Sähkötehokkaan tarpeenmukaisen ilmanvaihdon määrittely rakennuttamisessa

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2014-03-24
Department
Major/Subject
LVI-tekniikka
Mcode
K3008
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
81
Series
Abstract
Tehostunut talotekniikan käyttö ja korkeammat sisäilman laadun tavoitteet ovat lisänneet kiinteistöjen ominaissähkönkulutusta merkittävästi viimeisten vuosikymmenien aikana. Ilmanvaihto- ja ilmastoin-tijärjestelmien energiatehokkuuden parantamisessa tarpeenmukaisten järjestelmien on todettu olevan ratkaisu ongelmaan ja tehokas tapa energiankulutuksen pienentämiseen. Tarpeen mukaan säätyvissä järjestelmissä puhaltimien ja säätöjärjestelmien suunnitteluun ja mitoitukseen on kuitenkin kiinnitet-tävä erityistä huomiota. Näiden komponenttien toiminta ei perustu vakioarvoihin, vaan toimintapisteet muuttuvat tarpeen ja käytön mukaan. Mikäli toimintapisteen muutoksia ei oteta huomioon järjestel-män suunnittelussa ja mitoituksessa, eikä tarkastella kokonaisvaltaisesti järjestelmän sähkötehokkuu-teen vaikuttavia tekijöitä, voi sillä olla vaikutusta järjestelmän ominaissähkötehoon ja saavutettavaan energiansäästöpotentiaaliin. Tarpeenmukainen ilmanvaihto- tai ilmastointijärjestelmä voidaan toteuttaa monilla lukuisilla erilaisil-la konsepteilla ja ratkaisuilla. Rakennushankkeen ohjausta varten on haastavaa määrittää yksittäinen toimintamalli, jonka avulla voitaisiin ohjata suunnittelua tai muita hankkeen vaiheita yksityiskohtai-sesti. Kuhunkin ratkaisuun voi liittyä useita tekijöitä, joilla on vaikutusta järjestelmän toimintaan ja sähkötehokkuuteen. Tästä syystä työssä määritettiin yleispätevä muuttuvailmavirtaisten järjestelmien sähkötehokkuuden huomiointiin tarkoitettu toiminnan varmistamisen menetelmä. Menetelmä on tar-koitettu osaksi Senaatti-kiinteistöjen jo käytössä olevaa rakennusten toiminnan varmistamisen proses-sia. Määritettyä menetelmää käyttämällä voidaan sähkötehokkuutta tarkastella järjestelmän toteutus-ratkaisusta riippumattomasti. Työssä kartoitettiin ja löydettiin useita tarkastelun kohteita, joihin kiinnittämällä huomioita jo raken-nushankkeen alkuvaiheesta lähtien, voidaan vaikuttaa sähkönkulutuksen tekijöihin. Tutkimustulosten perusteella kehitetty menetelmä tarpeenmukaisen ilmanvaihto- tai ilmastointijärjestelmän sähköte-hokkuuden varmistamiseen perustuu suunnitteluvaiheessa tehtävään rakennuksen käytön ja ilman-vaihtojärjestelmän käyttöasteen arvioon. Järjestelmän suunnittelussa huomioidaan järjestelmän todel-linen toimintapiste ja ominaissähkötehoa tarkastellaan tässä toimintapisteessä. Kehitetty tarkastelu-menetelmä mahdollistaa yksinkertaisen tavoitteen asettamisen järjestelmän sähkötehokkuudelle. Me-netelmän avulla voidaan myös tarkastella asetetun tavoitteen toteutumista hankkeen eri vaiheissa. Kun järjestelmälle on asetettu menetelmän mukaisesti sähkötehokkuus vaatimus, jonka järjestelmän suunnittelija on huomioinut suunnittelussa, pystyy rakennuttaja varmistumaan laitehyväksyntöjä teh-täessä sähkötehokkaasti toimivasta järjestelmästä.

More efficient use of building technologies and higher indoor air quality targets have increased the characteristic consumption of electricity significantly in the last few decades. To improve ventilation and air conditioning systems, the demand controlled ventilation systems have been shown to be the solution to the problem, and an effective way to reduce energy consumption. When designing and dimensioning the demand controlled systems, particular attention must pay to fans and control systems. Operation of these components are not based on standard values, but the operating points changes by the occupancy level in the building and use of the system. If the variation of operating point has not been taken into account in the system design and dimensioning process and a comprehensive review of the electrical efficiency is missing, this may have an impact on the specific electrical power and the potential energy-savings of the system. Demand controlled ventilation or air conditioning system can be implemented in a number of different concepts and solutions. It is challenging to determine a single model of operation for construction project management, which would guide the design and other phases of the project in detail. Each of the solutions may be related to a number of factors that have an impact to system performance and power efficiency. For this reason, in this thesis a universal verifying process was determined for observation of the electrical efficiency of variable air flow systems. The determined process is intended to be a part of more comprehensive verification process for the entire building performance, which Senaatti-kiinteistöt is already using. By using the determined process, the electrical efficiency can be reviewed independently from the rest of the implemented system solution. In this thesis a number of review targets were surveyed and discovered, which when taken into account in the early stages of a construction project can affect the factors related to systems electricity consumption. The results from this thesis indicates that the developed control process for verifying the electric power efficiency of demand controlled ventilation or air conditioning system, is based on the estimation of occupancy level in the building and use of the system. The designing process of the system takes into account the actual system operating point and identifies the specific electrical power in this operating point. The developed method enables a simple way to set the target for electric power efficiency. The method can also be used to review that the set efficiency target will be realized in different stages of the construction project. When the electric power efficiency target has been set based on this method, which the system designer has taken account in design process, the project developer can ensure the target when making equipment approvals concerning electric efficiently functioning system.
Description
Supervisor
Kosonen, Risto
Thesis advisor
Muttilainen, Juha
Keywords
tarpeenmukainen, muuttuvailmavirtainen, ilmanvaihto, ilmastointi, sähkökötehokkuus, ominaissähköteho, rakennuttaminen, sähkönkulutus, demand controlled, variable air volume, ventilation, air conditioning, power efficiency, specific fan power, construction management, electricity consumption
Other note
Citation