Tilatehokkuuden ja sisäilmaston laatutason vaikutus toimistorakennusten ilmastointijärjestelmiin, energiankäyttöön ja työn tuottavuuteen

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2005

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

LVI-tekniikka

Mcode

Ene-58

Degree programme

Language

fi

Pages

106 s. + liitt.

Series

Abstract

The primary aim of this thesis was to study the profitability of intensified space use and improved indoor climate in office buildings. One of the targets was to examine the cost effects of air-conditioning and the possible limits for intensive use of space due to air-conditioning. Two office buildings were analysed with computational examinations where the first case was a building renovation project and the second case a new building construction project. In both buildings several alternatives were drawn up for one office floor, with varying floor plans and degrees of indoor climate improvements. Dynamic simulations were used to compute the thermal conditions, the consumption of energy and the cooling loads. The profitability of intensified space use and improved indoor climate were studied with comparative calculations, taking into account the following: refurbishment costs or construction costs, operation and maintenance costs, loss of productivity caused by too high indoor temperatures and the effects of ventilation rates and occupant density on short-term sick leaves and resulting costs. In both case buildings the most intensive use of space with high-quality indoor climate required very effective ventilation. However, the intensified use of space had not a great influence on the cooling loads of office premises. With the best quality of indoor climate and typical use of space the total consumption of energy was 9 -12 % higher than with the levels of good indoor climate quality that conform to current building practices. However, the best quality of indoor climate increased the operation and maintenance costs only 1 -4 % in both buildings. The improved indoor climate was profitable in all the space alterative in both case buildings. The most effective use of space with the best quality of indoor climate resulted in the lowest overall costs. This study showed that reducing of high indoor temperatures and increasing of ventilation is cost effective when the economic effects of indoor climate on health and productivity are taken into account. The effect of air-conditioning on the space costs of an office building is relatively low, making investment in good-quality air-conditioning cost effective. The importance of good air-conditioning increases with more efficient use of space and higher value of work. Without adequate ventilation and cooling, excessive increase in the efficiency of space use leads to poor indoor climate. As a result, the productivity losses may offset the financial benefits of more efficient space use. High-quality air-conditioning does not restrict the intensive use of space. The intensive use of space considerably reduces the consumption of energy per employee even when the quality of indoor climate is high.

Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli selvittää tilankäytön tehostamisen ja sisäilmaston parantamisen edullisuutta toimistorakennuksissa. Yhtenä tavoitteena oli osoittaa ilmastoinnin kustannusvaikutukset ja mahdolliset ilmastoinnin asettamat rajoitukset tilankäytön tehostamiselle. Tutkimus suoritettiin laskennallisen tarkastelun avulla kahdelle toimistorakennukselle, joista ensimmäistä käsiteltiin korjauskohteena ja toista uudiskohteena. Molemmissa rakennuksissa yhteen toimistokerrokseen laadittiin useita vaihtoehtoja, joissa muutettiin eri tavoin tilaratkaisua ja sisäilmaston parantamisen tasoa. Lämpöolosuhteiden, energiankulutuksen ja jäähdytyksen tehontarpeiden laskentaan käytettiin dynaamisia simulointeja. Tilankäytön tehostamisen ja sisäilmaston parantamisen edullisuutta tutkittiin vertailulaskelmilla, joissa huomioitiin vaihtoehtojen korjaus- tai rakennuskustannukset, ylläpitokustannukset, korkeiden sisälämpötilojen aiheuttama tuottavuuden menetys sekä ilmanvaihdon ja henkilötiheyden vaikutus lyhytaikaisiin sairauspoissaoloihin ja niistä aiheutuviin kustannuksiin. Molempien toimistokohteiden tehokkaimmissa tilaratkaisuissa korkea sisäilmaston laatutaso edellytti huomattavan suurta ilmanvaihtoa, mutta tilatehokkuudella ei ollut kovin suurta vaikutusta toimistotilojen jäähdytyksen mitoitukseen. Parhaalla sisäilmaston laatutasolla energian kokonaiskulutus oli väljemmissä tilaratkaisuissa 9 - 12 % suurempi kuin nykyistä rakentamiskäytäntöä vastaavilla sisäilmastotasoilla. Paras sisäilmaston laatutaso lisäsi molemmissa rakennuksissa ylläpitokustannuksia kuitenkin vain 1 - 4 %. Sisäilmaston parantaminen oli molempien toimistokohteiden kaikissa tilavaihtoehdoissa kannattavaa. Tehokkain tilaratkaisu ja paras sisäilmaston laatutaso oli kokonaiskustannuksiltaan edullisin vaihtoehto. Korkeiden sisälämpötilojen alentaminen ja ilmanvaihdon lisääminen osoittautui kannattavaksi, kun sisäilmaston terveys- ja tuottavuusvaikutuksien taloudelliset hyödyt otettiin huomioon. Ilmastoinnin laatutason vaikutus toimistorakennusten tilakustannuksiin on melko pieni, joten hyvätasoiseen ilmastointiin kannattaa investoida. Hyvän ilmastoinnin merkitys korostuu erityisesti tehokkaalla tilankäytöllä ja korkealla työn arvolla. Ilman riittävää ilmanvaihtoa ja jäähdytystä tilankäytön liiallinen tehostaminen huonontaa merkittävästi sisäilmastoa, jolloin menetykset työn tuottavuudessa voivat nousta tilakustannussäästöjä suuremmiksi. Hyvätasoinen ilmastointi ei kuitenkaan aseta rajoituksia tilankäytön tehostamiselle. Tehokkaalla tilankäytöllä voidaan alentaa huomattavasti työntekijää kohti laskettua energiankulutusta, vaikka sisäilmaston laatutaso olisikin korkea.

Description

Supervisor

Seppänen, Olli

Thesis advisor

Kurnitski, Jarek

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120451690

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK