Inneklimat och Normer PDF

Ventilation och luftbehandlingsteknik Peter Karlsson Martin Rundqvist November 2023 Vad påverkar oss? Inneklimat för komfort och hälsa Skapa rätt inneklimat för: ❖Människor ❖Verksamheten ❖Byggnaden  Tillståndet då en person är tillfreds Termisk komfort...

Ventilation och luftbehandlingsteknik Peter Karlsson Martin Rundqvist November 2023 Vad påverkar oss? Inneklimat för komfort och hälsa Skapa rätt inneklimat för: ❖Människor ❖Verksamheten ❖Byggnaden  Tillståndet då en person är tillfreds Termisk komfort med temperaturupplevelsen Parametrar i omgivningen: ❖Luftens temperatur ❖Luftens hastighet ❖Omgivande ytors temperatur ❖Luftens fuktighet  Tillståndet då en person är tillfreds Termisk komfort med temperaturupplevelsen Dessutom påverkar: ❖Golvets yttemperatur ❖Luftens vertikala temperaturgradient Även om man skulle nå perfekt temperatur, lufthastighet, ventilation osv, så kommer 5 % av personer som vistas i en byggnad vara missnöjda med inneklimatet. Klädsel ❖Kläders värmeisolerande förmåga anges i clo ❖1 clo = 155 Km/W ❖1 clo är klädseln hos en person som upplever termisk komfort vid stillasittande arbete i ett rum med operativ temperatur på 20° C. Klädsel Klädsel Isolerförmåga (clo) Naken 0 Tropikklädsel 0,3 Lätt sommarklädsel 0,5 Tunn arbetsklädsel 0,7 Normal inomhusklädsel 1,0 Kraftig inomhusklädsel 1,5 Polarklädsel 4,0 Aktivitetsgrad Kroppsvärme avges till omgivningen genom ❖Konvektion, luftskiktet närmast kroppen värms och stiger ❖Strålning från kroppen till omgivande ytor ❖Avdunstning genom utandning och svettning ❖Ledning från kroppen till ytor med direktkontakt Aktivitetsgrad ❖Värmeavgivning anges i W/m2 hudyta eller i enheten met ❖1 met = 60 W/m2 hudyta Aktivitetsgrad Aktivitet Värmeavgivning (W), ca Vila 70 Stillasittande kontorsarbete 100 Normalt kontorsarbete 145 Lätt kroppsarbete 165 Lugn promenad 250 Måleriarbete 300 Aktivitetsgrad Aktivitet Värmealstring (W) Värmealstring (met) Sömn 85 0,8 Vila, sittande 105 1,0 Skrivbordsarbete 125 1,2 På- och avklädning 160 1,6 Bilkörning, hushållsarbete 180 1,8 Sopa golvet 200 2,0 Promenera i 5 km/h 320 3,2 Dansa vals 360 3,6 Gång nedför trappa 470 4,7 Löpning i 8,5 km/h 740 7,4 Temperatur ❖Lufttemperatur ❖Medelstrålningstemperatur ❖Operativ Temperatur Temperatur Operativ temperatur ❖Definieras som medeltemperaturen av luftens och omgivande ytors temperatur enligt: TO = (Tluft + Tr ) / 2 TO: Operativ temperatur (gradC) Tluft: Lufttemperatur (gradC) Tr: Medelstrålningstemperatur (gradC) ❖Temperaturbegrepp som används i föreskrifter. Temperatur Medelstrålningstemperatur ❖Definieras som den viktade medeltemperaturen hos omgivande ytor och beräknas som: Tr = F1 * T1 + F2 * T2 + …. + Fn * Tn Tr: Medelstrålningstemperaturen (gradC) Fn: vinkelförhållandet mellan beräkningspunkt till ytan Tn: yttemperatur hos respektive yta Temperatur Vid en viss del av rummet känns det obehagligt trots att en termometer visar 22 grader. Beräkna operativa temperaturen i rummet om medelstrålningstrålningstemperaturen bestäms till 14 grader. TO = (Tluft + Tr ) / 2 TO: Operativ temperatur [°C] Tluft: Lufttemperatur mätt av termometer [°C] Tr: Medelstrålningstemperatur [°C] Lufttemperatur Ex. Vid en viss punkt i känns det obehagligt trots att en vanlig tempmeter visar 22 °C. Beräkna den operativa temperaturen i punkten om medelstrålningstemperatur bestäms till 14 grader. 𝑡𝑙𝑢𝑓𝑡 + 𝑡𝑟 22 + 14 𝑡0 = = = 18 °𝐶 2 2 Lufttemperatur 21 oC Tak Beräkna den operativa temperaturen! 17 oC Innervägg 20 oC Innervägg (18+17+20+20+16+17) Yttervägg 20 oC Medelstrålningstemp = =18 18 oC 6 (18+21) Toperativ= =19,5 2 Golv 16 oC Yttervägg 17 oC Strålningsasymmetri Strålningsasymmetri Lufthastighet Drag: ❖Lokal nedkylning av kroppen som leder till en sänkning av hudtemperaturen ❖Uppstår när luftens medelhastighet varaktigt överstiger 0,15 m/s och den operativa temperaturen ligger mellan 20-24 grader C. Lufttemperatur Drag kan uppstå från: ❖Luftstrålar från tilluftsdon eller uteluftsventiler ❖Kallras vid kalla ytor, t ex fönster ❖Otätheter i byggnadens klimatskal Lufthastighet I en kontorslokal jobbar 30 personer i ett rum. Luftmängden är anpassad efter detta och det tillförs därför 300 l/s (0,3 m3/s) till rummet via ventilationen. Luften vandrar sedan ut via ett annat rum och passerar då en dörrpost med ytan 2 m2 innan den slutligen tas tillbaka till ventilationsaggregatet. Är det risk att det kan upplevas dragigt nära dörrposten pga detta? Lufthastighet genom öppning = Volymflöde/Area = 0,3/2 = 0,15 m/s (risk för drag) Vistelsezon enligt BBR Vistelsezonen begränsas i rummet av: ❖två horisontella plan, ett på 0,1 meter höjd över golv och ett annat på 2,0 meter höjd över golv, ❖samt vertikala plan 0,6 meter från yttervägg eller annan yttre begränsning, dock vid fönster och dörr 1,0 meter. Vistelsezon är den del av rummet där människor uppehåller sig och där krav finns avseende luftkvalitet. Vistelsezon enligt BBR BBR (2011:6) avsnitt 6.42: Allmänna råd Byggnader bör vid DVUT utformas så att ❖ den lägsta riktade operativa temperaturen i vistelsezonen beräknas bli 18 ºC i bostads- och arbetsrum och 20 ºC i hygienrum och vårdlokaler samt i rum för barn i förskolor och för äldre i servicehus och dylikt, ❖ den riktade operativa temperaturens differenser vid olika punkter i rummets vistelsezon beräknas bli högst 5K, och ❖ yttemperaturen på golvet under vistelsezonen beräknas bli lägst 16 ºC (i hygienrum lägst 18 ºC och i lokaler avsedda för barn lägst 20 ºC) och kan begränsas till högst 26 ºC. ❖ Dessutom bör lufthastigheten i ett rums vistelsezon inte beräknas överstiga 0,15 m/s under uppvärmningssäsongen och lufthastigheten i vistelsezonen från ventilationssystemet inte överstiga 0,25 m/s under övrig tid på året. Luftfuktighet ❖Liten påverkan på människans värmebalans vid normal innetemperaturer ❖Spelar roll om det samtidigt är varm och fuktig luft ❖Men påverkar vårt välbefinnande vid väldigt torr eller fuktig luft ❖Se även Mollierdiagram Luftfuktighet ❖ Aktuell ånghalt är luftens faktiska vatteninnehåll. ❖ Mättnadsånghalt är den maximala mängd vatten luften kan innehålla vid aktuell temperatur innan utfällning (dimma eller kondens) bildas. Denna är temperaturberoende. -> RH varierar med temperaturen. Luftfuktighet - Mollierdiagram RISK Kombinationen låg allmänventilation och hög produktion av fukt inomhus leder ofta till invändig kondens på fönsterrutor. Det finns även en ökad risk att fukten också kondenserar i ytterväggen och leder till mögel och röta. Luftfuktighet Vad blir den relativa luftfuktigheten när vattenmättad uteluft vid -10°C tas in i byggnaden och värms till +20°C? Luftfuktighet Luftfuktighet Bedömning av termiskt klimat ❖Bedömning skiljer sig från individ till individ ❖Definitionen av inneklimatkvaliteten efter hur många som tycker det är bra/dåligt ❖Standard SS EN ISO 7730 används för bedömning av termiskt inneklimat ❖PMV- och PPD-index Bedömning av termiskt klimat PMV ❖PMV står för Predicted Mean Vote ❖”förväntat medelutlåtande” ❖Det termiska klimatet anses vara neutralt om PMV ligger inom +/- 0,5  Bedömning av termiskt klimat PMV PMV-index Upplevelse +3 Hett +2 Varmt +1 Lite Varmt 0 Neutralt (lagom) -1 Lite kyligt -2 Kyligt -3 Kall Bedömning av termiskt klimat PPD ❖PPD står för Predicted Percentage of Dissatisfied ❖”hur många som kommer att vara otillfredsställda med ett termiskt klimat” ❖Det går inte att få fler än 95% av individerna i en grupp nöjda med samma inomhusklimat Bedömning av termiskt klimat  Termiska klimatklasser och riktlinjer Klass Lokaler Bostäder TQ1 Vid utomhustemperaturer över den för Rumstemperaturer över +26°C accepteras under sommarfallet dimensionerande temperaturen kortare perioder (sommarens varmaste dagar). bör rumstemperaturen kunna hållas ca 3 grdC lägre än utomhustemperaturen. Lämpligt värde Vintertid bör rumstemperaturen alltid kunna hållas för dimensionerande utetillstånd är +27 grdC under +23°C. och 50% RF. Temperaturen bör alltid kunna hållas över +20°C. Temperaturen bör alltid kunna hållas över 20 grdC, eller annan lägre temperaturnivå om detta är motiverat med hänsyn till verksamhetens behov. TQ2 Som TQ1, med följande tillägg: Rumstemperaturer över +28°C accepteras under kortare perioder (sommarens varmaste dagar). Vintertid bör rumstemperaturen kunna hållas under +23 grdC eller annan temperaturnivå om Vintertid bör rumstemperaturen alltid kunna hållas detta är motiverat med hänsyn till under 23°C. verksamhetens behov. Temperaturen bör alltid kunna hållas över 20°C. Benämningar och definitioner på luftflöden 1 Uteluft – Luft i det fria 2 Tilluft – Luft som förs till rum (kan bestå av uteluft, överluft, återluft, och cirkulationsluft). 3 Överluft – Luft som förs från ett eller flera rum till ett eller andra rum 4 Frånluft – Luft som förs från rum 5 Återluft – Luft som återförs till grupp av rum varifrån luften tagits 6 Avluft – Luft som förs till det fria 7 Cirkulationsluft – Luft som cirkulerar inne i ett rum eller till rummet återförd luft från samma rum Bedömning och definitioner på luftflöden 8 Kortslutning – Avluft som återförs till rum via uteluft Tilluft som ej når vistelsezon utan går direkt till frånluft 9 Infiltration – Läckning av luft in i en byggnad 10 Exfiltration – Läckning av luft ut ur en byggnad Ventilationens funktioner ❖ Tillföra frisk luft och föra bort förorenad luft ❖ Medverka till att föroreningar inte sprids i byggnaden ❖ Skapa ett undertryck inomhus ❖ I vissa fall värma och kyla Komfortventilation ❖Finns i kontor, bostäder, skolor, offentliga lokaler, m.m. ❖Syftet är att skapa ett inomhusklimat som ger välbefinnande. ❖Ventilation ska bortföra föroreningar som: ❖CO2 ❖ CO och kvävedioxider (garage) ❖Damm ❖Dålig luft/lukt och partiklar Processventilation Industrilokaler kan alstra luftföroreningar av stor koncentration som damm, ångor och gaser som kan vara farligt. Lösning inkappsling och punktutsug vid föroreningskällan. Kan vara en fråga om att skydda hälsan och säkerhet för människor eller för att möjliggörandet viss verksamhet. Produkttekniska skäl. Sjuka hus Sjukahus/problemhus? Bostadsdepartementet: ”Det spelar ingen roll hur det definieras – huvudsaken är att det åtgärdas!” Hur mycket ventilationsluft behövs Ventilationsflödet anges i m3/s eller i l/s eller ibland m3/h Men kan också uttryckas i förhållande till den ventilerade volymen som luftomsättning per timme, oms/h Luftomsättningen beräknas som η=(q/V) Hur mycket ventilationsluft behövs? ◆ Vid nybyggnad är kravet enligt BBR 0,35 l/s per m2 golvarea ◆ Med takhöjd 2,5m motsvarar kravet en luftväxling på ca 0,5 oms/h ◆ Detta är lägsta tillåtna uteluftsflöde och kan behövas justeras uppåt beroende på aktuell personbelastning, verksamhet, fukttillskott etc Hur mycket ventilationsluft behövs? ◆ 4 l/s per sovplats, resten tillförs tex vardagsrum ◆ I en tom lgh får luftflödet reduceras till 0,1 l/s, m2 Vilket ventilationsflöde behövs? Vid nybyggnad skall enligt Boverkets föreskrifter, BBR uteluftsflödet vid personnärvaro vara minst: 0,35 l/s per kvm golvarea 0,5 omsättningar per timme I Arbetslokaler i rum där personer vistas stadigvarande får enligt Arbetsmiljöverkets regelverk, AFS, uteluftflödet inte understiga: 7 l/s och person + 0,35 l/ per kvm golvarea. Hur mycket luft behövs? För att transportera bort värme = 12-15 l/s,person För att transportera bort CO2 = 7 l/s,person För att transportera bort fukt = 2-3 l/s,person Hur mycket ventilationsluft behövs? I en skolsal på 50 m2 med 33 elever kan det vara dimensionerat för (50*0,35) + (33*7) = 248 l/s Om det är 3,1 m i takhöjd blir det 5,8 oms/h Vad är styrande för upplevelsen? – Temperaturen! Luftflöden som inte får underskridas (SBN80) Utrymme Minsta frånluftsflöde Kök 10 l/s, forcering med minst 75% uppfångningsförmåga för luftföroreningar Pentry, kokvrå 15 l/s Bad- eller duschrum med öppningsbart 10 l/s fönster Bad- eller duschrum utan öppningsbart 10 l/s med forcering till 30 l/s eller 15 l/s fönster Toalettrum 10 l/s Städrum 3 l/s, m2 dock minst 15 l/s Tvättstuga, torkrum 10 l/s Avfallsrum 5 l/s, m2 Avfallsrum endast avsett för torra sopor 0,35 l/s, m2 Sopnedkast 50 l/s Hisschakt 8 l/s, m2 Garage (1 parkeringar/plats per 8 tim) 1.8 l/s, m2  Luftflöde i lokalbyggnader 7 l/s och person + 0,35 l/s per m2 golvarea Ex. på praxis eller myndighetskrav. Verksamhet Ventilationskrav Klorlagerrum 20 h-1 Rum för röntgenframkallning T 4,2 l/s, m2 Telefonhytt i apotek T 14 l/s, m2 Sillrum F 7 l/s, m2 Expedition på bibliotek T 20 l/s, person Blankettförråd F 10 l/s, rum Bastu F 3 l/s, person Scen T 7,7 l/s, m2 Exempel på luftväxling för olika verksamheter Verksamhet Luftomsättning (h-1) Bostäder 0,5 Kontorsrum 3 Dagis 3 Skolor 4 Badhus 4 Konferensrum 5 Restaurangkök 15 Operationssal 25 Laboratorium 25 Beräkna luftflödet ! Per kvm tilluftskrav: (16,8+19,8+3,3+37,6+18,6)*0,35 = = 33,64 l/s Frånluftkrav: 10 + 10 +10 = 30 l/s (+15 l/s forcering) 33,64 är större än 30 -> 33,64 l/s är dimensionerande! Beräkna luftflödet ! Per kvm tilluftskrav: (3+4,5+8,4+21,1+7)*0,35 = = 15,4 l/s Frånluftkrav: 10 + 15 = 25 l/s (+15 l/s forcering) 25 är större än 15,4 -> 25 l/s är dimensionerande! Vad styr vårt byggande I BBR anges de minimikrav en byggnad måste uppfylla avseende energianvändning och värmeisolering, krav på prestanda. PBL/PBF/BBR Plan och bygglagen (PBL) (styrande) krav om tekniska egenskaper som är väsentliga i fråga om energihushållning och värmeisolering Plan- och byggförordningen (PBF) förtydligar vad som krävs för att uppfylla kraven på energihushållning och värmeisolering i PBL BBR (Föreskrift/rådgivande) föreskrifter och allmänna råd till vissa krav i plan- och bygglagen och plan- och byggförordningen. Boverkets byggregler (BBR) om fattar följande Tillgänglighet Termiskt klimat Bostadsutformning Fuktsäkerhet Vatten och avlopp Rumshöjd Förbränningsgaser Driftutrymmen Skydd mot skadedjur Brandskydd Bullerskydd Farliga ämnen Säkerhet vid användning Ventilation Energihushållning Ljus i byggnader https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om- byggande/boverkets-byggregler/  Vad är bra luftkvalitet? Hills experiment De obehagliga symptomen minskade inte, även om försökspersonerna fisk +30C, 100 % RF andas friskluft utifrån. 40 000 ppm CO2 Obehagligt Mår dåligt Andas frisk luft utifrån  Vad är bra luftkvalitet? Hills experiment Däremot upphörde illamåendet så snart luften i kammaren sattes i +30C, 100 % RF rörelse med en fläkt och detta även 40 000 ppm CO2 om försökspersonerna inte fick andas friskluft. Behagligt Mår bra  Vad är bra luftkvalitet? Hills experiment Som en kontroll att det inte var de kemiska egenskaperna som påverkade Behagligt försökspersonerna lät Hill dem stå Mår bra +30C, 100 % RF 40 000 ppm CO2 utanför kammaren och inandas den ”skämda” luften. Personerna mådde bra. Temperaturen har avgörande betydelse!