjonsanlegget ikke oppfyller lydkravene, må mest sannsynlig lyddempere inkluderes i designet.Ikke glem at støy kan komme inn gjennom ventilasjonssystemet, f.eks. vindstøy gjennom utendørs lufteventiler.
7.3.4 Design for bruk av BMS
Byggestyringssystemet (BMS) til et bygg og rutinene for oppfølging av målinger og alarmer, bestemmer mulighetene for å få en forsvarlig drift av varme-/kjøle- og ventilasjonsanlegget.En optimal drift av HVAC-systemet krever at delprosessene kan overvåkes separat.Dette er også ofte den eneste tilnærmingen for å oppdage små avvik i et system som i seg selv ikke øker energibruken nok til å aktivere en energibruksalarm (ved maksimalnivåer eller oppfølgingsprosedyrer).Et eksempel er problemer med en viftemotor, som ikke vises på den totale elektriske energibruken for drift av et bygg.

Dette betyr ikke at alle ventilasjonssystemer skal overvåkes av en BMS.For alle unntatt de minste og enkleste systemene bør BMS vurderes.For et svært komplekst og stort ventilasjonssystem er sannsynligvis en BMS nødvendig.

Sofistikeringsnivået til en BMS må stemme overens med kunnskapsnivået til det operative personalet.Den beste tilnærmingen er å kompilere detaljerte ytelsesspesifikasjoner for BMS.

7.3.5 Design for drift og vedlikehold
For å muliggjøre riktig drift og vedlikehold må det skrives hensiktsmessige drifts- og vedlikeholdsinstruksjoner.For at disse instruksjonene skal være nyttige, må visse kriterier oppfylles under utformingen av ventilasjonssystemet:

• De tekniske systemene og deres komponenter skal være tilgjengelige for vedlikehold, utveksling etc. Vifterom skal være tilstrekkelig store og utstyrt med god belysning.De enkelte komponentene (vifter, spjeld etc.) i ventilasjonssystemet skal være lett tilgjengelige.
• Systemene skal merkes med informasjon om medium i rør og kanaler, strømningsretning etc. • Testpunkt for viktige parametere skal inkluderes

Drifts- og vedlikeholdsinstruksen bør utarbeides i prosjekteringsfasen og sluttføres i byggefasen.

Se diskusjoner, statistikk og forfatterprofiler for denne publikasjonen på: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Mot forbedret ytelse av mekaniske ventilasjonssystemer
Forfattere, inkludert: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Noen av forfatterne av denne publikasjonen jobber også med disse relaterte prosjektene:
Lufttetthet av bygninger
PASSIV KLIMATISERING: FCT PTDC/ENR/73657/2006