Ventilationssystem del 1 PDF

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 1  Ventilation – Grund...

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 1  Ventilation – Grunder och begrepp Rena rum – Sovrum och vardagsrum – Tilluft i dessa rena rum Smutsiga rum – Kök och Badrum – Frånluft som ventileras bort från huset. Rum kan ha både tilluft och frånluft i samma rum Balans mellan luftflöden eller ett litet undertryck i byggnaden. Undertryck och övertryck Komfortventilation och processventilation Vid nybyggnad skall enligt Boverkets föreskrifter, BBR uteluftsflödet vid personnärvaro vara minst: 0,35 l/s per kvm golvarea 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 2022-12-04 2  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 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 3 Olika Ventilationssystem Självdragssystem Frånluftssystem, F & FX Från- och tilluftssystem, FT eller FTX 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 5 Olika typer av ventilationsanläggningar Självdrag F-system FT(X)-system - Inga fläktar - Endast frånluftfläkt - Till- och - Äldre bostäder - Bostäder frånluftfläkt - Kommersiella byggnader - Nyare bostäder 04.12.2022 6 Självdrag Termisk drivkraft med störst flöde vintertid. Måste ha dispens från Boverket. Fläktförstärkta självdragssystem finns också i skolor, bostäder, m.m. Självdragssystem - Komponenter Uteluftsventiler (sovrum och vardagsrum) Tallriksventiler (kök, badrum) 8  Självdragssystem Fördelar Nackdelar Enkelt system Ventilationsflödet beroende Inga mekaniska av utetemperatur och komponenter ingår vilket vindförhållanden. Dåliga ger lågt servicebehov eller ingen Ingen elförbrukning för sommarventilering fläktdrift Svårt att beräkna Möjlighet att reglera ventilationsflödet tilluftsventilerna Svårt att reglera Inget buller eller vibrationer Låg temperatur på friskluften vintertid (ev. dragproblem) Frånluftssystem F, FX Fläktdrivet utsug av luft från byggnaden. Håller ett konstant undertryck och minskar risken för fukttransport in i väggarna, dock ökar risken för radon- inläckage vid för högt undertryck. Finns möjlighet till att återvinna värme ur frånluften (FX), via värmepump Frånluftssystem - Komponenter Takfläkt Frånluftsdon Uteluftsdon Ventilationskanaler Styr och regler 11  Frånluftssystem Fördelar Nackdelar Alltid undertryck i Låg temperatur på tilluften byggnaden vintertid Garanterat luftflöde (även Visst servicebehov varma dagar) Risk för drag vid stora Möjlighet till flöden värmeåtervinning Svårt att ordna filtrering av Möjlighet att reglera tilluften tilluftsventilerna Undertryck kan öka Relativt enkelt system radoninläckning Tilluften sugs in via otätheter. Från- & tilluftssystem FT, FTX Gemensamt är att både tillufts- och frånluftsflöde går att styra. I FTX system återvinns frånluftens värme för värma den inkommande uteluften. Värmen återvinns genom värmeväxlare eller värmepump.  Från- & tilluftssystem FT, FTX Ett ventilationsaggreg at – Filter – Spjäll – Fläktar – Värmeväxlare – Värmebatteri Kanalsystem Tilluftsdon Frånluftsdon Överluftsdon 14  Från- & tilluftssystem Fördelar Nackdelar Garanterat luftflöde (även Komplicerat system med varma dagar) många ingående Möjlighet till komponenter. värmeåtervinning Ökat servicebehov jämfört Möjlighet att styra med F-system temperaturen på tilluften Risk för ljudproblem ökar i Filtrering av tilluften möjlig sovrum och vardagsrum Tilluften går att ”styra” dit den ska.  Från- & tilluftssystem FT, FTX 2022-12-04 16 Från- & tilluftssystem FT, FTX 2022-12-04 17  Överluft kan ske från rent rum till smutsigt rum eller likvärdigt rena rum, Helst från rent rum till smutsigt rum. Det kan dock förekomma undantag och det är när man tittar på hela avdelningar främst i förskolor. En avdelning hanteras som ett rum och inte som enskilda rum. 2022-12-04 18 Ventilationssystem – 4 delsystem Rumssystem Distributionssystem Luftbehandlingsaggregat Styr- och reglersystem 19 Ventilationssystem 20 Rumssystem 21 Distributionssystem 22 Luftbehandlingsaggregat 23 Luftbehandlingsaggregat 24 Styr- och reglersystem 25  Specifik fläkteleffekt, SFP Specifik fläkteleffekt, SFP SFPv = (PTillförd,TF + PTillförd,FF) / qv,max SFPv : Aggregatets specifika fläkteleffektbehov [kW / (m3/s)] PTillförd,TF : Tillförd eleffekt, tilluftsfläkt [kW] PTillförd, FF : Tillförd eleffekt, frånluftsfläkt [kW] qv, max : Aggregatets största till- eller frånluftsflöde [m3/s] För att uppnå ett lågt SFP-tal räcker det inte att endast välja eleffektiva fläktar. Arbetet med att reducera tryckfallen måste genomsyra projekteringen av ventilationssystemet, dvs utformning och dimensionering av kanalsystemet, aggregatet, val och montering av fläkt. Specifik fläkteleffekt, SFP Exempel på SFP-tal för komfortventilation Systemtyp eller fläkt SFP-tal [kW/m3/s] Äldre FTX 3-4 Nya FTX 1,5 Äldre F ca 2 Nya F 0,5-0,7 Nya FVP 0,8  Specifik fläkteleffekt, SFP SFPv = (PTillförd,TF + PTillförd,FF) / qv,max SFPv : Aggregatets specifika fläkteleffektbehov [kW / Övningsuppgift (m3/s)] PTillförd, FF : Tillförd eleffekt, frånluftsfläkt [kW] PTillförd,TF : Tillförd eleffekt, tilluftsfläkt [kW] Räkna ut SFP för aggregatet nedan: qv, max : Aggregatets största till- eller frånluftsflöde [m3/s] Uppmätt effekt: FF = 0,8 kW TF = 0,7 kW (0,7+0,8)/0,8 = ca 1,9 kW/m3/s Beräkna energi Beräkna energi Belysning W = 276 W E =W*h Energi E = Energi (Wattimmar) Drifttid 8h W = Effekt (Watt) h = Tid (timmar) Wh = 276*8 = 2208 Wh  Beräkna energi Beräkna hur mycket energi Beräkna energi ventilationsaggregatet E =W*h använder under 1 år om E = Energi (Wattimmar) det går dygnet runt. (0,8+0,7)*8760 W = Effekt (Watt) = 13 140 kWh/år h = Tid (timmar) Uppmätt effekt: FF = 0,8 kW TF = 0,7 kW Tilluftdon Klaffventiler & springventiler i ytterväggar för F och S system. Tilluftslådor anslutna på kanaler för FT och FTX system. ◆ Tilluftsdon utformas med spalter, galler, dysor, koner etc. och monteras i vägg, tak eller i kanal ◆ Till tilluftsdon för stora flöden hör en anslutningslåda till som jämnar ut luftastigheten så att luftstrålen blir kontrollerbar. I lådan finns även ett spjäll för injustering till rätt ventilationsflöde. 32 Ventilationsprinciper Omblandande ventilation Deplacerande ventilation 2022-12-04 33 ◆ Omblandande ventilation tillförs luften med relativ hög hastighet, tilluftsdon placeras utanför vistelsezon för att inte skapa drag. ◆ Lämplig för såväl värmning som kylning (vid komfortvent ca +18°C) 34 ◆ För låg inblåsningstemp i förhållande till inblåsningshastigheten kan skapa drag 35 ◆ Och för hög kan leda till dålig omblandning 36 ◆ Kastlängd 37 ◆ För lång kastlängd – ger drag 38 ◆ För kort kastlängd – ger dålig omblandning 39 ◆ Coandaeffekten – strålen medhäftas taket och hastigheten sjunker sakta och räckvidden ökar, vilket normalt är en fördel 40 Placering av tilluftsdon vid omblandande ventilation ◆ Bakkant ◆ Framkant ◆ Under fönster ◆ Tak 41 Bakkantsinblåsning – innebär att donet monteras i väggen mot en korridor, hall eller motsvarande och att strålen riktas mot fasadväggen. Om kastlängden blir för lång böjs luftstrålen vid fasaden, kyls ner av fönstret, fortsätter in i rummet i golvnivå och orsakar drag. Kanalanslutningen blir enkel eftersom tilluftskanaler ofta förläggs i korridorens undertak. 42 Framkantsinblåsning – riktas strålen från fasadväggen mot korridorsväggen. Anslutande tilluftskanaler placeras i en inklädnad, synlig, inbyggd eller ovan undertak. Risken för dragproblem minskar jämnfört med bakkantsinblåsning eftersom strålens sträcka till arbetsplatsen blir längre. 43 Placering av tilluftsdon vid omblandande ventilation ◆ Bakkant ◆ Framkant ◆ Under fönster ◆ Tak 44 Fasadapparat – eller som den ibland kallas fönster- eller induktionsapparat förekommer i lokalbyggnader, tex kontor, och den både ventilerar, värmer och kyler. Strömningsmönstret liknar framkantsinblåsningens. Skillnaden är att strålens sträcka ökar med höjden från galler till tak. Vintertid värms fönstret av luftstrålen och kallstrålningen minskar, samtidigt ökar dock rummets värmeförluster. 45 Fasadapparat - 46 Fasadapparat - 47 Fasadapparat - 48 Fasadapparat - 49 Takplacerade tilluftsdon – tilluftstrålen sprids ut följer takytan och styrs neråt vid mellanväggen. Dragrisken begränsas eftersom luften fördelas över en stor yta och de nedåtriktade strålarna hamnar utanför vistelsezonen. 50 Takplacerade tilluftsdon – Om takdonen placeras för nära varandra kan strålarna krocka och orsaka nedåtriktat drag mellan donen men i vistelsezonen. 51 Deplacerande Ventilation – Innebär att tilluft tränger undan rumsluft. Donet placeras i golvnivå och undertempererad luft tillförs med låg hastighet så att den flyter ut längs golvet. När tilluften kommer i kontakt med varma kroppar stiger den av termiska krafter. Deplacerande ventilation fungerar inte med tillförsel av varmt luft. 52 Deplacerande Ventilation – Temperaturen i rummet ökar med höjden. I praktiken bildas två zoner; en övre med varm luft och en nedre med svalare och renare. 53 Deplacerande don – kan placeras fritt på golvet eller byggas in i vägg. Antalet anpassas till ventilationsflöde, rummets geometri, möblering och verksamhet. Tex ska ett don inte placeras för nära en radiator , inte utsättas för kraftig solinstrålning eller så att luften hindras från att flyta ut över golvet. 54 Deplacerande don – för deplacerande ventilation används begreppet närzon som anger avståndet mellan tilluftsdonet och den punkt där lufthastigheten sjunkit till 0,2 m/s. 55 Dyskanaler - deplacerande eller omblandande Det är en plåtkanal med fria hål eller med vridbara dysor för lufttillförseln, men också textilkanaler förekommer. Ett kanaldon placeras i taknivå och beroende på verksamhet, takhöjd och tilluftstemperatur anpassas riktningen på strålarna genom att vissa hål täcks eller genom att dysorna vrids. På detta sätt kan antingen deplacerande eller omblandande ventilation åstadkommas. 56 Dyskanaler - deplacerande eller omblandande Om inblåsningen sker med hög hastighet och strålarna riktas horisontellt blir ventilationen omblandande. Med uppåtriktad undertempererad lufttillförsel skapas deplacerande ventilation i vistelsezonen. Vid komfortventilation undviks rakt nedåtriktade strålar på grund av dragrisk. 57 Frånlufts- och överluftsdon Luften från ett rum förs bort via frånluftsdon anslutna till frånluftskanaler eller som överluft till intilliggande rum. 58 Frånluftsdon Tallriksventil för S-ventilation Kontrollventil för F-ventilation I lokalbyggnad beror antalet och placering på luftflödets storlek. Normalt är antalet frånluftsdon betydligt lägre än tilluftsdon, ur dragsynpunkt spelar det ingen roll. 59 Frånluftsdon Placering av frånluftsdon har stor inverkan på luftkvaliteten i rummet. Tanken är att det ska fånga in så mycket partiklar, gaser., värme, eller lukt som möjligt och placera så att det evakuerar den luft som uppehållit sig längst tid i lokalen 60 Överluftsdon Luft som passerar ett rum innan den sugs ut som frånluft kallas överluft. För att undvika ljudspridning och överhörning kompletteras öppningen med ljuddämpning. 61 Hinder för luftströmmen Det är svårt att förutse om och hur verksamheten i ett rum ändras, ett vanligt problem är tex att luftstrålen styrs ner i vistelsezonen efter att krockat med belysningsarmaturen. Pendelhängd eller infälld belysning eliminerar risken. 62 Kortslutningsströmning - Felaktigt valda eller placerade don kan orsaka kortslutning om tilluften rör sig direkt till frånluftsdonet utan att passera vistelsezonen. Om tilluftsdonet är placerat i taknivå är risken för kortslutning stor om tilluften är övertempererad eller tillförs med låg hastighet. Det kan också uppstå vid deplacerande ventilation om donet är placerat så att tilluften kan ta sig ut genom öppna dörrar eller så varm att den stiger direkt upp mot taket. 63 Stagnationszon Kallas det område i vistelsezonen som inte nås av ventilationsluft. Orsak kan vara för låg impuls i luftstrålen eller begränsad räckvidd på grund av för hög tilluftstemperatur. 64 Envägsströmning - eller kolvströmning rör sig tilluften likt en kolv laminärt genom rummet och trycker rumsluften framför sig. Principen tillämpas där det ställs mycket höga krav på luftkvalitén, till exempel i rum för elektroniktillverkning eller i operationssalar. 65 Distributionssystem 66 Utformning av kanalsystem och don Fördelar stora kanaldimensioner Låga lufthastigheter och låga tryckmotstånd Lägre elbehov för fläktar Oljud minskar Nackdelar stora kanaldimensioner Ökad byggkostnad Större utrymmesbehov Utformning av kanalsystem och don Cirkulära kanaler Rektangulära kanaler Fördelar cirkulära Tvärsnittsarean effektivare för luftströmningen Billigare Tätare Lättare att hantera Utformning av kanalsystem och don Huvudkanal – mellan fläkt och stamkanal Stamkanal – mellan huvudkanal och grenkanal Grenkanal – mellan stamkanal med anslutningskanal Anslutningskanal – förbinder till- och frånluftsdon med grenkanal Utformning av kanalsystem och don Figur: Principiell uppbyggnad av ett kanalsystem. Utformning av kanalsystem och don Vertikala stamkanaler sammanförs i schakt och de horisontella grenkanalerna i stråk Schakten skall helst placeras centralt i byggnaden så att kanalsystemet kan utformas symmetriskt Symmetriskt kanalsystem förenklar arbetet med att få rätt luftflöden i alla till- och frånluftsdon Asymmetriska kanalsystem – don nära fläkten måste strypas hårt för att få rätt flöden Utformning av kanalsystem och don Figur: Donen närmast fläkten behöver strypas hårt för att alla tilluftsdon ska få samma tilluftsflöde. Utformning av kanalsystem och don Figur: Donen har grupperats för att underlätta injusteringen till rätt luftflöde. Utformning av kanalsystem och don Figur: Exempel på symmetrisk utformning av kanalsystem för tilluft. Utformning av kanalsystem och don När luft passerar ett strömningsmotstånd bildas virvlar Det krävs en sträcka på ca 6 kanaldiametrar efter en störning för att luften ska sluta virvla och den normala hastighetsprofilen ska återtas. Detta kan ha stor påverkan vid luftflödesmätning. Figur: Exempel på kanalsystem med böj/avgrening på ca 6 kanaldiametrar Utformning av kanalsystem och don I ett väl monterat kanalsystem läcker ca 5% av luftflödet ut I ett mkt förgrenat system med rektangulära kanaler blir läckaget 10% trots noggrant utförande Otätheter uppstår i skarvar och fogar Tätheten ändras med tiden, även om systemet är tätt från början Utformning av kanalsystem och don Nackdelar med ett otätt system: fläkten måste arbeta hårdare mer luft ska värmas och kylas driftskostnaden ökar Om kallare luft sugs in i frånluftskanaler försämras värmeåtervinningens effektivitet Otätheterna alstrar ett störande väsljud Utformning av kanalsystem och don Läckfaktor: Systemets lufttäthet anges med läckfaktorn Anges i l/s, kvm Uttrycker totala luftläckaget dividerat med total mantelarea vid ett visst provtryck i systemet 400 Pa – används ofta vid provtryckning Utformning av kanalsystem och don Täthetsklasser - enligt praxis i Sverige används: Täthetsklass A – för synliga kanaler förlagda i betjänad kanal Täthetsklass B – för rekt. och cirk. kanaler med mindre omslutningsarea än 20 kvm Täthetsklass C – för cirk. kanaler med en omslutningsarea större än eller lika med 20 kvm. Utformning av kanalsystem och don Kanalisolering – skall förhindra att: Tilluft värms eller kyls oavsiktligt Frånluft värms eller kyls oavsiktligt Kondens bildas på kanaler Brand sprids mellan brandceller Ljud sprids genom kanalsystemet Utformning av kanalsystem och don Kanalisolering Isolering täcks med diffusionstätt material på kanaler som passerar utrymmen där luftfuktigheten kan vara hög Invändig kanalisolering täcks med perforerad stålplåt för att inte fibrer skall ryckas loss och följa med I intagskanalen mellan uteluftsgaller och luftbehandlings- aggregat undviks invändig isolering på grund av risk för nedblötning av regn och snö Kanaler brandisoleras på utsidan för att förhindra att omgivande material antänds (vid brand, het luft i kanal) Utformning av kanalsystem och don Rengöring av kanaler – eftersom smuts: kan ge upphov till hälsoproblem sänker luftflödet om fläkten är oreglerad ökar fläktarbetet om fläkten är flödesreglerad kan antändas och orsaka brand eller explosion Case Vid nybyggnad skall enligt Boverkets föreskrifter, BBR uteluftsflödet vid personnärvaro vara minst: 0,35 l/s per kvm golvarea 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 Börja fundera kring utformningen av kanalsystem 83