HERMUN INNIHITA FYRIRLESTRASALS OG SAMANBURÐARMÆLINGAR Á LOFTRÆSIKERFI

Transcription

1 HERMUN INNIHITA FYRIRLESTRASALS OG SAMANBURÐARMÆLINGAR Á LOFTRÆSIKERFI Hermann Valdimar Jónsson Lokaverkefni í vél- og orkutæknifræði BSc 2014 Höfundur: Hermann Valdimar Jónsson Kennitala: Leiðbeinandi: Sveinn Áki Sverrisson Tækni- og verkfræðideild School of Science and Engineering

2

3 Tækni- og verkfræðideild Heiti verkefnis: Hermun innihita fyrirlestrasals og samanburðar mælingar á loftræsikerfi Námsbraut: Vél- og orkutæknifræði BSc Tegund verkefnis: Lokaverkefni í tæknifræði BSc Önn: Námskeið: Haust 2014 LOK 1012 Höfundur: Hermann Valdimar Jónsson Umsjónarkennari: Indriði Sævar Ríkharðsson Leiðbeinandi: Sveinn Áki Sverrisson Fyrirtæki/stofnun: Ágrip: Markmið þessa verkefnis var að skoða loftræsikerfi í byggingu sem kominn var í notkun, í Háskólanum í Reykjavík. Kerfin voru skoðuð við raunverulegar aðstæður þar sem álag var breytilegt. Niðurstöður voru svo bornar saman við niðurstöður sem fengust við hermun í DesignBuilder, þar sem aðstæður voru hafðar eins nálægt raunverleikanum og hægt var. Kerfin voru tvö sem skoðuð voru, en kennslustofurnar voru báðar með lághraða, lagskipta loftræsingu. Niðurstöður úr mælingum og hermun voru notaðar til að skoða hvort kerfin stæðust kröfur byggingarreglugerðar og staðalsins ÍST EN Að lokum voru gerðar tillögur að breytingum. Dagsetning: Lykilorð íslensk: Lykilorð ensk: Loftræsing, DesignBuilder, hermun loftræsinga Ventilation, DesignBuilder, HVAC simulation Dreifing: opin lokuð til:

4 Lokaverkefni Formáli Þessi skýrsla er lokaverkefni mitt til B.Sc. gráðu í Vél- og orkutæknifræði við Háskólann í Reykjavík. Eftir mikla umhugsun um á hvaða sviði námsins ég ætti að gera verkefni, þá ákvað ég að gera verkefni um loftræsingu, þar sem það svið stendur mér nærri. Ég hafði samband við Svein Áka Sverrisson. Hann kom með hugmynd að eftirfarandi verkefni og gerðist leiðbeinandi minn. Ég vil þakka leiðbeinandanum mínum, Sveini Áka Sverrissyni fyrir að benda mér á þetta skemmtilega verkefni og einnig fyrir gott samstarf og góða leiðsögn. Ég vil þakka Einari Gunnari Hermannssyni forstöðumanni fasteignaumsjónar Háskólans í Reykjavík fyrir ómetanlega aðstoð og hjálp við upplýsinga öflun um viðfangsefnin og mælingar. Ég vill sérstaklega þakka konunni minni og foreldrum mínum fyrir gríðarlega mikinn stuðning og aðstoð í gegnum allt námið. Hermann Valdimar Jónsson Undirskrift Staður og dagssetning i

5 Lokaverkefni EFNISYFIRLIT Efnisyfirlit Formáli Myndaskrá Töfluskrá Grafaskrá Jöfnuskrá i v v vi vi 1 Inngangur Loftræsikerfi með loft eingöngu Loftræsikerfi með loft og vatn Samanburður mismunandi tegunda loftræsinga Blöndunarloftræsing Lagskipt loftræsing Samanburður Hönnunarforsendur skólastofu Lagskipt loftræsing í fyrirlestrarsal Húsnæðið Hússtjórnarkerfið Fyrirlestrarsalurinn V Lagnaleið Byggingarefni og eiginleikar Fyrirlestrarsalurinn M Lagnaleið Byggingarefni og eiginleikar Útreikningar Reiknuð ferskloftsþörf Reiknuð kæliþörf Mælingar Mælitæki Mælingar á stofu V Mælingar á stofu M DesignBuilder Hermun og CFD greining á fyrirlestrarsölunum ii

6 Lokaverkefni EFNISYFIRLIT 8 Niðurstöður Niðurstöður á mælingum í V Niðurstöður frá hússtjórnakerfinu Niðurstöður á mælingum í M Niðurstöður frá hússtjórnarkerfinu Niðurstöður úr DesignBuilder fyrir V Hermun CFD greining á raunverulegum aðstæðum CFD greining þar sem útsog er aftast í salnum CFD greining þar sem útsog er fremst í salnum CFD greining þar sem útsog er fremst og aftast í salnum CFD greining þar sem mótstöður eru settar upp í salnum CFD greining þar sem innblástursloftmagn er aukið CFD greining þar sem innblásturshitastig er lækkað Niðurstöður úr DesignBuilder fyrir M Hermun CFD greining á raunverulegum aðstæðum CFD greining þar sem útsog er aftast í salnum CFD greining þar sem útsog er fremst og aftast í salnum CFD greining þar sem innblástursloftmagn er aukið CFD greining þar sem innblásturshitastig er hækkað Umræða og túlkun niðurstaða Samantekt 65 Heimildaskrá Viðauki Viðauki A Sólarálag Viðauki B Reikningar Viðauki C Niðurstöður úr DesignBuilder Niðurstöður úr mælingum frá hússtjórnarkerfinu Punkthita mælingar Talning í fyrirlestrarsölum iii

7 Lokaverkefni MYNDASKRÁ Myndaskrá 1 Flokkar loftræsikerfa eftir gerð [1] Munur loftræsinga. Blöndun til vinstri og lagskipt til hægri [2] Í blöndunarloftræsingu er loftinu blásið að veggjum [3] Í lagskiptri loftræsingu er nýju lofti blásið inn undir það gamla. [4] Samanburður á hitastigsdreifingu miðað við hæð, með blöndun og lagskiptri loftræsingu[4] Stallaður fyrirlestarsalur, nemendur sitja í mismunandi hæð Innblástur staðsettur fremst í rými [4] Innblástur staðsettur í þrepum, samanburður með og án mótstöðu [4] % regla við hönnun loftræsingar í fyrirlestrasal [4] Hraðaprófíll dreifara fyrir lagskipta loftræsingu þegar innblástursloft er kaldara en herbergishitastigið [4] Fyrirlestrasalurinn V Innblástursdreifarar við gólf í V Hljóðgildra á enda lagnar sem sogar loft úr fyrirlestrasölunum Fyrirlestrasalurinn M Innblástursdreifarar við gólf í M Fyrirlestrarsalurinn V101 tilbúinn fyrir CFD greiningu Fyrirlestrarsalurinn M105 tilbúinn fyrir CFD greiningu Hitastigsdreifing í V101 miðað við raunaðstæður Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum við raunaðstæður Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C við raunaðstæður Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út aftast Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út aftast Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út aftast í salnum Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út fremst í salnum Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst í salnum Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út fremst í salnum Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út fremst og aftast í salnum Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst og aftast í salnum Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út fremst og aftast í salnum Sniðmynd af mótstöðum sem settar voru upp Hitastigsdreifing í V101 þegar mótstöður eru settar fyrir framan innblástur Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum með mótstöðum Hitastigsdreifing í V101 þegar meira loftmagni er blásið inn Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar meira loftmagni er blásið inn Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar loftmagn er aukið iv

8 Lokaverkefni GRAFASKRÁ 36 Hitastigs dreifing í V101 þegar 18 C heitu lofti er blásið inn Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar 18 C heitu lofti er blásið inn Hitastigið skoðað undir 19 C Hitastigsdreifing í M105 miðað við raunaðstæður Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C við raunaðstæður Hitastigsdreifing í M105 þegar sogið er út aftast Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út aftast Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar sogið er út aftast Hitastigsdreifing í M105 þegar sogið er út fremst og aftast Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst og aftast Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar sogið er út fremst og aftast Hitastigsdreifing í M105 þegar innblástursloftmagn er aukið Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar innblástursloftmagn er aukið Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar innblástursloftmagn er aukið Hitastigsdreifing í M105 þegar hitastig innblásturslofts er hækkað Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar hitastig innblásturslofts er hækkað Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar hitastig innblásturslofts er hækkað Hreyfing lofts þegar það lendir á mótstöðu Töfluskrá 1 Samantekt á kröfum til loftræsingar í skólastofu Varmastuðlar byggingarefna V Varmastuðlar byggingarefna M Gildi sem verða mæld og mælitæki Breytingar á V101 sem skoðaðar voru með CFD greiningu Breytingar á M105 sem skoðaðar voru með CFD greiningu Hitastig helstu flata úr DesignBuilder í hermun V Hitastig helstu flata úr DesignBuilder í hermun M Grafaskrá 1 Útihiti sem notaður var við hermun bæði fyrir V101 og M Fjöldi fólks og tölvur í notkun í fyrirlestrarsalnum V Punkthitastigs mælingar í V Loftmagn blásið inn í V101 og sogið út Co 2 magn í lofti í V Hiti lofts sem blásið er inn í V v

9 Lokaverkefni JÖFNUSKRÁ 7 Hitastig inn í V Fjöldi fólks og tölvur í notkun í fyrirlestrarsalnum M Punkthitastigsmælingar í M Loftmagn blásið inn í M105 og sogið út Co 2 magn í lofti í M Hiti lofts sem blásið er inn í M Hitastig inn í M Kæliþörf vegna helstu þátta úr DesignBuilder í hermun V Fjöldi loftskipta sem þurftu að eiga sér stað í hermun V Kæliþörf vegna helstu þátta úr DesignBuilder í hermun M Fjöldi loftskipta sem þurftu að eiga sér stað í hermun M Samanburður á innblástursloftmagni og fólksfjölda í M Samanburður á loftgæðum og fólksfjölda í M Samanburður á innblástursloftmagni og herbergishitastigi í M Samanburður á innblástursloftmagni og herbergishitastigi í V Hitastig loftsins á meðan hermun stóð í V Hitastig loftsins á meðan hermun stóð í M Uppsöfnun varma í byggingarhlutum í rýminu á meðan hermun stóð í V Uppsöfnun varma í byggingarhlutum í rýminu á meðan hermun stóð í M Rakastig loftsins á meðan hermun stóð í V Rakastig loftsins á meðan hermun stóð í M Útihitastig meðan á mælingum stóð í V Útihitastig meðan á mælingum stóð í M Punkt rakastigs mælingar í V Punkt rakastigs mælingar í M Jöfnuskrá 1 Ferskloftsþörf miðað við kröfur byggingarreglugerðar um lágmarksloftmagn [1] 17 2 Ferskloftsþörf útfrá Co 2 gildi [4] Nauðsynlegur fjöldi loftskipta [1] Reiknuð heildarkæliþörf [1] Loftmagnsþörf vegna kæliþarfar [1] vi

10 Lokaverkefni 1 INNGANGUR 1 Inngangur Hönnun loftræsikerfa getur oft verið flókið og erfitt ferli. Það er að mörgu að huga og margar breytur sem þarf að skoða. Hafa þarf í huga breytur eins og fjölda fólks, fjölda tækja, kæliálag, ferskloftsþörf og hitaálag meðal annars. Skólastofur eða fyrirlestrasalir geta verið sérstaklega erfið í hönnun. Þar getur verið mjög breytilegt álag, til að mynda er mjög misjafnt hversu margar manneskjur eru inni hverju sinni og hvað þær þurfa mikið ferskloft. Þar af leiðandi er einnig erfitt að áætla fjölda tækja sem gefa frá sér hita, eins og tölvur. Einnig spilar veðurfar á Íslandi stóran þátt þar sem það er mjög breytilegt. Þetta gerir það að verkum að það þarf að vanda til verka þegar velja á réttu tegundina af loftræsikerfi fyrir hvert svæði. Helstu gerðir loftræsikerfa skiptast í loftræsikerfi með stöðugu loftmagni (CAV), loftræsikerfi Mynd 1: Flokkar loftræsikerfa eftir gerð [1] með breytilegu loftmagni (VAV) og loftræsikerfi með lofti og vatni (kæliraftar). Flokkunina má sjá á mynd 1. Algengast er að kerfi séu hönnuð miðað við verstu tilvik. Til að spara orku er VAV kerfi góður valmöguleiki en annars kæmi CAV til greina. Verkefni þetta felst í að skoða tvær kennslustofur í Háskólanum í Reykjavík. Þær eru báðar með lághraða lagskipt VAV kerfi en þess konar kerfi gefur ferskara loft en ekki mikla kælingu. Markmiðið er að gera mælingar á báðum kennslustofunum sem snúa að innivistinni og orkunotkun í þeim. Þessar mælingar verða svo bornar saman við niðurstöður úr hermiforritinu DesignBuilder [5] en það er sérhæft forrit til að hanna sem orkuhagkvæmastar byggingar og að innivistin sé sem best. Meðfram samanburðinum verður skoðað hvernig afköst kerfanna standast kröfur sem byggingareglugerð setur fyrir þessa tegund af rými. Einnig verður kerfið skoðað út frá staðlinum ÍST EN [6], en það er staðall fyrir hönnun og mat 1

11 Lokaverkefni 1 INNGANGUR á orkunýtingu bygginga með hliðsjón af loftgæðum, lofthita, lýsingu og hljóðvist. 1.1 Loftræsikerfi með loft eingöngu Loftræsikerfi skiptast í tvo aðalflokka eins og sést á mynd 1. Loftræsikerfi þar sem loft er notað eingöngu til að hita, kæla, bæta raka í loftið og loftræsa er nokkuð algengt hér á landi [1]. Þessa gerð loftræsikerfa má finna í flestum tegundum bygginga eins og skrifstofubyggingum, skólum og sjúkrahúsum. Einn flokkur þessarar tegundar loftræsingar er stöðugt loftmagn (CAV). Þar er afköstum við kælingu eða hitun stýrt þannig að hiti innblástursloftsins er breytt. Annar flokkur er breytilegt loftmagn (VAV) en þar er afköstum við kælingu eða hitun stýrt þannig að innblástursloftmagn er aukið eða minnkað, eftir því sem við á. Kostir loftræsikerfis þar sem eingöngu er notað loft eru t.d. að auðvelt er að skipta byggingu niður í svæði, geta til að stýra hita og raka í rými er góð, minna um pípulagnir og minnkar það möguleika á vatnstjóni. Staðsetning stærri hluta kerfisins eins og hitarar, síur og blásarar eru einnig í sérstöku tæknirými sem gerir alla þjónustu við kerfið auðveldari og kemur í veg fyrir að titringur og hávaði berist í kerfið [1]. Það eru einnig hlutir sem geta verið óhentugir hvað varðar loftræsikerfi þar sem eingöngu er notað loft. T.d. geta loftstokkar tekið mikið pláss og vegna þess getur þurft að auka rými milli kerfislofts og loftaplötu. Mikilvægt er að aðgangur að öllum stillilokum og öðrum þáttum kerfisins sem þarfnast þjónustu sé góður. Það krefst aukinnar vinnu og stærri loftræsikerfi geta verið margslungin þegar kemur að stillingu þeirra [1]. Annar minna algengur möguleiki, þegar notast á eingöngu við loft er Dual duct aðferðin. Þá eru tveir stofnstokkar lagðir og blásið frá þeim báðum í þau rými sem loftræsa á. Annar stokkurinn er hafður heitur, eða um 30 C og hinn í kringum 15 C. Lofti er svo blásið inn eftir þörfum úr hvorum stokknum og er þessu stýrt með hitaskynjara [1]. Kostir þessarar tegundar loftræsingar er sá að ekki er notast við eftirhitara þannig ekki þarf að leggja neinar auka pípulagnir vegna þeirra. Það sem veldur því að þessi kostur er almennt talinn verri er sá að kerfisbyggingin er dýr og orkufrek, stýringin er flóknari en í öðrum tegundum og það að hafa tvo stofnstokka fyrir innblástursloftið getur kallað á mikla þörf fyrir aukið rými [1]. 1.2 Loftræsikerfi með loft og vatn Loftræsikerfi með loft og vatn er það þegar lofti er blásið inn í rými en á leið sinni flæðir loftið í gegnum flöt sem er kældur eða hitaður með vatni og hefur þannig áhrif á hitastig loftsins á leið sinni inn í rýmið. Þannig annar loftræsingin ferskloftsþörfinni og á sama tíma vinnur á móti kæli- eða hitaálagi sem kann að vera til staðar. Fan coil blásari er einn af möguleikunum þegar nota á loftræsikerfi með vatn og loft. Virkni blásarans er á þann veg að vatnspípur eru lagðar inn í hann. Í pípunum er bæði hægt að láta kalt og heitt vatn flæða í gegnum þær, eftir því hvort á að hita rýmið eða kæla. Fan coil blásarinn sogar til sín loft sem er til staðar í rýminu, hitar það eða kælir og blæs því aftur inn í rýmið [1]. 2

12 Lokaverkefni 1 INNGANGUR Annar möguleiki er undirþrýstingskerfi [1]. Lofti er blásið inn í búnað þar sem loftið dreifist og myndar undirþrýsting. Loft er dregið inn í búnaðinn, þar er það hitað eða kælt og svo blásið aftur út úr búnaðinum en þessu er stýrt af hitaskynjara [1]. Þriðji möguleikinn þar sem nota á loftræsikerfi með lofti og vatni, væri að nota kælirafta. Loftræsikerfi með kæliröftum sér um ferskloftsþörf rýmis og kæliþörfina, kæliraftarnir sjá um alla kælinguna. Ef ofnakerfi eða annarskonar upphitun er til staðar í rýmum þar sem þessi tvö kerfi eru til staðar þarf að samtengja hitastýringu rýmisins. Gæta þarf þess að vatn sem rennur í kæliröftum sé ekki undir daggarmarki innilofts, eða yfir 13 C - 16 C [1]. Virkni kælirafta er þannig að innblástursloftinu er blásið inn í hólf fyrir ofan kælinn í raftinum en þar er loftinu blásið um raufar með loftinu eins og frá dreifara. Þetta innblástursloft myndar undirþrýsting og loftið sem er til staðar í rýminu sogast inn í kæliraftinn og fer þá í gegnum kælinn. Loftið kólnar og því er blásið aftur inn með kerfisloftinu inn í rýmið. Þessu er stýrt af hitaskynjara. Kælirafta er einnig hægt að nýta til hitunar [1]. Kostir loftræsikerfis með loft og vatn eru þeir að loftræsikerfið tekur minna pláss, orkunotkun er minni en í loftræsikerfi sem notar eingöngu loft. Þeir hlutir sem gætu talist óhentugir við notkun loftræsikerfis með loft og vatn eru þeir að leggja þarf pípulagnir að hverju tæki sem nota á annað hvort til kælingar eða hitunar. Einnig eykur það líkurnar á vatnstjóni og oft taka tæki eins og kæliraftar meira pláss í kerfislofti sem getur skapað vanda [1]. 3

13 Lokaverkefni 2 SAMANBURÐUR MISMUNANDI TEGUNDA LOFTRÆSINGA 2 Samanburður mismunandi tegunda loftræsinga Til að fá betri skilning á virkni loftræsingarinnar í fyrirlestrarsölunum, þá verður fjallað um lagskipta loftræsingu sem er til staðar í sölunum V101 og M105. Til samanburðar verður einnig fjallað um blöndunarloftræsingu, sem er algengt val við hönnun loftræsikerfa. Mynd 2: Munur loftræsinga. Blöndun til vinstri og lagskipt til hægri [2] 2.1 Blöndunarloftræsing Með blöndunarloftræsingu er átt við þegar inniloft og innblástursloft blandast. Blöndunin er gerð þannig að lofti er blásið inn í rýmið með tiltölulega miklum hraða í gegnum innblástursdreifara í loftinu, eins og sést á mynd 3. Þegar loftið lendir á vegg flæðir það niður og Mynd 3: Í blöndunarloftræsingu er loftinu blásið að veggjum [3] myndar þannig hvirfil. Innblástursloftinu er blásið inn í rýmið með miklum hraða, þó fyrir utan svokallað íverusvæði rýmisins til að koma í veg fyrir vanlíðan af völdum hraða loftsins. Innblástursloftið nær þannig að blandast loftinu sem fyrir er í rýminu en þegar loftið blandast dregur loftið sem fyrir er í rýminu úr hraða innblástursloftsins. Loftið er svo sogið aftur út 4

14 Lokaverkefni 2 SAMANBURÐUR MISMUNANDI TEGUNDA LOFTRÆSINGA í gegnum stút sem staðsettur er ofarlega í rýminu en með því næst að búa til hringrás og loftgæði aukast. Með þessari aðferð er verið að þynna óhreinindin í loftinu ef svo má að orði komast. Nýja loftið og loftið sem er í rýminu fyrir blandast. Einkenni þessarar loftræsingar eru að hún hentar vel bæði til hitunar og kælingar á rými, loftið verður hreinna og hiti dreifist jafnt og þétt um allt rýmið [1]. Hitastig er jafnt allstaðar í rými þar sem blöndunarloftræsing er til staðar. Loftið er frekar einsleitt, þ.e.a.s. loftið ætti að vera jafn heitt allstaðar og loftgæði eins. 2.2 Lagskipt loftræsing Með lagskiptri loftræsingu er átt við það þegar nýju lofti er blásið inn neðarlega í rými, undir óhreina heita loftið eins og sést á mynd 4. Á myndinni sést hvernig fólk og raftæki hafa áhrif á hita og loftgæði. Loftinu er blásið inn á tiltölulega lágum hraða en þannig blandast Mynd 4: Í lagskiptri loftræsingu er nýju lofti blásið inn undir það gamla. [4] innblástursloftið ekki óhreina loftinu, það fer undir og það myndast lagskipting þar sem ferskt loft er neðst og heitara, óhreinna loft er fyrir ofan. Óhreina loftið er svo sogið út eins ofarlega og hægt er í rýminu. Einkenni þessarar loftræsingar eru að hitagjafar upp við loft eins og ljós og skjávarpar ná ekki að hafa áhrif á innblástursloftið. Lagskipt loftræsing hentar ekki við hitun en hentar vel þegar bæta á loft og kæla það. Til að lagskipt loftræsing virki eins og til er ætlast þá er nauðsynlegt að hitastig innblástursloftsins sé jafn heitt eða kaldara en herbergishitastigið. Einnig þarf að gæta þess að loftinu sé blásið inn á lágum hraða. Þegar kerfi af þessari tegund er hannað þarf að vanda val á innblástursdreifurum því loftið sem er blásið inn er kaldara og getur valdið dragsúg. Lagskiptingin stýrist af því hversu miklu magni af lofti er blásið inn. Því meira sem blásið er inn af lofti því stærra er lagið með fersku lofti, en öfugt ef dregið er úr loftmagninu sem blásið er inn [1]. Í fyrirlestrarsölum sem eru þrepaðir eins og viðfangsefni þessarar skýrslu eru, þá er hægt að blása loftinu fremst í salnum eða undir sætin í hverju þrepi. Þegar loftinu er blásið inn í þrepunum þá er líka hægt að velja á milli þess að loftið flæði niður með þrepunum og myndi þannig lagskiptingu eða setja mótstöðu í enda þrepsins þar sem myndast hvirfill og loftið stígur upp og myndar þannig lagskiptingu[4]. 5

15 Lokaverkefni 2 SAMANBURÐUR MISMUNANDI TEGUNDA LOFTRÆSINGA 2.3 Samanburður Mynd 5: Samanburður á hitastigsdreifingu miðað við hæð, með blöndun og lagskiptri loftræsingu[4] Ef kerfin eru borin saman þá hafa þau bæði sína kosti og galla. Blöndunarloftræsingin hefur þann kost að hægt er að nota hana til að hita og kæla þar sem loftinu er blandað saman við eldra loftið. Lagskipta loftræsingin hentar hins vegar ekki til hitunar þar sem nauðsynlegt er að innblástursloftið sé ekki heitara en loftið sem er til staðar í rýminu. Lagskipta loftræsingin hefur þann eiginleika að geta losað bæði óhreinindi og hita úr loftinu fljótt þannig að loftgæði aukast, en með blöndunarloftræsingunni blandast innblástursloft og óhreina loftið þannig að það verður þynning á óhreina loftinu. Á mynd 5 má sjá muninn á hegðun hitastigs í rýmum miðað við hæð, þar sem umræddar tegundir loftræsikerfa eru til staðar. Í blönduninni er sama hitastigið alls staðar í rýminu og loftið er allt frekar einsleitt. Með lagskiptingunni er heita og óhreina loftinu ýtt upp og þess vegna er hitastigið hærra eftir því sem mælt er hærra í rýminu eins og sést á grafinu [4]. Herbergishitastigið er svo á milli lægsta og hæsta mælda hitastigs í rýminu. Orkueyðsla þessara tveggja valmöguleika er mjög svipuð, en það eru þó nokkur atriði sem eru ekki eins. Fyrir ákveðin loftgæði hefur sýnt sig að lagskipt loftræsing þarf minna af lofti til að ná fram meiri gæðum. Með lagskiptri loftræsingu þarf minna af orku til kælingar heldur en með blöndun, þó aðallega í rýmum þar sem hátt er til lofts. Innblástursdreifarar fyrir lagskipta loftræsingu valda minna þrýstifalli miðað við innblástursdreifara í blöndun [4]. Lagskipt loftræsing hentar þó ekki alls satðar, t.d. þar sem hiti er aðalvandamálið, þar sem lofthæð er ekki mikil, þar sem miklar mótstöður eru fyrir loftflæði í rými og þar sem óhreinindi í loftinu eru kaldari en loftið sem blásið er inn. Lagskipta loftræsingin er hentug fyrir veitingastaði, fundarherbergi, skólastofur og fyrirlestrasali [4]. 6

16 Lokaverkefni 3 HÖNNUNARFORSENDUR SKÓLASTOFU 3 Hönnunarforsendur skólastofu Þegar hugað er að innivist í rýmum og gæði loftræsingar skiptir uppbygging rýmisins miklu máli, til hvers rýmið eigi að vera notað, byggingarefni og eiginleikar þess. Rýmin sem verða skoðuð eru kennslustofur. Í byggingarreglugerð, gr. segir [7]: Mannvirki skulu þannig hönnuð og byggð að heilsu og innra umhverfi sé ekki spillt, m.a. vegna hita og raka, hávaða, titrings, fráveitu, meindýra, reyks, úrgangs, mengunar í lofti, jarðvegi eða vatni, gasleka og geislunar sem valdið getur óþægindum, vanlíðan, minna starfsþreki eða heilsutjóni fyrir þá sem þar dvelja. Miðaða við kröfur byggingarreglugerðarinnar skiptir miklu máli að loftræsingin virki og geri það sem til er ætlast af henni, sama hvaða tegund loftræsikerfis er valið. Kröfur sem þarf að huga að í byggingarreglugerð gagnvart kennslustofum eru þær að lofthraðinn skal ekki fara yfir 0,15m/s [7], það er til að koma í veg fyrir trekk. Í byggingarreglugerð gr. segir um loftræsingu í skólum [7]: Íveruherbergi í skólum, frístundaheimilum og sambærilegum byggingum skal loftræsa með loftræsibúnaði sem er bæði með innblástur og útsog og þar sem varmaorka útsogs er endurnýtt. Búnaðurinn skal tryggja gott og heilnæmt inniloft. Innblásið ferskloft og útsog skal vera minnst 5l/s fyrir hvert barn og minnst 7l/s fyrir einstaklinga 6 ára og eldri. Að lágmarki skal þó innblásið magn fersklofts vera 0,35l/s á m 2 heildargólfflatar á meðan byggingin eða einstök rými eru í notkun. Þegar bygging er ekki í notkun skal magn fersklofts vera minnst 0,2l/s á m 2 gólfflatar. Mesta leyfilega magn Co 2 að jafnaði í innilofti er 800ppm og fari ekki til skamms tíma yfir 1000ppm. Algengt Co 2 magn í útilofti er 350ppm Tafla 1: Samantekt á kröfum til loftræsingar í skólastofu Í staðlinum ÍST EN [6] eru settar fram hönnunarforsendur fyrir innivist og mat á orkunýtingu bygginga. Hönnunarforsendur sem eru sett fram eru meðal annars fyrir hitastig, raka í byggingum, lýsingu, hávaða í rými, orkuútreikninga og hvernig skal standa að prófunum á innivist í tilbúinni byggingu. Takmörk fyrir flest fyrrgreind tilvik eru gefin fyrir mismunandi aðstæður, eins og skólahúsnæði eða húsnæði þar sem búið er. Í staðlinum eru 7

17 Lokaverkefni 3 HÖNNUNARFORSENDUR SKÓLASTOFU gildi sem mælt er með við hönnun. Í töflu A.2 [6] er mælt með að rekstrarhitastig fyrir fyrirlestrarsal sé að vetri lágmark 20 C og að sumri er mælt með því að rekstrarhitastig sé 26 C. Í staðlinum er einnig mælt með hönnunar gildi fyrir hljóði, þar er mælt með því að hljóðstigið fari ekki yfir 35dB(A) en hönnunargildið er 33dB(A). 3.1 Lagskipt loftræsing í fyrirlestrarsal Loftræsing í fyrirlestrarsölum er öðruvísi að því leyti að fólk situr í mismunandi hæð, þar sem fyrirlestrasalir eru yfirleitt alltaf stallaðir. Í fyrirlestrarsölum er vanalega hátt til lofts og Mynd 6: Stallaður fyrirlestarsalur, nemendur sitja í mismunandi hæð losun hita og óhreininda frá fólki er vanalega mesta vandamálið [4]. Þessir þættir gera það að verkum að lagskipt loftræsing er ákjósanlegur valmöguleiki. Í svona aðstæðum er bæði hægt að blása lofti inn fremst í salnum eða út í hverju þrepi, óhreina loftið alltaf sogið út efst eða í sem mestri hæð. Þegar fólk situr í mismunandi hæð getur það skapað vandamál að blása loftinu inn fremst í rýminu eins og sést gert á mynd 7. Þá getur verið að nýja, ferska Mynd 7: Innblástur staðsettur fremst í rými [4] loftið nái ekki til fólks sem situr ofarlega og það getur valdið miklum óþægindum fyrir það fólk. Því er líklega betri möguleiki að staðsetja innblásturinn undir þrepunum og blása þar 8

18 Lokaverkefni 3 HÖNNUNARFORSENDUR SKÓLASTOFU inn eins og sést á mynd 8. Myndin þar til vinstri sýnir hvar búið er að koma fyrir mótstöðu þar sem loftinu er blásið inn. Þannig flæðir loftið ekki bara beint áfram og niður, heldur myndast hvirfill og nýja, ferska loftið leitar upp og bætir þannig loftið fyrir ofan manneskjuna og ýtir gamla, óhreina loftinu ofar að útsoginu sem er staðsett uppi í lofti [4]. Þegar hannað er fyrir Mynd 8: Innblástur staðsettur í þrepum, samanburður með og án mótstöðu [4] hitaþægindum þá skiptir máli að ekki sé of mikill munur á hita neðst í salnum og efst í salnum en þessi hitastigsmunur er yfirleitt kallaður δt. Á mynd 9 sést rauð lína á milli hita við gólf og hita í 6 m hæð en við hönnun á hitastigi þarf að leita eftir rétta hallanum á þessari línu. Hitastigsmunurinn má ekki vera of mikill en á sama tíma er ómögulegt að hafa sama hitastig uppi og niðri. Til að ná sem bestu skilyrðum er oft notast við 50% reglu [4] eins og sýnt er á sömu mynd 9. Þar er munurinn frá innblásturshita og hita við gólf annarsvegar og hinsvegar hita við gólf og hiti efst í rýminu jafn mikill. Aðrar skiptingar eru einnig þekktar eins og 30-70% leiðin [4] við hönnun lagskiptrar loftræsingar. Best er að staðsetja innblástursdreifara í þrepin Mynd 9: 50% regla við hönnun loftræsingar í fyrirlestrasal [4] bak við sætin en mikið úrval er til af dreifurum sem henta fyrir lághraða lagskipta loftræsingu. 9

19 Lokaverkefni 3 HÖNNUNARFORSENDUR SKÓLASTOFU Á mynd 10 má sjá hraðadreifingu fyrir framan dreifara sem blæs lofti með gólfi. Varast þarf að innblásturinn valdi ekki dragsúg við ökkla þeirra sem í salnum sitja. Til að koma í veg fyrir dragsúg með gólfinu getur þurft að blanda herbergisloftinu við innblástursloftið eða þvinga loftið meira með veggjum rýmisins, þannig að kaldasta loftið flæði ekki beint á það svæði þar sem fólk er [4]. Staðsetning útsogspunkta skal alltaf vera á hæsta mögulega punkti í rýminu þar sem lagskipt loftræsing er í notkun [4]. Mynd 10: Hraðaprófíll dreifara fyrir lagskipta loftræsingu þegar innblástursloft er kaldara en herbergishitastigið [4] 10

20 Lokaverkefni HÚSNÆÐIÐ Húsnæðið Hússtjórnarkerfið Loftræsikerfið í Háskólanum í Reykjavík er hluti af hússtjórnarkerfinu og því er stýrt af fasteignaumsjón skólans. Stjórnstöð þess er staðsett í herbergi á bak við afgreiðslu skólans. Þar með hjálp skynjara, nema og mæla geta starfsmenn fylgst með allri virkni kerfisins sem skiptir máli svo hægt sé að stýra öllum þáttum byggingarinnar á sem skilvirkastan hátt, þar með talið loftræsingunni. Þeir hlutar sem snúa að loftræsingunni er hægt að varpa upp á skjáborð í stjórnstöðinni. Á skjáborðinu er hægt að skoða flest einstök rými með vélræna loftræsingu og allar loftræsisamstæður sem eru í notkun. Það eru margir þættir sem nauðsynlegt er að geta fylgst með og á skjámyndunum geta starfsmenn fasteignaumsjónarinnar fylgst meðal annars með innblásturshitastigi, útsogshitastigi, þrýstingi á ákveðnum svæðum í lögnunum, nýtni samstæðu, nýtni varmahjóls, loftmagni sem er blásið frá samstæðu og inn í rými og útihitastig. Til að bera saman við hermun á fyrirlestrarsölunum í DesignBuilder [5], þá verða gerðar mælingar og mun stjórnstöðin sjá um að safna upplýsingum frá nemum og mælum. Þá daga sem mælingar fara fram, verður sett upp skráning fyrir innblásturshitastig, loftmagn, herbergishitastig, loftgæði og útihitastig. Þessir þættir verða skráðir með fimm mínútna millibili til að hægt sé að greina sem best breytingar vegna mismunandi álags. 4.2 Fyrirlestrarsalurinn V101 Kennslustofan V101 er fyrirlestrasalur. Salurinn er um 210 m2 að stærð. Salurinn er þannig Mynd 11: Fyrirlestrasalurinn V101 uppbyggður að fólk situr í mismunandi hæð, það eru þrep eins og sést á mynd 11 og á hverju þrepi eru borð og stólar fyrir nemendur. Fremst í salnum er gólfflötur þar sem kennarinn athafnar sig en sá flötur er um 70 m2. Lofthæðin í salnum er breytileg þar sem salurinn er 11

21 Lokaverkefni 4 HÚSNÆÐIÐ þrepaður upp en hún er mest 5,1 m og minnst 3,4 m. Rúmmál rýmisins er um 880 m3. Til að finna hámarksfjölda fólks sem getur verið í salnum voru stólar taldir og voru þeir alls hundrað tuttugu og einn. Ef gert er ráð fyrir einum kennara hverju sinni þá er heildarfjöldinn hundrað tuttugu og tveir. Þessar upplýsingar verða notaðar við útreikninga, sem sjá má í viðauka Gert var ráð ráð fyrir í útreikningum á kæliþörf að hver maður komi til með að vera með tölvu með sér þegar hann situr í rýminu. Glugginn á salnum vísar í norður, sem þarf að hafa í huga þegar kæliþörf vegna sólarálags er reiknuð, til að reikna sólarálag verður notast við töflu sem sést í viðauka Lofti er blásið inn í salinn í þrepunum bak við fætur þeirra sem Mynd 12: Innblástursdreifarar við gólf í V101 sitja við borðin með innblástursdreifurum eins og sést á mynd 12. Fjöldi innblástursdreifara er mjög nálægt hámarksfjölda fólks sem getur verið í salnum eða um 90 stk. Eftir að loftinu er blásið inn í rýmið þá er það sogið út um þrjá stúta sem eru staðsettir fyrir ofan kerfisloftið, á annarri hlið salarins. Á endanum á hverjum stúti er hljóðgildra eins og sést á mynd 13. Hún er til að draga úr hávaða sem gæti borist úr lögninni Lagnaleið Loftræsikerfið sem V101 er partur af er kallað 2.4. Loftræsisamstæðan sem blæs loftinu í salinn er staðsett í kjallara Háskólans í Reykjavík. Ferlið hefst þannig að loft er dregið niður um kantaðan stokk inn í lagnaskafti, frá þakinu og þaðan flæðir það niður í kjallara. Stokkurinn liggur með kjallaraloftinu yfir einn gang og inn í tæknirýmið en þar flæðir loftið inn í loftræsisamstæðuna. Í samstæðunni flæðir loftið í gegnum síur, varmskiptahjól, hitaelement sem er hægt að breyta í kæli og svo gegnum blásara. Afköst samstæðunnar eru mest m3 /h inn og út. Áætluð afköst inn í salinn eru 10 l/s samkvæmt upplýsingum frá fasteignaumsjóninni. Loftinu er blásið frá samstæðunni í safnbox. Úr safnboxinu flæðir loftið í köntuðum stokk, hann hlykkjast um tæknirýmið og út úr honum er tekið rör sem liggur út úr tæknirýminu og skiptist í tvær greinar sem fara upp í gegnum kjallaraloftið og inn undir þrepin í stofu V101. Þar flæðir loftið út um innblástursdreifara eins og sést á mynd 12. Loftið úr salnum er sogið út um þrjá stúta fyrir ofan kerfisloftið eins og sést á mynd 13. Þessar lagnir 12

22 Lokaverkefni 4 HÚSNÆÐIÐ Mynd 13: Hljóðgildra á enda lagnar sem sogar loft úr fyrirlestrasölunum. liggja svo fyrir ofan kerfisloftið að lagnaskafti, þar fer loftið niður og aftur að samstæðunni þar sem loftið fer í gegnum síu, varmaskiptahjól og blásara. Loftinu er svo blásið aftur um lagnaskaftið og kastað út um þak byggingarinnar aftur Byggingarefni og eiginleikar Við skoðun á virkni loftræsingar á ákveðnum stað er nauðsynlegt að kanna byggingarefni og eiginleika þeirra í rýminu. Það er mjög mikilvægt til að hermunin sem mun vera gerð verði sem raunverulegust og líkust þeim aðstæðum sem eru til staðar í raunveruleikanum. Skoða þarf stuðla varmaflutnings byggingarefnanna, svo hægt sé að líkja eftir varmaflutningi í hermun. Ef gólfið í salnum er skoðað þá er steypt gólfplata 200 mm þykk, varmaleiðnisw [8]. Á neðsta pallinum er linoleum dúkur með korkundirlag sem er tuðull steypu er 1,4 m K um 2 mm þykkt. Linoleum dúkur myndi teljast vistvænt byggingarefni og er unninn úr nátw og einangrunargildi er 0,015 túrulegum hráefnum. Varmaleiðnistuðull linoleum er 0,17 m K 2 K m m2 K/W [9], fyrir korkinn er einangrunargildið 0,026 W [10]. Þrepin eru einnig steypt Tafla 2: Varmastuðlar byggingarefna V101 2 en ofan á þeim eru teppi. Almennt einangrunargildi fyrir teppi er 0,18 mw K [11]. Ef veggirnir eru skoðaðir næst þá eru einn útveggur, sem sést á mynd 11. Á honum er gluggi sem nær frá gólfi upp í kerfisloftshæð og, hann er 3,9 m breiður. Gluggann er hægt að skyggja með rúllugardínum. Tegund glers miðað við útboðsgögn er sambærilegt Skanglas SGG 13

23 Lokaverkefni 4 HÚSNÆÐIÐ COOL LIGHT SKN-178, einangrunargildi fyrir glerið er 1,4 m2 K [12] og sólarálagsstuðullinn W er 0,41 [12]. Sólarálagsstuðull fyrir gardínurnar er 0,6. Útveggurinn er steyptur og 200 mm þykkur. Utan á honum er steinull sem er 150 mm þykk og þetta er klætt með 1 mm þykkri álklæðningu. Varmaleiðnistuðull steinullar veggplötunnar er 0,035 hann 177 W m K W m K [13] og fyrir álið er [8]. Veggirnir fyrir aftan töfluna og á hinni hliðinni á salnum eru báðir steyptir og eru 200mm þykkir. Bakveggurinn er steyptur 200 mm þykkur en utan á honum er klæðning, gataðar MDF plötur. MDF er efni sem gert er úr viðartrefjum sem eru límdar saman við hita og þrýsting. Kostir efnisins eru að það er þétt, slétt, stíft og er auðvelt að vinna það [14], varmaleiðnistuðull MDF er 0,3 W m K [15]. Í salnum er kerfisloft úr áli, loftið er 70% opið. Álið er mótað í u-prófíla úr um 1 mm þykku efni. Opnunin er það mikil að kerfisloftið hefur ekki mikil áhrif. Í kerfisloftinu eru flúrlampar, þeir eru þrjátíu og tvö stykki og eru 49 W hver [16]. Einnig eru tuttugu og fimm kastarar í loftunum og eru þeir 100 W hver [17]. Ljósin valda kæliþörf. Annað sem veldur kæliþörf í rýminu eru tveir myndvarpar, allt fólkið sem er inn í stofunni og tölvurnar sem þetta fólk kemur til með að nota. Álag frá þeim þáttum má sjá í viðauka Fyrir ofan kerfisloftið hefur einangrunarefninu K-13 verið sprautað á loftið og ýmsar lagnir, til að dempa hljóð, einangra og lita loftið svart. Einangrunargildi K-13 er 0,032 W m K hermun. [18]. Í töflu 2 má sjá helstu byggingarefni í V101 og þá eiginleika sem skipta máli við 4.3 Fyrirlestrarsalurinn M105 Kennslustofan M105 er fyrirlestrasalur. Salurinn er um 200 m 2 að stærð. Salurinn er upp byggður þannig að það eru þrep eins og sést á mynd 14. Þrepin eru í boga og á hverju þrepi eru borð og stólar fyrir nemendur. Fremst í salnum er gólfflötur þar sem kennarinn athafnar sig en sá flötur er um 100 m 2. Lofthæðin í salnum er breytileg þar sem salurinn er þrepaður upp, hún er mest 4,8 m og minnst 4 m. Rúmmál rýmisins er um 930 m 3. Til að finna mesta fjölda fólks sem getur verið í salnum voru stólar taldir og voru þeir alls níutíu og fimm og ef gert er ráð fyrir einum kennara hverju sinni þá er heildarfjöldinn níutíu og sex. Þessi fjöldi var notaður við útreikninga, sem sjá má í viðauka Einnig verður gert ráð fyrir í útreikningum á kæliþörf að hver maður komi til með að vera með tölvu með sér þegar hann situr í rýminu. Glugginn á salnum vísar í suður, sem þarf að hafa í huga þegar kæliþörf vegna sólarálags er skoðuð, til að reikna sólarálag verður notast við töflu sem sést í viðauka á mynd Lofti er blásið inn í salinn í þrepunum bak við fætur þeirra sem sitja við borðin eins og sést á mynd 15, loftinu er blásið inn í rýmið í gegnum línuristar sem felldar eru inn í krossviðinn og linoleum dúkinn sem þrepin eru gerð úr. Eftir að loftinu er blásið inn er það sogið út um þrjá stúta sem eru staðsettir fyrir ofan kerfisloftið. Á endanum á hverjum stút er hljóðgildra eins og sést á mynd 13. það er gert til að draga úr hávaða sem gæti borist úr lögninni. 14

24 Lokaverkefni 4 HÚSNÆÐIÐ Mynd 14: Fyrirlestrasalurinn M105 Mynd 15: Innblástursdreifarar við gólf í M Lagnaleið Loftræsikerfið sem M105 er partur af er kallað 3.1. Loftræsisamstæðan sem blæs loftinu í salinn er staðsett í kjallara Háskólans í Reykjavík. Loftið er dregið inn um þak byggingarinnar, þar flæðir það um kantaðan stokk niður lagnaskaft sem liggur niður í kjallara byggingarinnar. Þar beygir stokkurinn með lofti kjallarans og í gegnum gang og rými þar til hann kemur að tæknirýminu og tengist loftræsisamstæðunni. Í samstæðunni fer loftið í gegnum síur, varmskiptahjól, hitaelement sem er hægt að breyta í kæli og svo gegnum blásara. Afköst samstæðunnar eru mest m3 /h inn og út. Áætluð afköst inn í salinn eru 10 l/s samkvæmt upplýsingum frá fasteignaumsjóninni. Loftinu er blásið frá samstæðunni í stokk sem liggur til baka í sama lagnaskaftið, út úr stokknum liggur rör sem lagður er úr skaftinu og í jörðu. Stokkurinn liggur undir bygginguna þó nokkra leið og upp undir þrepin í fyrirlestrarsalnum M105. Þar flæðir loftið inn um línuristar sem eru framan á þrepunum eins og sést á mynd 15. Loftið úr salnum er sogið út um þrjá stúta fyrir ofan kerfisloftið eins og sést á mynd 13. Þessar lagnir liggja svo fyrir ofan kerfisloftið að fyrrnefndu lagnaskafti. Loftið flæðir niður og aftur 15

25 Lokaverkefni 4 HÚSNÆÐIÐ að samstæðunni þar sem loftið fer í gegnum síu, varmaskiptahjól og blásarann. Loftinu er svo blásið aftur upp lagnaskaftið og kastað út um þak byggingarinnar Byggingarefni og eiginleikar Við skoðun á virkni loftræsingar á ákveðnum stað er nauðsynlegt að kanna byggingarefni og eiginleika þeirra í rýminu. Það er mjög mikilvægt til að hermunin sem mun vera gerð verði sem raunverulegust og líkust þeim aðstæðum sem eru til staðar í raunveruleikanum. Ef gólfið í salnum er skoðað þá er steypt gólfplata 200 mm þykk og á öllu gólfinu er linoleum dúkur með korkundirlag sem er um 2 mm þykkur. Varmaleiðnistuðull linoleum er 0,17 W m K Tafla 3: Varmastuðlar byggingarefna M105 og einangrunargildi er 0,015 m2 K [9] en fyrir korkinn er einangrunargildið 0,026 m2 K [10]. W W Þrepin eru gerð úr krossviði og ofan á þeim er dúkur en varmaleiðnistuðull krossviðar er 0,12 W m K [8]. Ef veggirnir eru skoðaðir þá er einn útveggur, sem sést á mynd 14. Á honum eru gluggar sem ná frá gólfi upp í kerfisloftshæð og þekja mest allan vegginn, eða 8 m af 12 m á lengdina. Þá er hægt að skyggja með rúllugardínum. Tegund glers miðað við útboðsgögn er sambærilegt Skanglas SGG COOL LIGHT SKN-178, einangrunargildi fyrir glerið er 1,4 m 2 K W [12] og sólarálagsstuðullinn er 0,41 [12]. Sólarálagsstuðull fyrir gardínurnar er 0,6. Útveggurinn er steyptur og 200mm þykkur, utan á honum er steinull sem er 150 mm þykk og þetta er klætt með 1 mm þykkri álklæðningu. Varmaleiðnistuðull steinullar veggplötunnar er 0,035 W W [13] og fyrir ál er hann 177 [8]. Veggirnir fyrir aftan töfluna og á hinni m K m K hliðinni á salnum eru báðir steyptir og eru 200 mm þykkir. Bakveggurinn er steyptur 200 mm þykkur og utan á honum er klæðning, gataðar MDF plötur og varmaleiðnistuðull MDF er 0,3 W m K [15]. Í salnum er kerfisloft úr áli, loftið er 70% opið. Álið er mótað í u-prófíla úr um 1 mm þykku efni. Opnunin er það mikil að kerfisloftið hefur ekki mikil áhrif. Í kerfisloftinu eru flúrlampar, þeir eru þrjátíu og átta stykki og eru 49 W hver [16]. Einnig eru fjórir kastarar í loftunum og eru þeir 100 W hver [17]. Ljósin valda kæliþörf. Annað sem veldur kæliþörf í rýminu eru tveir myndvarpar, allt fólkið sem er inn í stofunni og tölvurnar sem þetta fólk kemur til með að nota en álag frá þeim þáttum má sjá í viðauka Fyrir ofan kerfisloftið hefur einangrunarefninu K-13 verið sprautað á loftið og ýmsar lagnir. Einangrunargildi K-13 er 0,032 W m K máli við hermun. [18]. Í töflu 3 má sjá helstu byggingarefni í M105 og þá eiginleika sem skipta 16

26 Lokaverkefni 5 ÚTREIKNINGAR 5 Útreikningar Til að skoða þarfir beggja rýmanna var reiknuð ferskloftsþörf og kæliþörf út frá því sem gert er kröfur um í byggingarreglugerðinni [7], þær forsendur og kröfur sem þarf að huga að má sjá í töflu 1. Til samanburðar þá var ferskloftsþörf reiknuð á tvo mismunandi vegu. Þessum útreikningum var stillt upp miðað við mesta álag sem getur orðið í þessum rýmum. Loftmagnsþörf vegna kælingar var einnig reiknuð. Útreikningana má svo skoða í heild sinni í viðauka Reiknuð ferskloftsþörf Miðað við staðla og byggingarreglugerð sem notaðir eru til að reikna ferskloftsþörf í skólastofu, þá er miðað við mesta álag í fyrirlestrarsalnum V101 en fersklotsþörfin er um 928 l/s. Reiknuð ferskloftsþörf í fyrirlestrarsalnum M105 er um 742 l/s. Til að reikna ferskloftsþörf þá var notuð formúla 1. q = f q b + A q A (1) Jafna 1: Ferskloftsþörf miðað við kröfur byggingarreglugerðar um lágmarksloftmagn [1] Þar sem q stendur fyrir heildarloftmagn, f fyrir fjölda fólks, q b stendur fyrir nauðsynlegt loftmagn á hvern mann skv. byggingarreglugerð[7], A er flatarmál rýmisins og q A er nauðsynlegt loftmagn á hvern m 2 skv. byggingarreglugerð[7]. Ferskloftsþörfin var einnig reiknuð út frá Co 2 gildum útilofts og innilofts, til að fá samanburð. Loftmagnsþörf vegna kæliþarfar var reiknuð um 1515 l/s í V101 og í M l/s. Til að reikna ferskloftsþörf út frá Co 2 gildum þá var notuð formúla 2. q s n = n q Co 2 δ Co2 (2) Jafna 2: Ferskloftsþörf útfrá Co 2 gildi [4] Þar sem q s er loftmagn, n stendur fyrir fjölda fólks, q Co2 er fasti fyrir Co 2 og q Co2 stendur fyrir mismun milli úti- og innilofts Co 2 gilda miðað við gerðar kröfur. Þegar ferskloftsþörfin er þekkt þarf að skoða hversu hröð loftskipti þurfa að eiga sér stað á hverri klukkustund. Í V101 var reiknuð þörf á loftskiptum fjórum sinnum á klukkustund og í M105 þyrfti að eiga sér stað loftskipti þrisvar sinnum á klukkustund. Til að reikna fjölda loftskipta þá var notuð formúla 3. Þar sem n stendur fyrir fjölda loftskipta á klst, q stendur fyrir heildarloftmagn og V stendur fyrir rúmmál rýmisins. 17

27 Lokaverkefni 5 ÚTREIKNINGAR n = q V (3) Jafna 3: Nauðsynlegur fjöldi loftskipta [1] 5.2 Reiknuð kæliþörf Til að reikna kæliþörf rýmisins þarf að skoða fjölda fólks sem getur verið í stofunni, hversu margar tölvur geta verið í stofunni en einnig þarf að skoða lýsinguna og álagið sem sólarálag í gegnum glugga getur valdið. Við útreikninga var gert ráð fyrir 100 W á hverja persónu í rýminu, að tölvur væru 10 W/m 2, ljósin voru talin og perur flúrlampa eru 49 W og perur kastara eru 100 W. Sólarálag var reiknað út frá stærð glugganna, versta tilvik úr áttinni sem glugginn snéri móti tekið úr töflu um sólarálag í viðauka og þetta svo margfaldað með sólarálagsstuðul glersins og rúllugardínanna. Kæliþörfin í fyrirlestrarsalnum V101 var reiknuð um 18,3 kw og kæliþörfin í fyrirlestrarsalnum M105 var reiknuð um 18,4 kw. Til að reikna kæliþörfina þá var notuð formúla 4. Q = Q f + Q t + Q l + Q s (4) Jafna 4: Reiknuð heildarkæliþörf [1] Þar sem Q stendur fyrir heildarkæliþörf, Q f stendur fyrir kæliþörf vegna fólks, Q t stendur fyrir kæliþörf vegna tölva og skjávarpa, Q l stendur fyrir kæliþörf vegna lýsingar og Q f stendur fyrir kæliþörf vegna sólarálags. Reiknaða gildið fyrir kæliþörf er það sem kallað er hönnunargildi. Reiknað gildi miðast ekki við þann dag sem hermt verður, heldur versta mögulega tilvik þar sem ekki er tekið inn í það magn varma sem byggingarhlutar taka til sín. Loftmagnsþörf vegna kælingar skiptir máli en þar sem ekki eru til staðar kæliraftar eða annar kælibúnaður þá þarf ferski innblásturinn að sinna kælingu. Nauðsynlegt loftmagn vegna kæliþarfar í fyrirlestrarsalnum V101 er um 1515 l/s og þyrfti miðað við það að eiga sér stað um sex loftskipti á klukkustund. Í M105 er loftmagnsþörf vegna kælingar um 1524 l/s og miðað við það þyrftu að eiga sér stað um sex loftskipti á klukkustund. Til að reikna loftmagnsþörf vegna kæliþarfar þá var notuð formúla 5. q k = Q C p δt p (5) Jafna 5: Loftmagnsþörf vegna kæliþarfar [1] Þar sem q k stendur fyrir loftmagnsþörf vegna kæliþarfar, Q stendur fyrir heildarkæliþörf, C p stendur fyrir varmastuðul lofts, δt stendur fyrir hitastigsmun og p stendur fyrir eðlismassa lofts. 18

28 Lokaverkefni 6 MÆLINGAR 6 Mælingar Gerðar voru mælingar með aðstoð frá hússtjórnarkerfi Háskólans í Reykjavík. Það sem mælt var, var hitastig loftsins sem blásið er inn í fyrirlestrarsalina í þrepunum, loftgæði í fyrirlestrarsölunum þar sem skoðað var Co 2 magn í loftinu eða svokallað ppm-gildi, loftmagn sem blásið er inn í fyrirlestrarsalina og sogið út úr þeim. Einnig voru settir upp nemar til að skoða hitastigsprófíl salsins. Nemum var stillt upp hver fyrir ofan annan með ca 1 m millibili. Þar sem loftræsingin er lagskipt, þá eins og sést á mynd 4, ætti hitastigið að vera mismunandi eftir hæð salarins. Einnig var talinn fjöldi fólks með u.þ.b. fimm mínútna millibili inn í fyrirlestrarsölunum og fylgst með virkni raftækja og lýsingar. Tafla 4: Gildi sem verða mæld og mælitæki 6.1 Mælitæki Mælitæki sem notuð voru til að mæla gildin voru hitanemar í loftræsikerfinu, loftmagnsnemar í loftræsikerfinu, útihitanemi og Co 2 -nemi í loftræsikerfinu. Gildin voru skráð með jöfnu millibili. Tölurnar voru skráðar hjá hússtjórnarkerfinu og hægt var að keyra gögnin út frá þeim. Einnig voru notaðir punkthitastigsnemar, þar sem hitastigið var mælt á mismunandi stöðum í fyrirlestrarsölunum. Með þeim fylgdi stjórnbúnaður sem sendi mælingarnar á ský þar sem hægt var að nálgast niðurstöður mælinga [19]. Gildi úr punkhitanemunum gæti þó verið skekkt ef þeir eru ekki rétt kvarðaðir, sem þó þeir ættu að hafa verið. Skoðun á fjölda fólks, notkun raftækja og lýsingu var framkvæmd af undirrituðum. 6.2 Mælingar á stofu V101 Mæling á gildum í fyrirlestrarsalnum V101 voru gerðar mánudaginn 20. október. Þessi dagur var valinn því að stundaskrá V101 leit út fyrir að geta gefið fjölbreyttan álagsprófíl fólksfjölda sem myndi vera í stofunni. Mælingarnar voru gerðar þannig að áður en fólk mætti í fyrsta tíma dagsins var stillt upp punkthitastigsnemum. Einn var staðsettur ofan á fjórða þrep salarins fyrir miðju, annar var settur beint fyrir ofan fyrsta mælinn á borð og sá þriðji beint fyrir ofan, hengdur í höfuð hæð. Mælingar frá nemunum skráðust á þrjátíu mínútna fresti. Skráning á gildum, sem sjást í töflu 4, var sett af stað af hússtjórnakerfinu. Gildin voru skráð með fimm mínútna millibili. Merkingar voru settar upp á hurð, aftast í salnum og fólk 19

29 Lokaverkefni 6 MÆLINGAR beðið vinsamlegast að hafa hurðina lokaða. Það var gert því hún gæti truflað mælingar ef hún væri skilinn eftir galopinn í lengri tíma. Til að fylgjast með fólki, tölvunotkun og álagi frá ljósum sat undirritaður í stofunni og skráði niður stöðu þessara þátta á fimm mínútna fresti. 6.3 Mælingar á stofu M105 Mæling á gildum í fyrirlestrarsalnum M105 var gerð mánudaginn 27. október. Stundarskrá salarins var skoðuð og virtist þessi dagur henta vel þar sem tímar sem voru á dagskrá þennan dag voru með mörgum skráðum nemendum. Því var möguleiki á góðum mælingum og hugsanlega hægt að skoða breytingar á mældum gildum miðað við sveiflur í fólksfjölda. Mælingarnar fóru þannig fram að byrjað var á að stilla upp tækjum fyrir punkthitastigsmælingar. Það var gert þannig að einn nemi var settur við gólfið á öðru þrepi salarins, við hliðina á skrifborði fyrir miðjum salnum, annar var settur ofan á skrifborðið og sá þriðji beint fyrir ofan hann í höfuðhæð. Mælingar frá nemunum skráðust á þrjátíu mínútna fresti. Mælingar voru settar í gang af stjórnendum hússtjórnarkerfisins og voru þær skráðar af nemum á fimm mínútna fresti. Varast þurfti að hafa ekki of langt á milli mælinga svo að ef það yrðu miklar sveiflur á fólksfjölda t.d. milli kennslustunda, þá myndu þær greinast. Merkingar þar sem fólk var beðið um að loka hurð á eftir sér og beiðni um að gluggi yrði ekki opnaður voru settar upp. Talning á fólki fór þannig fram að undirritaður kom sér fyrir á góðum stað þar sem hann hafði góða yfirsýn yfir allan salinn og taldi fjölda fólks í rýminu á fimm mínútna fresti, einnig var fylgst með raftækja- og ljósanotkun í salnum. 20

30 Lokaverkefni 7 DESIGNBUILDER 7 DesignBuilder DesignBuilder er hugbúnaður sem býður upp á þægilegt notendaviðmót til að herma. Hugbúnaðurinn hentar einkar vel til að þróa þægilegar og orkuhagkvæmar byggingar í gegnum hönnunarferli. Boðið er upp á mismunandi pakka sem henta mismunandi hópum. Fyrsti pakkinn er fyrir verk- og tæknifræðinga og gefur möguleika á að herma loftræsingu, dagsbirtu, loftflæði, kostnað, orku og kolefni. Annar pakki er fyrir arkitekta og gefur möguleika á að meta orkuhagkvæmni á forhönnunarstigi. Þar er einnig hægt að skoða sólarálag og skoða hannanir til auka þægindi og kosti dagsbirtu og náttúrulegrar loftræsingar. Þriðji pakkinn er fyrir þá sem starfa sem orkumatsmenn, þar sem DesignBuilder býður góðan kost fyrir hagkvæmni og samkeppnishæfni [5]. Til að framkvæma hermun með forritinu þurfa öll helstu byggingarefni viðfangsefnisins að vera þekkt en þau má sjá í töflu 2 og 3. Byggingarefnin þarf að skilgreina sem íhluti (e. component). Þessir íhlutar eru svo notaðir til að smíða sniðmátsskrá (e. template). Innbyggt er í forritið tilbúnar sniðmátsskrár sem hægt er að nota við ýmis skilyrði en til að hafa hermunina sem nákvæmasta er ákjósanlegur möguleiki að smíða sínar eigin sniðmátsskrár sem búa yfir sömu eiginleikum og byggingin sem á að herma. Íhlutarnir sem eru forritaðir eru útveggir, innveggir, loft og gólf. Til að þessa íhluta sé hægt að nota, þarf að skilgreina öll þau efni sem þessir hlutar eru byggðir upp af, þá eru gerðir efnisíhlutar. Með þessum hlutum er hægt að mynda byggingarsniðmátsskrár. Starfsemi rýmisins skiptir miklu máli og þarf að gera sniðmátsskrá fyrir þann þátt. Við gerð sniðmátsskrár fyrir starfsemina þarf að skilgreina hversu mikið álag er frá fólki, ljósum og raftækjum. Einnig þarf að skilgreina viðveru í rýminu. Glersniðmátsskrá er nauðsynleg og hún er gerð með því að skilgreina gler íhluta. Fjöldi fólks í rýminu var skilgreint útfrá niðurstöðum á mælingum sem sjá má á myndum 8 og mynd 2. Síðasta sniðmátsskráin sem er gerð fyrir hermunina er vegna lýsingar, þar sem skilgreint er hvernig lampar eru í loftinu og álag vegna þeirra. Þegar hermuninni er lokið þá voru gögnin notuð ásamt raunverulegum mælingum til að framkvæma tölvuflæðigreiningu (e. computational fluid dynamic) sem verður kölluð CFD greining hér eftir. CFD greining er notuð t.d. til að skoða hitastigsdreifingu, hraða og einkenni flæði í þrívíðu umhverfi [5]. Til að CFD greiningin sé sem nákvæmust þarf að skilgreina innblásturspunkta, hitastig innblástursloftsins og loftmagn. Skilgreina þarf útsogspunkta, hitagjafa og staðsetningu þeirra og hversu mikinn hita þeir gefa frá sér. 7.1 Hermun og CFD greining á fyrirlestrarsölunum Til að hefja hermun var það fyrsta sem var gert að setja upp skrá fyrir hermunina, þar sem allar sniðmátsskrárnar sem voru gerðar voru settar saman. Þegar umhverfið var tilbúið og allir þættir sem skiptu máli til að hermunin væri sem nákvæmust þá var hægt að byrja að teikna bygginguna. Það sem þurfti að huga að var að loftræsingin væri stillt á lagskipta loftræsingu og að allar sniðmátsskrár væru réttar. Byggingin var teiknuð samkvæmt teikningum frá fasteignaumsjóninni og mælingum gerðum af undirrituðum. Að setja upp byggingu var frekar 21

31 Lokaverkefni 7 DESIGNBUILDER einfalt með DesignBuilder [5]. Hæð var skilgreind og útlínur byggingarinnar teiknaðar, þá reisir DesignBuilder húsið sjálfkrafa. Þegar byggingin var risinn þarf að segja forritinu að taka út alla glugga og hurðir, sem sjálfkrafa voru búin til. Þá var hægt að teikna sína eigin glugga og hurðir á bygginguna þar sem við á. Til að hafa hermunina sem nákvæmasta þurfa gögn um staðsetningu byggingarinnar að vera réttar, sem var Reykjavík í þessu tilfelli. Forritið er með vistuð veðurgögn frá árinu 2002 og því þurfti að skoða nokkrar dagsetningar og finna dag sem var svipaður í veðurfari og þann sem mælt var, 20. október Svipað hitastig var 8. nóvember 2002 og var sá dagur notaður við hermun á fyrirlestrarsalnum V101 en hitastigð má sjá á mynd 1. Þegar hefja á hermunina þá þarf að skilgreina hvaða hitastig er ráðandi. Um var að velja loft hitastig (e. air temperature), geislandi hitastig (e. radiant temperature) eða vinnu hitastig (e. operative temperature). Notast var við lofthitastigið þar sem það er reiknað meðal hitastig loftsins í Mynd 16: Fyrirlestrarsalurinn V101 tilbúinn fyrir CFD greiningu svæðinu sem verið er að herma [20]. Til að fá sem nákvæmastar niðurstöður var forritið látið herma rýmið á fimm mínútna fresti. Forritið skilaði niðurstöðum um rakastig, hitastig, loftskipti, kæliþörf og magn lofts sem kemst út og tapar þannig orku. Þegar þessar niðurstöður lágu fyrir voru hitastig allra flata í rýminu við versta tilvik hönnunardagsins sem notaður var við hermunina yfirfærð inn í CFD greiningu. Með þessu jukust möguleikarnir fyrir því að fá sem nákvæmasta CFD greiningu þar sem tilgangurinn var að skoða hitastigsdreifingu í rýminu nákvæmlega á þeim tíma þar sem mesta álag er í rýminu. Mesta álag í fyrirlestrarsalnum V101 reyndist vera um 14:00, en eins og sést á grafi 2 þá er flest fólk inni um það bil á þeim tíma. Til að hefja CFD greininguna þurfa ákveðnir hlutir að vera rétt skilgreindir, hitastig veggja, glugga, gólfsins, þrepanna og loftsins var innfært úr hermuninni. Til að greiningin væri sem raunverulegust var settur ofn við hlið gluggans og gólfhiti í flötinn fyrir framan þrepin, en þessir þættir eru til staðar í salnum í raunveruleikanum. Einnig þurfti að setja inn alla þætti sem geta haft áhrif á salinn, lýsing var sett 22

32 Lokaverkefni 7 DESIGNBUILDER inn, álagið skilgreint og einnig var fólk sett inn í salinn þar sem álagið frá því var skilgreint miðað við meðaltalið af fjölda af fólki sem var í fyrirlestrarsalnum V101 kl 14:00 við talningu. Við álagið frá fólkinu var bætt við álaginu frá tölvum einnig miðað við talninguna en hana má sjá í viðauka Magn innblásturslofts var skilgreint, þar var miðað við mælingar frá hússtjórnarkerfinu kl 14:00 sem sjá má í viðauka Áður en CFD greiningin var hafin, var skilgreint hversu margar ítranir yrðu gerðar, eða Þegar CFD greiningin var gerð Tafla 5: Breytingar á V101 sem skoðaðar voru með CFD greiningu var byrjað á að skoða hitastigsdreifinguna í salnum miðað við aðstæður eins og þær eru í raunveruleikanum. Þegar niðurstöður úr þeirri greiningu voru tilbúnar, voru nokkur tilvik af breytingum skoðuð. Tilvikin sem skoðuð voru sjást í töflu 5. Dreifing hitastigsins sem skoðuð var, var milli 16 C og 27 C. Það var gert vegna þess að lægsta hitastig flatar var um 16 C og í staðli[6] er gert ráð fyrir því að hæsta hitastig sé 26 C, með því að stilla efri mörk hitastigs dreifingarinnar í 27 C má skoða hvar hitinn fer yfir mörkin. Hermun á fyrirlestrarsalnum M105 fór alveg eins fram og hermun á fyrirlestrarsalnum V101, munurinn er að sjálfsögðu uppbygging rýmanna. M105 er ekki jafn brattur og V101, því eru öðruvísi aðstæður í rýminu. Einnig er stærri gluggaflötur í M105 sem getur haft mikil áhrif og snúa gluggarnir á rýmunum ekki í sömu átt. Versta tilvik í fyrirlestrarsalnum M105 var um klukkan 11:00, en eins og Tafla 6: Breytingar á M105 sem skoðaðar voru með CFD greiningu sést á grafi 8 þá er á þeim tíma flest fólk yfir daginn. Til að hefja CFD greininguna þurftu ákveðnir hlutir að vera rétt skilgreindir, hitastig veggja, glugga, gólfsins, þrepanna og loftsins var innfært úr hermuninni. Til að greiningin væri sem raunverulegust var settur ofn við hlið glugganna eins og í raunveruleikanum. Einnig þurfti að setja inn alla þætti sem geta haft áhrif kæliþörf salarins. Magn innblásturslofts var skilgreint, þar var miðað við mælingar frá hússtjórnarkerfinu kl 11:00 sem sjá má í viðauka Áður en CFD greiningin var hafin, 23

33 Lokaverkefni 7 DESIGNBUILDER var skilgreint hversu margar ítranir væru gerðar, eða Niðurstöður hermunarinnar voru svo nýttar á sama veg og gert var fyrir fyrirlestrarsalinn Mynd 17: Fyrirlestrarsalurinn M105 tilbúinn fyrir CFD greiningu V101, gerð var CFD greining og hitastigsdreifing í rýminu skoðuð. Í töflu 6 má sjá tilvikin sem skoðuð voru í CFD greiningunni á fyrirlestrarsalnum M105. Graf 1: Útihiti sem notaður var við hermun bæði fyrir V101 og M105 24

34 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR 8 Niðurstöður 8.1 Niðurstöður á mælingum í V101 Graf 2: Fjöldi fólks og tölvur í notkun í fyrirlestrarsalnum V101 Talning stóð frá 8:30 til 14:30, á því tímabili voru þrír mismunandi fyrirlestrar. Á grafi 2 má sjá fjölda fólks sem var inn í salnum hverju sinni, einnig má sjá hversu margar tölvur voru í notkun á tímabilinu. Á grafinu má sjá að álag af fólki og tölvum var mjög mismunandi. Talninguna má sjá í heild sinni í viðauka Á grafinu sést að tími er á milli 8:30 til 10:00 þar sem um fjórðungur af sætum er í notkun og flestir að nota tölvu. Frá 10:30 til 12:00 var næsti tími þá var helmingur sætanna í salnum upptekinn, en lítið var um tölvunotkun. Frá 13:00 til 14:30 var fjölmennasti tíminn þar sem nánast allir nemendur voru að nota tölvuna sína. Með punkthitastigsmælingum sem sjá má á grafinu á mynd 3 fékkst hitastigsmunur í mismunandi hæð í rýminu. Staðsetning nemanna var þannig að neðsti neminn var fremst á fjórða þrepi um 1 m frá neðsta punkti salarins, annar neminn var staðsettur ofan á borði um 1,75 m frá neðsta punkti í salnum og efsti neminn var hengdur upp í höfuðhæð eða um 2,75 m frá neðsta punkti í salnum. Ef skoðuð eru gröf 2 og 3 sést hvernig hitastigið breytist með fólksfjölda. Einnig er áhugavert að skoða lagskiptinguna þar sem hitastigið hækkar eftir því sem ofar er mælt, en á milli 12:30 og 13:00 er lægra hitastig ofar í stofunni. Ef graf 2 er skoðaða sést á þessu tímabili er nánast enginn inn í salnum, þá virðist hitastig ofar í stofunni lækka. En einnig sést toppurinn um 14:00 þá verður greinilega mikill munur á hitastigi miðað við hæð í salnum. Nemarnir mældu einnig á sama tíma rakastig í fyrirlestrarsalnum á tímabilinu. Þær mælingar má sjá á grafi 30 í viðauka Ef grafið er borið saman við graf 2 þá virðist rakastigið lækka með auknum fjölda fólks. 25

35 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Graf 3: Punkthitastigs mælingar í V Niðurstöður frá hússtjórnakerfinu Niðurstöður mælinga sem skráðar voru af hússtjórnarkerfinu í Háskólanum í Reykjavík má sjá í viðauka Á grafi 4 má sjá loftmagnið sem blásið er inn í fyrirlestrarsalinn V101 Graf 4: Loftmagn blásið inn í V101 og sogið út 26

36 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR og hversu mikið loft er sogið út. Ef grafið er borið saman við graf 2 má sjá hvernig sveiflur á fólksfjölda hafa áhrif á magn lofts sem er blásið inn og sogið út. Mikla sveiflu má greina um 8:30 en þá fer loftræsingin á almenna rekstrarstillingu. Eftir það fer loftmagnið sem blásið er inn mest upp í um 5000m 3 /klst. Loftræsikerfið virðist hafa nægilegan sveigjanleika til að bregðast við miklum sveiflum í álagi. Þó er spurning hvað gerist við mesta álag, þ.e.a.s. hvað ef heil kennslustund ætti sér stað og allir myndu nota tölvu. Mestu afköst kerfisins virðast eiga sér stað þegar síðasta kennslustundin hefst, þrátt fyrir það er salurinn ekki fullur. Co 2 magn í lofti var einnig mælt og má sjá niðurstöður mælinganna á grafi 5. Þar á það Graf 5: Co 2 magn í lofti í V101 sama við og áður, fólksfjöldinn hefur mikil áhrif á það hversu hreint loftið er og má sjá það með samanburði á grafi 2 og 5. Hæðsta mælda gildi er rétt yfir 700 ppm, mælt 13:30. Það er undir kröfum byggingarreglugerðarinnar[7]. Hitastig innblásturslofts eftir eftirhitara sem er á lögn að fyrirlestrarsalnum V101 má sjá á grafi 6. Hitastig innblástursloftsins sveiflast á milli 17,2 C og 18,9 C. Á grafi 7 má sjá hitastig rýmisins á tímabilinu sem mælt er á. Hitastigið fer hæst upp í um 23 C og lægst í um 21,8 C. Mælt hitastig er alltaf innan þeirra marka sem staðallinn ÍST EN [6] setur. Á meðan mælingum stóð var mælt hitastigið fyrir utan bygginguna. Niðurstöður mælinganna má sjá grafi 28 í viðauka Þar sést að hitastigið er við frostmark en fer þó hækkandi eftir því sem líður á daginn. Þetta var gert til að möguleiki væri á að hafa svipaðar aðstæður við hermunina. 27

37 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Graf 6: Hiti lofts sem blásið er inn í V101 Graf 7: Hitastig inn í V101 28

38 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR 8.2 Niðurstöður á mælingum í M105 Graf 8: Fjöldi fólks og tölvur í notkun í fyrirlestrarsalnum M105 Talning stóð frá 8:30 til 14:30 en á því tímabili voru þrír mismunandi fyrirlestrar. Á grafi 8 má sjá fjölda fólks sem var inni í salnum hverju sinni en einnig má sjá hversu margar tölvur voru í notkun á tímabilinu. Á grafinu má sjá að álag af fólki og tölvum var mismikið, sem hentar mjög vel til að sjá hvernig loftræsikerfið bregst við þegar álagið er breytilegt. Talninguna má sjá í heild sinni í viðauka Fyrsta kennslustundin hófst 8:30 og stóð til 10:00 og var nýttur þriðjungur af sætafjöldanum, flestir nemendur notuðu tölvur. Annar tími hófst 10:30 og stóð til 12:00, þá var mesta álagið yfir daginn og nánast allir notuðu tölvur. Í þriðja og síðasta tímanum var þriðjungur sæta nýttur en fáir notuðu tölvur. Með punkthitastigsmælingum sem sjá má á grafi 9 fékkst hitastigsmunur í mismunandi hæð í rýminu. Staðsetning nemanna var þannig að neðsti neminn var fremst á öðru þrepi um 0,36 m frá neðsta punkti salarins, annar neminn var staðsettur ofan á borði um 1,08 m frá neðst punkti í salnum og efsti neminn var hengdur upp í höfuðhæð eða um 2,16 m frá neðsta punkti í salnum. Á grafi 3 sést hvernig hitinn eykst eftir því sem ofar kemur, munurinn milli tveggja efri nemanna er minni, en við gólfið er hitinn lægri. Ef graf 8 er skoðað sést að hitastig sem efri tveir nemarnir sýna hækkar og lækkar greinilega með breytingu á fólksfjölda. Þegar salurinn er fámennur er hitastigs munur á milli efri tveggja nemanna lítill. Nemarnir mældu einnig á sama tíma rakastig í fyrirlestrarsalnum á tímabilinu, þær mælingar má sjá á grafi 31. Rakastigið í loftinu er ekki mikið og fer niður í um 20%. 29

39 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Graf 9: Punkthitastigsmælingar í M Niðurstöður frá hússtjórnarkerfinu Niðurstöður mælinga sem skráðar voru af hússtjórnarkerfinu í Háskólanum í Reykjavík má sjá í viðauka Graf 10: Loftmagn blásið inn í M105 og sogið út 30

40 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Á grafi 10 má sjá loftmagnið sem blásið er inn í fyrirlestrarsalinn M105 og hversu mikið loft er sogið út. Á grafinu má sjá að svipað magn af lofti er blásið inn og lofti sem sogið er út. Magn lofts sem blásið er inn virðist ekki vera í samræmi við fjölda fólks en ef graf 10 er borið saman við graf 8 sést það. Co 2 magn loftsins í fyrirlestrarsalnum má sjá á grafi 11. Ef grafið er borið saman við graf Graf 11: Co 2 magn í lofti í M105 8 sést að með auknum fjölda fólks aukast óhreinindi í loftinu. Á grafi 11 má sjá að á milli 10:30 og 11:30 fer Co 2 magnið í loftinu yfir mörkin sem byggingarreglugerðin[7] setur en þar er gerð krafa um að 800 ppm sé mesta leyfilega magn Co 2 í innilofti og fari ekki í skamman tíma yfir 1000 ppm. Co 2 gildið fer yfir leyfilegt magn þrátt fyrir að fjöldinn nái ekki mesta fjölda fólks sem fyrirlestrarsalurinn tekur. Ósveigjanleiki loftræsikerfisins hvað varðar getu til að auka innblástursloftmagn gæti verið orsök þess. Hitastig innblásturslofts frá loftræsisamstæðu að fyrirlestrarsalnum M105 má sjá á grafi 12. Hitastig innblástursloftsins sveiflast á milli 17,5 C og 18,4 C. Á grafi 13 má sjá hitastig rýmisins á tímabilinu sem mælt er á. Hitastigið fer hæst upp í um 24,8 C og lægst í um 21,0 C. Töluverðar sveiflur eru á hitastiginu, engu að síður er hitastigið innan þeirra marka sem staðallinn ÍST EN [6] setur. Á meðan mælingum stóð var mælt hitastigið fyrir utan bygginguna og niðurstöður mælinganna má sjá á grafi 29 í viðauka Þar sést að hitastigið var á milli 2,0 C og 4,5 C meðan á mælingum stóð. Þetta var gert til að hægt væri að líkja sem best eftir aðstæðum í hermuninni. 31

41 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Graf 12: Hiti lofts sem blásið er inn í M105 Graf 13: Hitastig inn í M105 32

42 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR 8.3 Niðurstöður úr DesignBuilder fyrir V101 Hér á eftir fylgja helstu niðurstöður úr DesignBuilder fyrir fyrirlestrarsalinn V101, hermunina og öll þau tilvik sem greind voru með CFD greiningu Hermun Þær niðurstöður sem fengust við hermun V101 sem skiptu mestu máli má sjá í töflu 7 og á gröfunum á myndum 14 og 15. Í töflu 7 má sjá hitastig þeirra flata sem útihitastig hefur mest Tafla 7: Hitastig helstu flata úr DesignBuilder í hermun V101 áhrif á. Þar sést hitastig gluggans, útveggsins og gólfsins. Hitastig þessara flata fer töluvert niður fyrir vænt herbergishitastig sem er um 22 C, miðað við mælingar frá hússtjórnarkerfi. En til að vinna á móti því við CFD greininguna var settur inn gólfhiti og lítill ofn við hlið gluggans eins og er í salnum í raunveruleikanum. Á grafi 14 má sjá hvaða þættir valda mestu Graf 14: Kæliþörf vegna helstu þátta úr DesignBuilder í hermun V101 kæliþörfinni samkvæmt hermuninni. Þar má sjá að fólksfjöldi í rýminu hefur mestu áhrifin enda mikill varmi sem stígur upp frá fólki, en þar á eftir eru það tölvur og rafbúnaður sem hefur einnig mikil áhrif. Aðrir áhrifavaldar eru ljósin og glugginn. Með lagskiptri loftræsingu næst að takmarka áhrif hitagjafa úr lofti, þar sem loftið stígur upp. Glugginn gæti haft meiri 33

43 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR áhrif á heitari degi og það myndi hækka hitastig glersins töluvert og auka geislun. Einnig er áhugavert að skoða fjölda loftskipta á klukkustund sem hermunin sýnir að þörf sé á, það má sjá á grafi 15. Þar sést að fólksfjöldinn er helsti áhrifavaldurinn hvað það varðar og eru gröfin nánast eins. Mestu loftskiptin sem þurfa að eiga sér stað miðað við hermunina eru rúm 3,5 loftskipti á klst, svipað og reiknað var, sjá viðauka Töflur og önnur gröf með Graf 15: Fjöldi loftskipta sem þurftu að eiga sér stað í hermun V101 niðurstöðum úr hermun fyrirlestrarsalsins V101 má finna í viðauka

44 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining á raunverulegum aðstæðum Fyrsta tilvik sem skoðaða var í CFD greiningunni var hvernig hitastigsdreifingin var miðað við aðstæður eins og þær eru í raunveruleikanum. Það er miðað við staðsetningu útsogspunkta, Mynd 18: Hitastigsdreifing í V101 miðað við raunaðstæður innblásturshitastigs sem mælt var og loftmagn sem blásið var inn. Innblásturshitastig og Mynd 19: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum við raunaðstæður innblástursloftmagn eru tekin úr mælingum sem gerðar voru í raunveruleikanum. Loftmagnið sem blásið var inn var 1400l/s og hitastig loftsins sem blásið er inn var 19 C. Útsogspunktar rýmisins eru þrír á annarri hlið rýmisins, nær innveggnum. Útsogspunktarnir sjúga allir jafn 35

45 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR mikið loft út. Á mynd 18 má sjá þrívíða hitastigsdrefingu í rýminu á hitastigsbilinu 16 C - 27 C. Á henni sést að útveggurinn og glugginn á þeim vegg eru köldustu fletir rýmisins. Einnig má sjá að hæsta hitastigið í rýminu er við ofninn við hliðina á glugganum og við efstu sætisröð fyrirlestrarsalsins, eins og við var að búast. Þetta má sjá betur ef skoðuð er mynd 19, þar er sneið úr miðjum salnum. Þar má sjá hitastigsdreifinguna í miðju rýminu, hitastigið virðist vera á milli 21 C til 23 C. Hitastigið í efstu sætisröðinni er hærra eða yfir 25 C. Hitastigið við gólfið á neðsta fleti rýmisins lægra eða um 19 C - 20 C. Þar væri hægt að hækka hitastig gólfhitans. Svæðin sem hitastigið er hæst er skoðað betur á mynd 20. Þar Mynd 20: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C við raunaðstæður er einungis skoðað hitastigið á bilinu 26 C - 27 C. Þar sést að hitastigið er of hátt fyrir fólk sem situr í öftustu sætisröðinni miðað við hönnunargildi sem mælt er með í staðlinum[6] en þar er mælt með að hitastigið fari ekki yfir 26 C. Hitastigið virðist einnig vera hátt á nokkrum punktum við fólk í neðstu sætisröðinni. 36

46 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem útsog er aftast í salnum Skoðað var tilvik með CFD greiningunni þar sem útsogspunktarnir þrír voru staðsettir fyrir ofan öftustu sætisröðina, til að sjá hvort loftið kæmist fyrr að efstu sætisröðinni og myndi þannig stuðla að lægri lofthita í kringum fólk sem sæti þar. Loftið flæðir niður þrepin go lendir á veggnum fremst í salnum og sogast svo að aftasta hluta salsins. Á mynd 21 má sjá Mynd 21: Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út aftast þrívíða hitastigsdreifingu í fyrirlestrarsalnum V101. Þar má sjá að mesti hitinn er í kringum fólk í efstu sætisröðinni. Á þessari mynd virðist breyting á staðsetningu útsogspunktanna ekki hafa mikil áhrif. Til að skoða dreifinguna betur var skoðuð sneið af hitastigsdreifingunni Mynd 22: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út aftast í miðju rýminu, hana má sjá á mynd 22. Á þeirri mynd má sjá að hitastigið í rýminu er nokkuð 37

47 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR jafnt eða um 20 C - 22 C, allstaðar nema fyrir ofan efstu sætisröðina þar sem hitastigið fer í á milli 23 C - 27 C. Skoðað var hvort og hvar hitastigð væri á milli 26 C - 27 C, það má Mynd 23: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út aftast í salnum sjá á mynd 23. Það gerist í kringum fólk í efstu sætisröðinni, loftið nær ekki að koma tilbaka að efstu sætisröðinni nægilega kalt. Það getur valdið óþægindum hjá þeim sem sitja í efstu sætisröðinni miðað við aðstæður eins og þær eru í þessu tilviki og fjölda fólks sem er í salnum. Munurinn á þessum breytingum og raunverulegum aðstæðum er að loft í kringum fólk í fremstu sætisröðinni fer ekki yfir 26 C. Þessi möguleiki gæti bætt líðan fólks í salnum. 38

48 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem útsog er fremst í salnum Skoðað var tilvik þar sem útsogspunktarnir þrír voru staðsettir fyrir ofan fremstu sætisröðina. Þetta var gert til að skoða hvort lagskipting inniloftsins myndi breytast til hins betra. Á mynd Mynd 24: Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út fremst í salnum 24 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu við þessar aðstæður. Í þessu tilviki er hitastig loftsins við efstu sætisröðina í kringum fólkið hæst. Ef sneiðmyndin á mynd 25 er skoðuð, má sjá Mynd 25: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst í salnum hitastigsdreifinguna í miðju rýminu. Á myndinni má sjá að loftið fyrir aftan öftustu sætisröðina er heitara heldur en við önnur tilvik sem hafa verið prófuð. Hitastigið virðist hafa hækkað í rýminu miðað við önnur tilvik. Líklegast hindrar það flæði loftsins tilbaka aftur að öftustu sætisröðinni og hluti ferska, nýja loftsins sogast beint að útsoginu. Á mynd 26 má sjá hvar 39

49 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Mynd 26: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út fremst í salnum hitastigið í rýminu er á bilinu 26 C - 27 C. Á myndinni sést að öll efsta sætisröðin finnur fyrir því hitastigi. Ef vel er að gáð sést að í kringum neðstu sætisröðina eru einnig nokkrir punktar þar sem hitastigið er á þessu bili. Miðað við önnur tilvik sem hafa verið prófuð virðist þessi uppstilling, þar sem útsogspunktarnir eru staðsettir fyrir ofan neðstu sætisröðina ekki henta í þessu rými. Hitastigsdreifingin verður mjög ójöfn og loftið nær ekki til þeirra staða sem það þyrfti að ná til með nógu lágu hitastigi. 40

50 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem útsog er fremst og aftast í salnum Skoðað var tilvik á hitastigsdreifingunni þar sem útsogið var staðsett bæði fremst í salnum og aftast. Þar sem jafnmikið loft var sogið út úr hvorri átt. Útsogspunktarnir voru auknir í sex og þeir sugu allir jafn mikið loft úr rýminu. Á mynd 27 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu Mynd 27: Hitastigsdreifing í V101 þegar sogið er út fremst og aftast í salnum í salnum. Þar má sjá að hæsta hitastigð er í kringum fólk sem situr í efstu sætisröðinni. Ef Mynd 28: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst og aftast í salnum sneið úr miðjum salnum, eins og á mynd 28 er skoðuð má sjá hvernig hitastigs dreifingin 41

51 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR er. Þar sést að þessi uppstilling, þar sem útsogið er staðsett fyrir ofan efstu sætisröðina og neðstu sætisröðina er ekki að gefa betri niðurstöðu um jafna hitastigsdreifingu í rýminu, en uppsetningin eins og hún er í raunveruleikanum. Ef skoðað er betur hvar hitastigið fer yfir 26 Mynd 29: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar sogið er út fremst og aftast í salnum C má sjá á mynd 29 að það gerist í efstu sætisröðinni. Heillt yfir þá virðist hitastigsdreifingin ekki breytast mikið frá því hvernig dreifingin verður eins og útsogið er við raunverulegar aðstæður. Því hefði líklegast ekki teljandi áhrif að breyta uppstillingunni í þessa uppstillingu. 42

52 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem mótstöður eru settar upp í salnum Sett var upp CFD greining þar sem komið var fyrir mótstöðum fremst á þrepin eins og sést á mynd 30. Útsogspunktarnir eru staðsettir eins og þeir eru í raunveruleikanum, á annarri hlið salarins nær innveggnum. Þessi aðferð getur reynst betur þar sem loftið lendir á mótstöðunni Mynd 30: Sniðmynd af mótstöðum sem settar voru upp og hvirfill myndast og loftið leitar upp á við og ýtir heita gamla loftinu upp [4]. Mynd 31: Hitastigsdreifing í V101 þegar mótstöður eru settar fyrir framan innblástur Mótstöðurnar sem settar voru upp í DesignBuilder voru 30 cm á hæð. Á mynd 31 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu við þessar aðstæður. Miðað við þá mynd virðist hitastigið aldrei fara yfir 26 C. Kaldasti flötur rýmisins er eins og áður við útvegg og glugga sem á honum 43

53 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR er. Hitastigsdreifingin virðist mjög góð. Ef sneiðmyndin á mynd 32 er skoðuð þá sést hvernig dreifingin er í miðju rýminu og virðist hitastigið vera nokkuð jafndreift, kaldara með gólfinu vegna innblástursins og aðeins heitara hjá fólkinu í efstu sætisröðinni. Meðalhitastig í rýminu við þessa uppsetningu virðist vera á bilinu 20 C - 22 C. Þar sem loftið flæðir niður þrepin sést að loft með lægra hitastig er meira áberandi þar sem það er þvingað upp. Hugsanlegt er að hitastig loftsins sé of lágt, þá mætti prufa að hækka hitastigið um 1 C. Á myndunum 32 Mynd 32: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum með mótstöðum og 31 sést að hitastigð fer aldrei upp fyrir 26 C og því engin ástæða til að skoða það nánar. Uppsetningin með mótstöðu fremst á þrepin virðist geta hentað vel í þessu rými. Hæð mótstaðanna hefur áhrif og væri möguleiki að skoða hvaða áhrif það hefði á hitastigsdreifinguna að hafa mótstöðurnar hærri. 44

54 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem innblástursloftmagn er aukið Skoðað var tilvik þar sem innblástursloftmagn var aukið. Á þessum tímapunkti sem CFD greiningin á að eiga sér stað miðað við raunmælingar frá hússtjórnarkerfinu er fyrir blásið inn frekar ríflegu loftmagni miðað við loftmagnsþörf. Það má skýra væntanlega vegna mikillar Mynd 33: Hitastigsdreifing í V101 þegar meira loftmagni er blásið inn kæliþarfar í rýminu á þessum tímapunkti. Blásið er inn í raunveruleikanum um 20 l/s á hvern mann, það magn var aukið um tæplega 4 l/s á hvern mann. Útsogspunktarnir eru staðsettir eins og þeir eru í raunveruleikanum, á annarri hlið salarins nær innveggnum. Þrívíð hitastigsdreifing við þessar aðstæður má sjá á mynd 33. Á þeirri mynd má sjá hvernig Mynd 34: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar meira loftmagni er blásið inn hitastigið við þau svæði þar sem má vænta mest hita hefur lækkað, sérstaklega ef skoðuð 45

55 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR er efsta sætisröðin og hún borin saman við önnur tilvik sem skoðuð hafa verið. Á mynd 34 má sjá sneið af hitastigsdreifingunni í miðju rýminu. Á þeirri mynd sést að drefingin er nokkuð góð og virðist hitastigið ekki fara yfir 26 C. Ef mynd 35 er skoðuð sést hvar hitastigið Mynd 35: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 26 C þegar loftmagn er aukið fer yfir 26 C. Þar má sjá að það gerist einungis á tveimur stöðum, einu sinni í efstu röðinni og einu sinni í næstefstu röðinni. Það eru hins vegar mjög litlir punktar eins og sést á myndinni og hafa hverfandi áhrif. Þegar blásið er inn auknu loftmagni getur það haft áhrif á aðra þætti sem hafa áhrif á þægindi við að vera inni í rými. Að vetrarlagi er rakastig útilofts lægra og þegar blásið er inn meira lofti í rými getur rakastigið fallið og valdið óþægindum. Hins vegar lækkar lofthitastigið við efstu sætisröðina sem er af hinu góða, miðað við önnur tilvik. 46

56 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem innblásturshitastig er lækkað Skoðað var tilvik þar sem innblásturshitastig var lækkað úr 19 C niður í 18 C. Útsogspunktar Mynd 36: Hitastigs dreifing í V101 þegar 18 C heitu lofti er blásið inn eru staðsettir eins og í raunveruleikanum, eða nær innveggnum sem er á hlið salsins. Á mynd 36 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu miðað við aðstöður. Þar má sjá að rauður litur sem táknar hitastig milli 24 C - 27 C er töluvert minni en í flestum öðrum uppsettum tilvikum. Á mynd 37 má sneið af hitastigsdreifingunni í miðju rýminu. Þar sést að hitastigsdreifing í Mynd 37: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar 18 C heitu lofti er blásið inn rýminu er frekar jöfn, eða á milli 20 C - 23 C. Hæsta hitastigið er í kringum efstu sætisröðina. Hitastigið fer aldrei yfir 26 C hitastig og því ekki ástæða til að skoða það frekar. Hins vegar þegar köldu lofti er blásið inn með gólfinu, getur það aukið hættu á óþægindum vegna kaldra 47

57 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Mynd 38: Hitastigið skoðað undir 19 C fóta. Á mynd 38 má sjá að loftið virðist hækka upp í 19 C. Ef innblásturshitastig væri lækkað niður í 18 C miðað við álagið sem miðað er við, í raunveruleikanum, þá þyrfti að skoða innblástursdreifarana og hvernig virkni þeirra er. Þá skiptir mestu máli hvernig hraðaprófíll loftsins er, frá dreifaranum. 48

58 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR 8.4 Niðurstöður úr DesignBuilder fyrir M105 Hér á eftir fylgja helstu niðurstöður úr DesignBuilder fyrir fyrirlestrarsalinn M105, hermunina og öll þau tilvik sem greind voru með CFD greiningu Hermun Þær niðurstöður sem fengust við hermun M105 sem skiptu mestu máli má sjá í töflu 8 og á gröfunum á myndum 16 og 17. Í töflu 8 má sjá hitastig þeirra flata sem útihitastig hefur mest Tafla 8: Hitastig helstu flata úr DesignBuilder í hermun M105 áhrif á. Þar sést hitastig glugganna, útveggsins og gólfsins. Hitastig þessara flata er töluvert niður fyrir væntuherbergishitastig sem er um 23 C og hefur því nokkur áhrif, miðað við mælingar frá hússtjórnarkerfi. Til að vinna á móti þessu eru settir inn ofnar undir gluggana við CFD greininguna, eins og eru til staðar í raunveruleikanum. Á grafi 16 má sjá hvaða þæt- Graf 16: Kæliþörf vegna helstu þátta úr DesignBuilder í hermun M105 tir valda mestu kæliþörfinni samkvæmt hermuninni. Þar má sjá að fólksfjöldi í rýminu hefur mestu áhrifin, en þar á eftir eru það tölvur og rafbúnaður sem hafa einnig mikil áhrif. Einnig sést hvernig álag frá gluggum eykst þegar líður á daginn og veldur þó nokkurri kæliþörf. Aðrir áhrifavaldar eru ljósin. Gluggarnir gætu haft enn meiri áhrif á heitari degi og það myndi 49

59 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR hækka hitastig glersins töluvert. Á heitasta tímapunkti dagsins eru gluggarnir farnir að valda næst mestri kæliþörf, til að vinna á móti þeim eru þó til staðar rúllugardínur sem draga úr sólarálaginu. Áhugavert er að skoða fjölda loftskipta á klukkustund sem hermunin sýnir að þörf sé á en það má sjá á grafi 17. Þar sést að fólksfjöldinn er helsti áhrifavaldurinn hvað það varðar og eru gröfin nánast eins. Mestu loftskiptin sem þurfa að eiga sér stað miðað við hermunina eru rúm 3,5 loftskipti á klst, svipað og reiknað var, sjá viðauka Töflur og Graf 17: Fjöldi loftskipta sem þurftu að eiga sér stað í hermun M105 önnur gröf með niðurstöðum úr hermun fyrirlestrarsalsins M105 má finna í viðauka

60 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining á raunverulegum aðstæðum Fyrsta tilvik sem skoðað var í CFD greiningunni fyrir M105, var hvernig hitastigsdreifingin var miðað við aðstæður eins og þær eru í raunveruleikanum. Það er miðað við staðsetningu Mynd 39: Hitastigsdreifing í M105 miðað við raunaðstæður útsogspunkta, innblásturshitastig sem mælt var og loftmagn sem blásið var inn. Innblásturshitastig og innblástursloftmagn eru tekin úr mælingum sem gerðar voru í raunveruleikanum. Innblásturshitastig og innblástursloftmagn eru tekin úr mælingum sem gerðar voru í raun- Mynd 40: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum veruleikanum. Loftmagnið sem blásið var inn var 720l/s og hitastig loftsins sem blásið er inn 51

61 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR var 18 C. Staðsetning útsogspunktanna þriggja í rýminu, eru framarlega fyrir ofan fremstu sætisröðina, einn fyrir miðju og svo einn sitthvoru megin. Á mynd 39 má sjá þrívíða hitastigsdrefingu í rýminu á hitastigsbilinu 16 C - 25 C. Hitastig loftsins var skoðuð aðeins upp að 25 C því lofthitastigið mældist ekki hærra. Þar má sjá að hæsta hitastigið í rýminu er við ofn við hlið glugganna. Hitastigsdreifing er nokkuð jöfn miðað við þetta. Á mynd 40 má sjá sneið af hitastigsdreifingunni í miðju rýminu. Þar má sjá að hitastigsdreifingin er góð. Þó gæti verið að innblásturshitastig í rýmið sé of lágt. Það virðist of lágt vegna þess að hitastigið greinist Mynd 41: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C við raunaðstæður á bilinu 18 C - 19 C í kringum fólkiið, þó hitastigið hitastigið fyrir ofan fólk sé hærra. Það er vegna hita frá fólkinu sjálfu. Á mynd 41 má sjá hvar hitastig í rýminu er heitast eða yfir 24 C. Það virðist ekki gerast oft, eins og við var að búast miðað við myndir 39 og 40. Af þessu má dæma að hitastigsdreifing er góð í rýminu. Því má hugsanlega þakka skrifborðunum fyrir nemendur, sem mynda mótstöðu fyrir innblástursloftið og það leitar upp og bætir loftið fyrir ofan fólkið sem situr í salnum. 52

62 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem útsog er aftast í salnum Skoðað var tilvik þar sem útsogspunktarnir þrír voru staðsettir aftast í rýminu fyrir ofan öftustu sætisröðina. Það er gert til að skoða hvernig breyting yrði á hitastigsdrefingunni í rýminu við það. Á mynd 42 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu miðað við þessar aðstæður. Hi- Mynd 42: Hitastigsdreifing í M105 þegar sogið er út aftast tastig í rýminu virðist hækka í rýminu miðað við CFD greiningu á raunaðstæðum. Á mndinni má sjá að hærra hitastig virðist dreifast meira um rýmið og fleiri í salnum finna fyrir hærra hitastig. Loftið virðist ekki ná að búa til nægilega góða lagskiptingu. Þetta sést betur ef Mynd 43: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út aftast mynd 43 er skoðuð, þar sést að algengasta hitastig í rýminu virðist vera 1 C hærra en við raunaðstæður. Hitastigið í kringum öftustu tvær sætisraðirnar hefur hækkað miðað við raun 53

63 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR Mynd 44: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar sogið er út aftast aðstæður. Á mynd 44 sést að á fleiri stöðum fer hitastigið í rýminu yfir 24 C. Ef þetta er borið saman við raun aðstöður þar sem hitastigið fór ekki yfir 24 C á mörgum stöðum, þá sést að nánast alls staðar í salnum í kringum fólk virðist hitastigið vera yfir 24 C. Út frá þessum niðurstöðum virðist þessi breyting ekki henta betur en þær aðstæður sem eru til staðar í raunveruleikanum. Ofnarnir hafa áhrif, þeir vinna á móti hitatapinu sem verður í gegnum glerið en á sama tíma hækka þeir hitastigið í kringum fólk sem situr nálægt gluggunum. 54

64 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem útsog er fremst og aftast í salnum Skoðað var tilvik þar sem útsogspunktar voru staðsettir bæði fyrir ofan fremstu röð í salnum og einnig fyrir ofan öftustu sætisröðina, til að skoða hvernig breyting yrði á hitastigsdrefingunni við það. Útsogspunktarnir voru þá í heildina sex og allir sugu út jafn mikið loftmagn. Mynd 45: Hitastigsdreifing í M105 þegar sogið er út fremst og aftast Ef skoðuð er mynd 45 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu í rýminu. Hún virðist nokkuð jöfn og virðist ráðandi hitastig vera milli 20 C - 21 C. Heitir punktar í rýminu virðast ekki margir. Til að skoða þetta betur má sjá sneið úr hitastigsdreifingunni miðað við þessar aðstæður á Mynd 46: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar sogið er út fremst og aftast mynd 46. Þar sést að hitastigsdreifingin er nokkuð jöfn. Hitastigið virðist vera hærra en við raunaðstæður, sem hugsanlega er betra því miðað við CFD greininguna er hitastigið frekar 55

65 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR lágt almennt við raun aðstæður. En á sama tíma virðist það ekki hækka jafn mikið og þegar útsogið er bara aftast. Hitastigið í kringum fólk í efstu sætisröðinni virðist vera hæst. Til að Mynd 47: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar sogið er út fremst og aftast skoða hvar hitastigið er heitast í rýminu má skoða mynd 47. Hitastigið er heitast í kringum fólk í öftustu sætisröðinni. Þessi uppsetning á útsogspunktum gæti verið góður kostur og gæti hentað vel til að fá loftið til að dreifa sér betur eftir að það lendir á mótstöðunni. Til að þessi útfæra þessa uppsetningu þyrfti að leggja meira af lögnum. Því er áhugavert að skoða hvað gerist ef hitastig innblástursloftsins væri hækkað eða innblásturs loftmagn aukið. 56

66 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem innblástursloftmagn er aukið Skoðað var tilvik þar sem innblástursloftmagn var aukið um 180 l/s, til að sjá hvernig hitastigsdreifingin myndi breytast við það. Loftmagnið var aukið jafnt á alla innblásturspunkta. Uppsetning útsogspunkta var eins og þeir eru í raunveruleikanum. Á mynd 48 má sjá þrívíða Mynd 48: Hitastigsdreifing í M105 þegar innblástursloftmagn er aukið hitastigsdreifingu loftsins miðað við þessar aðstæður. Dreifingin virðist vera okkuð jöfn og vera á bilinu 20 C - 21 C. Punktar þar sem hitastigið er hærra virðast ekki vera margir. Þetta má sjá betur á mynd 49. Á þeirri mynd sést hitastigsdreifingin í miðju rýminu. Dreifingin er Mynd 49: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar innblástursloftmagn er aukið jöfn, en kaldari fremst og hitnar því aftar sem er skoðað. Hitastigið í kringum fólk í fremstu sætisröðinni virðist hugsanlega geta verið of kalt. Annars virðist hitastigsdreifingin vera 57

67 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR nokkuð góð. Ef skoðað er hvar hitastigið er heitast í rýminu á mynd 50, þá sést að það gerist Mynd 50: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar innblástursloftmagn er aukið eins og áður í öftustu röðinni. Með því að blása inn meira loftmagni hefur hinsvegar dregið úr þeim stöðum þar sem hitastigið fer yfir 24 C. Þetta virðist vera góð lausn til að jafna hitastigsdreifingu í rýminu og halda hitastiginu þægilegu á flestum stöðum í rýminu. Hins vegar gæti hitastigið í kringum fólk í neðstu sætisröðinni verið of lágt. Því mætti hugsanlega blása heitara lofti inn í salinn. 58

68 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR CFD greining þar sem innblásturshitastig er hækkað Skoðað var tilvik þar sem hitastig innblástursloft var hækkað um 1,5 C. Þetta var gert til að sjá hvernig hitastigsbreytingin í rýminu yrði miðað við þessar aðstæður. Innblásturshitastig Mynd 51: Hitastigsdreifing í M105 þegar hitastig innblásturslofts er hækkað miðað við mælingar virtist frekar lágt og var því skoðað hvað myndi gerast ef hitastigið yrði hækkað. Útsogspunktar voru staðsettir eins og þeir eru í raunveruleikanum. Á mynd 51 má sjá þrívíða hitastigsdreifingu í rýminu. Hún virðist vera nokkuð góð miðað við þessa mynd. Heitir punktar virðast ekki vera margir. Á mynd 52 má sjá sneið úr hitastigsdreifin- Mynd 52: Snið hitastigsdreifingarinnar í miðjum salnum þegar hitastig innblásturslofts er hækkað gunni í miðjum salnum. Þar sést að hitastigið er búið að hækka miðað við raunaðstæður en hitastigið er á milli 20 C - 22 C. Einnig ef þessar aðstæður eru bornar saman við það 59

69 Lokaverkefni 8 NIÐURSTÖÐUR þegar loftmagn er aukið og við raun aðstæður þá virðist hitastigsdreifingin jöfn, en á sama tíma vera betra hitastig í kringum fólk sem situr í salnum. Almennt er þó hitastigið hærra, en innan vel ásættanlegra marka. Á mynd 53 sést hvar loftið í rýminu er heitast. Þeim Mynd 53: Fletir þar sem hitastigið fer yfir 24 C þegar hitastig innblásturslofts er hækkað punktum þar sem loftið er heitast hefur ekki fjölgað mikið miðað við aðstæður eins og þær eru í raunveruleikanum. Að hækka hitastig innblástursloftsins er möguleiki sem hægt væri að skoða, þar sem hann virðist geta hentað vel fyrir þetta rými. Þrátt fyrir að innblásturshitastigið sé hækkað um 1,5 C þá virðist það ekki auka á punkta þar sem loft er heitara og almennt hitastig í rýminu virðist hóflegt miðað við kröfur. 60

70 Lokaverkefni 9 UMRÆÐA OG TÚLKUN NIÐURSTAÐA 9 Umræða og túlkun niðurstaða Ef niðurstöður mælinga og hermunar fyrirlestrarsalanna eru skoðaðar þá er ýmislegt sem áhugavert er að skoða betur. Ef talning og mælingar hússtjórnarkerfisins eru bornar saman Graf 18: Samanburður á innblástursloftmagni og fólksfjölda í M105 þá má sjá að loftmagn sem blásið er inn í fyrirlestrarsalinn V101 breytist miðað við fjölda fólks sem er inni í rýminu. En í fyrirlestrarsalnum M105, eins og sést á grafi 18, þá virðist það sama ekki vera upp á teningnum. Ástæðan fyrir því getur verið að meira loftmagn þarf vegna kæliþarfar. En ef graf 19 er skoðað þá sést að á þeim tíma sem mesti fjöldi fólks yfir daginn sem talin var, er inn í rýminu þá sést að loftgæðin fara yfir 800 ppm. 800 ppm er hámark sem byggingarreglugerðin gerir kröfur um [7], þó um sé getið að í stuttan tíma megi Co 2 magn í loftinu ekki fara yfir 1000 ppm. Ef þetta er skoðað í því samhengi að mesta fjölda fólks sem fyrirlestrarsalurinn getur tekið við er ekki náð, þá má segja að þetta geti valdið óþægindum í þeim tilvikum þar sem mesta fjölda er náð í langan tíma. Ef graf 19 er skoðað virðist loftræsikerfið afkasta mest til þessa rýmis um 3000 m3. Til að koma í veg fyrir að klst þetta gerist gæti þurft að endurstilla loftræsikerfið þannig að möguleiki sé á að blása meira loftmagni inn í salinn og að fleiri loftskipti á klukkustund geti átt sér stað. Þó gæti þetta einnig skýrst vegna skekkju í nemum, ef graf 11 er skoðað þá sést þegar klukkan er 8:00 og enginn er inn að Co 2 gildið er frekar hátt. Það er yfir 400 ppm en það er vel yfir algengu gildi í útilofti sem er 350 ppm. Vegna þessa virðist vera erfiðara að stýra hitastiginu inn í salnum. Ef gröf 20 og 21 eru borin saman þá sést að hitastigið í fyrirlestrarsalnum M105 sveiflast töluvert meira heldur en það gerir í fyrirlestrarsalnum V101. Á gröfunum er samanburður á magni lofts sem blásið er inn og mælt hitastig af hússtjórnarkerfi Háskólans í Reykjavík. Á grafi 21 61

71 Lokaverkefni 9 UMRÆÐA OG TÚLKUN NIÐURSTAÐA Graf 19: Samanburður á loftgæðum og fólksfjölda í M105 Graf 20: Samanburður á innblástursloftmagni og herbergishitastigi í M105 sést hvernig innblásið loftmagn breytist miðað við fólksfjölda sem er inn í rýminu hverju sinni og virðist þannig geta haldið hitastigssveiflum í lámarki eða á milli 22 C - 23 C. Hins vegar sést ef graf 20 er skoðað að hitastigið sveiflast milli 21 C - 25 C. Þetta mætti skýra vegna vangetu kerfisins til að bregðast við breytingum á fjölda fólks í rýminu. 62

72 Lokaverkefni 9 UMRÆÐA OG TÚLKUN NIÐURSTAÐA Graf 21: Samanburður á innblástursloftmagni og herbergishitastigi í V101 Miðað við niðurstöður úr mælingum og hermunum virðist loftræsing fyrirlestrarsalsins V101 virka vel. Öll mæld gildi eru innan krafa sem sjá má í töflu 1. Einnig virtust niðurstöður úr hermun vera ásættanlegar miðað við þætti sem valda kæliþörf og hitastigi flata rýmisins þennan dag sem mælt var. Munur á lagskiptingu loftsins milli þrepa gæti verið mikill þar sem hæðarmunur á milli neðstu og efstu sætisraðanna er töluverður, eða um 140 cm. Ef skoðaðar eru mælingar með punkthitastigsnemunum og mælingar frá hússtjórnakerfinu sést að nemi hússtjórnakerfisins virðist nema svipað hitastig og því ætti ekki vera þörf að bæta við nemum í rýminu. Hinsvegar ef niðurstöður úr CFD greiningunni eru skoðaðar þá er hitastigsdreifingin ekki nægilega góð. Efsta sætisröðin skynjar hita sem er yfir mörkum. Einnig ber að getta að á meðan mælingum og talningum stóð, þá sat undirritaður inni í rýminu og þar sást greinilega að þeir sem sátu í salnum þegar fjöldi fólk var mikill, upplifðu óþægindi á meðan setið var inni. Tekið var eftir að þeir sem upplifðu mestu óþægindin voru sérstaklega þeir sem sátu í efstu röðinni og einhverjir í næst efstu röðinni. Á meðan á mælingum stóð voru allir gluggar og hurðir hafðar lokaðar, á þeim tíma vildi fólk ítrekað opna hurðir til að hleypa fersku, kaldara lofti inn. Vegna þessa voru þó nokkur tilvik skoðuð þar sem breytingar voru gerðar á útsogspunktum í rýminu og á innblástursloftinu. Þær breytingar sem komu best út miðað við hitastigsdreifingu, voru þær þegar innblástursloftmagn var aukið, útsogspunktar voru staðsettir fyrir ofan efstu sætisröðina og þegar mótstöður voru settar fremst á þrepin. Sú leið sem talin er að geti skilað bestum árangri er uppsetning mótstöðu. Hitastigsdreifingin virðist vera gríðarlega jöfn í rýminu, miðað við CFD greiningu á þeim aðstæðum. Á mynd 54 má sjá hreyfingu loftsins þegar það lendir á mótstöðu í fyrirlestrarsalnum M

73 Lokaverkefni 9 UMRÆÐA OG TÚLKUN NIÐURSTAÐA Mynd 54: Hreyfing lofts þegar það lendir á mótstöðu Mótstöðurnar þar eru skrifborð og eru þær því frekar háar. Á myndinni sést hvernig loftið streymir með gólfinu og lendir á mótstöðunni og leitar upp og ýtir þannig eldra loftinu hærra upp. Til að bæta loftræsikerfið í fyrirlestrarsalnum V101 mætti setja upp mótstöður á enda þrepanna til fá loftið til að leita meira upp þegar það flæðir niður salinn. Einnig mætti skoða hvort blása mætti kaldara lofti inn miðað við hitastig í herberginu en þó þyrfti að varast dragsúg. Innblástursdreifararnir í þessu rými eru gataðir eins og sést á mynd 12,möguleiki væri að loka götum á framhlið dreifaranna til að þvinga loftið til hliðanna og upp. Með því væri hugsanlega hægt að blása inn kaldara lofti, því það myndi ekki blása inn beint á fætur þeirra sem í salnum sitja. Einnig mætti skoða að bæta við hitastigsnemum og jafnvel loftgæðinemum. Salurinn er brattur og loftið mjög mismunandi eftir því hvar þú ert staddur í salnum og því væri góður möguleiki að skoða hitastigið neðst, í miðju og efst. Útfrá þeim upplýsingum væri væntanlega hægt að stýra hitastiginu betur. Miðað við niðurstöður úr mælingum og hermunum virðist vandamál fyrirlestrarsalsins M105 liggja í því að sveigjanleiki loftræsikerfisins er ekki nógu mikill miðað við mesta fjölda fólk sem getur verið inni í rýminu. Það sést best á því að þegar mesti fjöldi sem talinn var í rýminu, fór ppm gildi sem mælar sýndu yfir mörk sem byggingarreglugerð setur [7], þrátt fyrir að vera ekki nærri hámarksfjölda. Niðurstöður úr DesignBuilder [5] voru góðar hvað varðar CFD greininguna þar sem hitastigsdreifingin var nokkuð jöfn miðað við raunverulegar aðstæður. Einnig virtust niðurstöður úr hermun vera ásættanlegar miðað við þætti sem valda kæliþörf og hitastig flata rýmisins þennan dag sem mælt var. Munur á lagskiptingu loftsins milli þrepa ætti ekki að vera mikill þar sem hæðarmunur á milli neðstu og efstu sætisraðanna er aðeins um 70 cm. Ef skoðaðar eru mælingar með punkthitastigsnemunum og mælingar frá hússtjórnakerfinu sést að nemi hússtjórnakerfisins virðist nema svipað hitastig og því ætti ekki vera þörf að bæta við nemum í rýminu. Til að bæta loftræsikerfið í fyrirlestrarsalnum M105 mætti auka sveigjanleika kerfisins þannig að hægt væri að blása inn meira loftmagni en 3000 m3, þar sem það virðst takmarkast við klst 64

74 Lokaverkefni 10 SAMANTEKT þá tölu. Með því að auka innblásið loftmagn og loftskipti mætti einnig koma í veg fyrir að Co 2 gildi loftsins færi yfir 800ppm. Einnig mætti skoða virkni innblástursdreifara rýmisins og hvernig hraði loftsins frá þeim er, þegar blása þarf köldu lofti inn á heitum dögum gæti verið möguleiki á að fólki verði kalt á fótunum ef dreifararnir sem eru til staðar í rýminu ná ekki að draga úr hraða loftsins. Til að bæta hermunina í rýminu mætti skoða fleiri leiðir til að líkja eftir skrifborðum sem nemendur sitja við með öðrum hætti, það gæti gefið aðrar niðurstöður. Að öðru leyti virðist loftræsikerfið í rýminu vera að standast þær kröfur sem um er getið í töflu 1. Á meðan undirritaður sat í salnum virtist fólk ekki hafa yfir gæðum loftsins að kvarta, þrátt fyrir að öllum stundum væru allir gluggar og hurðir lokaðar. Lotræsikerfið virtist anna þörf fólksins sem sat í rýminu yfir þann dag. 10 Samantekt Eins og fram kemur í niðurstöðum þá er ýmislegt hægt að gera til að bæta virkni loftræsingar í fyrirlestrarsölunum V101 og M105. Þrátt fyrir það virðist virkni kerfianna standast kröfur sem byggingarreglugerðin setur [7] og standast þau hönnunarviðmið sem staðallinn ÍST EN setur. Í V101 er hitastigsdreifingin ekki nógu góð og í M105 virðist takmarkað loftmagn sem hægt er að blása inn í rýmið minnka getu kerfisins til að bregðast við hitastigsbreytingum í rýminu og gæðum loftsins. Mælingar, talning, hermun og greining á rýmunum sýnir að hægt er að gera betur í þeim efnum. Markmið verkefnisins var að skoða loftræsikerfi sem komið er í notkun og bera það saman við niðurstöður úr hermun sem væri sem næst raunveruleikanum. Mælingar á loftræsikerfinu gengu vel en þó mætti skoða hvort mæligildi sem nemar í kerfinu námu séu rétt, það yrði gert með því að gera mælingar með mælitækjum sem eru kvörðuð og bera svo saman. Staðsetning punkthitastigsnemanna hefði hugsanlega mátt staðsetja öðruvísi. Það hefði getað gefið áhugaverðar niðurstöður að staðsetja þá á borði neðstu sætisraðar, borði miðsætisraðar og borði efstu sætisraðar. Þetta væri áhugavert vegna þess að eins og hitanemarnir voru uppstilltir við mælingarnar þá var hverfandi munur á hitastigi sem efri tveir nemarnir námu. Hins vegar væri hugsanlega hægt að fá en nákvæmari niðurstöður ef nemarnir væru staðsettir í mismunandi hæð og nær fólkinu sem skynjar hitastig loftsins. Miðað við CFD greininguna virðist lagskiptingin í fyrirlestrarsal alls ekki vera lóðrétt, heldur eiginlega í sama halla og salurinn. Ekki þótti ástæða til að mæla hávaða frá loftræsikerfinu þar sem við hlustun var ekkert hljóð greinanlegt og því gert ráð fyrir því að það stæðist vel kröfur [6]. Hins vegar eftir á að hyggja hefði þurft að mæla hraða frá innblástursdreifurum í nokkrum punktum á mismunandi stöðum, til að skoða hegðunina. Áhugavert hefði verið ef tími hefði gefist til að prófa þær breytingar sem mælt er með fyrir fyrirlestrarsalinn V101, þ.e. að setja upp mótstöður fremst á þrepin eða loka götum fremst á dreifarunum. Gera svo mælingar til samanburðar, hvaða áhrif þær hefðu. Til að bæta CFD greininguna á fyrirlestrarsalnum M105 mætti finna aðra möguleika til að líkja eftir skrifborðum sem eru til staðar í rýminu. Í greiningunni sem gerð var, var sett upp mótstaða eins og borðið 65

75 Lokaverkefni 10 SAMANTEKT væri veggur. Hugsanlega gæti greiningin gefið aðrar niðurstöður ef borðplatan væri einnig til staðar, þar sem hún myndi líklega minnka uppstreymi nýja loftsins. Athyglisvert væri einnig að gera sömu mælingar og talningar á degi þar sem útihitastig er hærra, eins og yfir sumar. Það gæfi betri möguleika á gera tillögur að endurbótum sem gætu hentað bæði fyrir vetur og sumar. Að loknu þessu verkefni hefur nemandi aflað sér meiri þekkingar á virkni loftræsinga, þá sérstaklega virkni lagskiptrar loftræsingar eins og er til staðar í viðfangsefnunum. Fyrir gerð þessa verkefnis hafði kynni af lághraða lagskiptu loftræsikerfi ekki verið mikil. Nú eru kostir þess greinilegri í samanburði við aðrar tegundir loftræsikerfa. Þeir þættir sem hafa mest áhrif á hönnun loftræsikerfa og hvernig þau eru rekin og stýrt eru augljósari. Þáttur loftræsikerfis í gæðum innivistar er greinilegur og skiptir gríðarlega miklu að virkni kerfisins sé rétt til að fólki líði vel. Einnig hefur skilningur aukist á áhrifum varmaflutnings inn og út úr rými og áhrif þess á orkunýtni. Gerð þessa verkefnis voru fyrstu kynni af DesignBuilder hermiforritinu og er greinilegt að það getur gagnast gríðarlega mikið við hönnun á loftræsikerfum þar sem mjög breytilegt og mikið álag getur verið. Allar myndir, gröf og töflur sem ekki hafa tilvísun í heimild eru í eigu Hermanns Valdimar Jónssonar. Einnig má geta þess að skiptingar orða í þessari ritgerð eru ekki samkvæmt íslenskum ritháttarhefðum, það skýrist vegna notkunar forrits sem notað var við ritun þessarar ritgerðar. Það heitir LaTex og ekki tókst að breyta þessari forritun í því. 66

76 Lokaverkefni HEIMILDASKRÁ Heimildaskrá [1] Sveinn Áki Sverrisson, Hreint loft gerðir loftræsikerfa. Reykjavík: Fræðsluráð málmiðnaðarins, [2] Re-thinking Air Distribution with HVAC. Engineering.com. [Rafrænt]. Af: Re-thinking-Air-Distribution-with-HVAC.aspx/ [Sótt: 10. okt. 2014] [3] Designing for Comfort & IAQ: Air distribution per ASHRAE 55 and The construction specifier. [Rafrænt]. Af: designing-for-comfort-iaq-air-distribution-per-ashrae-55-and-62-1/ [Sótt: 10. okt. 2014] [4] E. Mundt, P. V. Nielsen, K. Hagstrom, J. Railio, Displacement ventilation in nonindustrial premises. Þrándheimi, Noregi: Rehva, [5] DesignBuilder software limited. DesignBuilder. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 22. sep. 2014] [6] Staðlaráð Íslands, Gildi fyrir hönnun og mat á orkunýtingu bygginga með hliðsjón af loftgæðum, lofthita, lýsingu og hljóðvist, Staðall. IST EN :2007, [7] Byggingarreglugerð, nr. 112/2012. [8] F. P. Incropera, D. P. Dewitt, T. L. Bergman, A. S. Lavine, Foundation of heat transfer, 6. útg. Hoboken, N.J.: John Wiley & sons, [9] Linoleum Technical data. (2014) Armstrong. [Rafrænt]. Af: assets/global/commfloor/specsntech/afpe_tech_colorette_lpx_uk.pdf [Sótt: 26. sep. 2014] [10] Korkment Technical data. (2014) Armstrong. [Rafrænt]. Af: assets/global/commfloor/specsntech/afpe_tech_korkment_uk.pdf [Sótt: 26. nóv. 2014] [11] Thermal Insulation Performance of Carpet. (2014) Carpet Institute of Australia. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 26. sep. 2014] [12] SGG COOL-LITE SKN 178 Solafskærmende energiglas. Glassolution Saint-Gobain. [Rafrænt]. Af: pdf [Sótt: 1. okt. 2014] [13] Steinull hf. (2014) Veggplata lykillinn að góðri einangrun. Steinull. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 26. sep. 2014] 67

77 Lokaverkefni HEIMILDASKRÁ [14] Medium density fibreboard. Design Technololyg Department. [Rafrænt]. Af: http: // [Sótt: 26. sep. 2014] [15] Medium Density Fiberboard (MDF). Makeitfrom.com - Material Properties Database. [Rafrænt]. Af: Medium-Density-Fiberboard-MDF/ [Sótt: 26. sep. 2014] [16] Flúrlampar Rafkaup. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 26. sep. 2014] [17] Kastarabrautir - Technica. Rafkaup. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 26. nóv. 2014] [18] K-13 mælingar. Protak. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 1. okt. 2014] [19] Controlant product. Controlant. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 21. okt. 2014] [20] DesignBuilder Program Help. (2014) DesignBuilder. DesignBuilder software limited. [Rafrænt]. Af: [Sótt: 9. nóv. 2014] 68

78 Lokaverkefni 11 VIÐAUKI 11 Viðauki 11.1 Viðauki A Sólarálag 69