examenarbete - val av ventilationssystem för kontorsverksamhet739742/fulltext01.pdf · val av...

Val av ventilationssystem för kontorsverksamhet

En kostnadsjämförelse

Choice of ventilation system for office operations A cost comparison

Författare: Tom Johansson

Viktor Ryberg

Uppdragsgivare: Bravida AB

Handledare: Fredrik Larsen, Bravida AB

Arefeh Hesaraki, KTH ABE

Examinator: Sture K M Holmberg, KTH ABE

Examensarbete: 15 högskolepoäng inom Byggteknik och Design

Godkännandedatum: 2014-‐06-‐17

Serienr: BD 2014;46

Sammanfattning Enligt Folkhälsomyndighetens uppgifter påstår 18 procent av den vuxna populationen att de lider av symtom relaterat till inomhusmiljön. Symtomen kan beröra alldagliga ohälsor däribland trötthet och huvudvärk till allvarliga åkommor såsom cancer (Folkhälsomyndigheten, 2013). Då ventilationens huvuduppgift är att tillgodose kraven på inomhusklimatet och därmed förebygga ohälsa, berör detta examensarbete problematiken kring ventilationssystemets utformning och dess ekonomiska konsekvenser. Syftet med arbetet var att identifiera vilken luftflödesprincip som är kostnadseffektivast för kontorsverksamhet utifrån två skilda typplanlösningar. Tre luftflödesprinciper har studerats, där slutligen ett CAV-‐, VAV-‐ och DCV-‐ system har utformats och dimensionerats utifrån realistiska förutsättningar och krav berörande inomhusklimatet. Ventilationssystemen utformas på skilda sätt med avseende på vilken luftflödesprincip som används, vilket bidrar till ekonomiska för-‐ och nackdelar. Den ekonomiska undersökningen utförs genom jämförelser utifrån respektive ventilationssystems livscykelanalys, där luftflödesprinciper med likartade förutsättningar studeras i förhållande till varandra. Rapporten hanterar generella problem och tillvägagångssätt gällande problematiken kring dimensionering och utformning av ventilationssystem. De ekonomiska analyserna har resulterat i tydliga skillnader gällande investering-‐, drift-‐ och underhållskostnader för respektive system. Resultatet påvisar att investeringskostnaden är den viktigaste faktorn vid val av ventilationssystem.

Nyckelord: Ventilation, Luftflödesprinciper, Inomhusklimat, Livscykelkostnadsanalys

Abstract According to Folkhälsomyndigheten, 18 precent of the adult population claims they experience symptoms related to the indoor environment. These symptoms can consist of both common illnesses, such as fatigue and headache, to more serious diseases such as cancer (Folkhälsomyndigheten, 2013). The main task of a ventilation system is to satisfy the requirements regarding the indoor climate and thereby consequently prevent poor health. This report focuses on the complex problems regarding ventilation systems design and it´s economic consquences. The purpose with this report is to identify which airflow principle is the most cost effective for office operations basad on two distinct floor plans.

Three airflow principles have been studied; consist of the CAV-‐, VAV-‐ and DCV-‐principle. All principles were designed and dimensioned based on realistic conditions and the specific requirement regarding the indoor environment. Each ventilation system was designed differently depending on the applied airflow principle, which led to different economic pros and cons for each ventilation system. The airflow principle´s life cycle cost has been compared in an economic analysis. The economic analysises were based on comparisons between each ventilation system’s life cycle cost and it´s reigning conditions. The report deals with general problems and processes regarding the dimensioning and designing of the ventilation systems. The economic comparisons resulted in a substantial difference in investment-‐ , operation-‐ and the maintenance cost for each system. The results proved that the investment cost is the key factor when comparing the airflow principle´s life cycle cost. Keywords: Ventilation, Air Flow Principles, Indoor climate, Life Cycle Cost Analysis

Förord Högskoleingenjörsutbildningen Byggteknik och design på Kungliga tekniska högskolan består och avslutas med ett examensarbete på 15 Hp som utförs tillsammans med företaget Bravida. Det undersökta området har vi tillsammans med Bravida identifierat med avseende på verkliga situationer och förutsättningar. Examensarbetet omfattning berör endast ventilationsutformning och vilka ekonomiska för-‐ och nackdelar det aktuella systemet resulterar i.

Vi vill främst rikta ett stort tack till Bravida, framförallt till Fredrik Larsen och Angela Röhr som uppmuntrat oss och som möjliggjorde detta examensarbete för Bravida i Stockholm. Utöver Bravida, vill vi även tacka vår handledare Arefeh Hesaraki på KTH som har bistått med goda råd, information och vägledningen som genom hela arbetsprocessen. Ett tack skall även riktas till Jörgen Adamsson på Swegon som har tillgodosett oss med information gällande produkter och utformning av respektive system. Ytterligare tack riktas även till övriga personer som på något sätt bidragit till rapportens uppkomst och resultat.

”livet är så olikt teorin”

-‐ Anthony Trollope

Stockholm, Juni 2014.

Viktor Ryberg & Tom Johansson

Innehållsförteckning 1 Inledning ......................................................................................................................................... 1

1.1 Bakgrund ................................................................................................................................. 1

1.2 Syfte och målformulering ........................................................................................................ 1

1.3 Avgränsningar ......................................................................................................................... 2

1.4 Metodik ................................................................................................................................... 2

1.4.1 Diskussion ........................................................................................................................ 2

1.5 Begrepp och förkortningar ...................................................................................................... 5

2 Nulägesbeskrivning ......................................................................................................................... 8

2.1 Bravida AB ............................................................................................................................... 8

3 Teoretisk referensram ................................................................................................................... 10

3.1 Luftflödesprinciper ................................................................................................................ 10

3.1.1 CAV – Constant Air Volume ........................................................................................... 10

3.1.2 VAV – Variable Air Volume ............................................................................................ 11

3.1.3 DCV – Demand Controlled Ventilation .......................................................................... 11

3.2 Krav på ventilationen ............................................................................................................ 12

3.3 Ventilationsbehov ................................................................................................................. 13

3.3.1 Metod 1 – Schablonmetoden ........................................................................................ 13

3.3.2 Metod 2 – Arbetsmiljöverket ........................................................................................ 14

3.3.3 Metod 3 – Koldioxidhalt ................................................................................................ 15

3.3.4 Kylbehov ........................................................................................................................ 15

3.4 Dimensionering ..................................................................................................................... 16

3.4.1 Kanalutformning ............................................................................................................ 16

3.4.2 Rörutformning ............................................................................................................... 17

3.5 Drift ....................................................................................................................................... 17

3.6 LCC -‐ Livscykelkostnadsanalys ............................................................................................... 18

4 Genomförande .............................................................................................................................. 22

4.1 Struktur och upplägg ............................................................................................................. 22

4.2 Förutsättningar ..................................................................................................................... 22

4.2.1 Planlösningar ................................................................................................................. 22

4.3 Metoder gällande ventilationsbehov .................................................................................... 23

4.4 Produktval ............................................................................................................................. 23

4.5 Kylbehov ................................................................................................................................ 24

4.6 Dimensionering ..................................................................................................................... 25

4.7 Drift ....................................................................................................................................... 25

4.8 LCC -‐ Livscykelkostnadsanalys ............................................................................................... 26

5 Resultat och analys ....................................................................................................................... 28

5.1 Ventilationsbehov ................................................................................................................. 28

5.1.1 Energiförbrukning ......................................................................................................... 30

5.2 Ventilation-‐ och rörutformning ............................................................................................. 31

5.2.1 CAV ................................................................................................................................ 32

5.2.2 VAV ................................................................................................................................ 32

5.2.3 DCV ................................................................................................................................ 32

5.3 LCC -‐ Lifscykelkostnadsanalys ................................................................................................ 33

5.3.1 Investeringskostnader ................................................................................................... 33

5.3.2 Driftkostnader ............................................................................................................... 35

5.3.3 Underhållskostnader ..................................................................................................... 35

5.3.4 Totalkostnad .................................................................................................................. 36

Slutsats och diskussion .......................................................................................................................... 40

5.4 Slutsats .................................................................................................................................. 40

5.5 Diskussion .............................................................................................................................. 41

Referenser ............................................................................................................................................. 44

Muntliga referenser .......................................................................................................................... 44

Elektroniska referenser ..................................................................................................................... 44

Tryckta referenser ............................................................................................................................. 46

Bilagor ................................................................................................................................................... 48

Bilaga 1 -‐ Typplanlösningar

Bilaga 2 -‐ Ventilationsritningar

Bilaga 3 -‐ Rörritningar

Bilaga 4 -‐ Luftbehandlingsaggregat

Bilaga 5 -‐ Kylbehov

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 1 – Inledning

1

1 Inledning

1.1 Bakgrund En bristfällig ventilation kan medföra fysiska konsekvenser på såväl den aktuella konstruktionen som för de personer som vistas i byggnaden (Warfvinge & Dahlblom, 2010). Detta är ett tidigare ökänt problem, under 1970-‐talet introducerades en ny byggnorm (SBN 75) i Sverige. I SBN 75 fastställdes bland annat utvecklade krav på hur byggnadens täthet och luftflödenas omfattning skulle begränsas. Dessa skärpta krav resulterade i fysiska besvär hos de närvarande personerna i byggnaden, syndromet fick namnet ”sjuka hus” eller SBS (”Sick building Syndrome”). Orsakerna till fenomenet är oklart och förmodas vara en kombination av flera olika betydande faktorer. En av huvudanledningarna anses vara den bristande ventilationen vars syfte var att minska energiförbrukningen, samtidigt som drift-‐ och underhållet av ventilationen försakades (Swegon, 2014a).

För att undvika ett ohälsosamt och bristfälligt inneklimat krävs ett effektivt och fullt fungerande ventilationssystem utformat utifrån de rådande förutsättningarna. Boverkets byggregler skall agera som underlag vid dimensionering av ventilationssystem. Detta för att ventilationssystemet skall uppfylla de krav som ställs på det termiska och hygieniska inneklimatet. Utöver detta redovisas krav gällande den specifika energianvändningen i BBR 19 (BFS 2011:26). Att uppfylla BBR:s krav på energianvändning och inneklimatet är obligatoriskt, dock är detta ingen garanti för att närvarande personer upplever termisk komfort (Swegon, 2014a).

Ventilationssystemens utformning och dess systemkomponenter påverkas av flera faktorer såsom aktuell luftflödesprincip och vilken typ av verksamhet som förekommer i byggnaden. Detta resulterar i att det är av stor vikt att välja korrekt luftflödesprincip vid utformning av ventilationssystemet, då inköps-‐, drift-‐ och underhållskostnaden varierar för respektive luftflödesprincip. Att minimera ventilationssystemets driftkostnad är ur flera perspektiv nyckeln till en låg total kostnad och är därmed direkt relaterat till fastighetens ekonomi, detta då energikostnaden uppskattas till 70 % av fastighetens totala driftkostnad (Bravida , 2014a).

Problematiken vid val av ventilationssystem är att dimensionera systemet så det uppfyller energi-‐ och komfortkraven och samtidigt som den totala kostnaden minimeras och därmed förbättrar fastighetens ekonomiska förutsättningar.

1.2 Syfte och målformulering Syftet med examensarbetet är att erhålla en god kompetens angående ventilationssystems utformning samt problematiken kring detta, för att sedan kunna redogöra för vilken luftflödesprincip som är bäst lämpad för det specifika ändamålet.

Målet med rapporten är att med denna fördjupade kunskap kunna redogöra för vilken typplanlösning som det är av ekonomisk fördel att nyttja någon av de behandlande luftflödesprinciperna. Rapporten skall agera som underlag vid val av luftflödesprincip och vänder sig till flera aktörer inom branschen såsom Bravida och intresserade fastighetsägare.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 1 – Indelning

2

1.3 Avgränsningar I denna rapport studeras vilken luftflödesprincip med tillhörande system, som är kostnadseffektivast med avseende på kontorsverksamhet. Referensobjekt till detta arbete är Bravidas kontor i Stockholm, därmed är resultatet ej representativ för samtliga kontorsverksamheter. Då valet av luftflödesprincip är komplext och påverkas av flera vitala faktorer, avgränsas detta arbete till att undersöka ventilationssystemets utformning och problematiken kring val av luftflödesprincip. För att identifiera det kostnadseffektivaste ventilationssystemet har respektive luftflödesprincip dimensionerats och utformats utifrån två typplanlösningar, där ventilationsbehovet beräknas utifrån schablonmetoden, arbetsmiljöverkets rekommendationer och inneluftens koldioxidhalt. Utformningen av respektive ventilationssystem baseras på de rådande förutsättningarna och därmed skiljer sig i systemkomponenter, vilket även inkluderar rör för transport av kylmedium. Resterande installationer som ej berör ventilation eller kylbehov granskas inte i denna rapport. Utifrån den ekonomiska analysen sammanställs slutsatser och iakttagelser angående ventilationssystemets ändamålsenlighet. En detaljerad redovisning av alla påverkande faktorer är ej möjligt att utföra, då rapporten utgår från ett generellt tillvägagångssätt vilket präglar resultatet.

1.4 Metodik För att erhålla information angående ventilationssystem och dess utformning har olika metoder gällande informationssamling använts. En litteraturstudie har utförts med avseende på internetsök, där internetbaserade söktjänster som KTH:s bibliotek och Google har används. Tryckta källor rörande ventilation har bistått med information angående teoretiska förutsättningar och konsekvenser gällande utformning av respektive ventilationssystem. Flertalet intervjuer med personal från företag såsom Bravida och Swegon med flera har bistått med teoretisk och praktisk information angående dimensionering och utformning av ventilationssystem. Examensarbetets omfattning och innehåll har även diskuterats med handledare på KTH, Bravida och examensarbetets examinator.

Konsekvent användning av komponenter från Swegon, har resulterat i flitig användning av tillverkarens hemsida och erbjudna programvaror. Där programvarorna ProSelect och ProUnit har underlättat arbetsprocessen vid val och dimensionering av komponenter som ingår i respektive system. Lindabs programvara TEKNOsim har brukats för att beräkna respektive rums kylbehov. Dimensioneringen av respektive ventilationssystem har utförts i programmet MagiCAD där resultat från ProSelect och TEKNOsim har inkluderats i modellen.

För att erhålla en djupare kunskap inom området som examensarbetet berör har tidigare skrivna rapporter studerats b.la. från Swegon. Även KTH:s publikationsdatabas DiVA har brukats för att identifiera tidigare berörda områden.

1.4.1 Diskussion Ventilationsflödet har beräknats utifrån tre metoder med avseende på koldioxidhalt, omsättningar och Arbetsmiljöverkets krav. Beräkningen har införts manuellt i Microsoft Excel, vilket skulle kunna generera i beräkningsfel som i sin tur påverkar resultatet negativt.


3

Metod 1 – Schablonmetoden kan anses vara tvivelaktig, då paralleller kan göras med ventilationsflödet gällande bostäder. I nuläget undviks schablonmässig dimensionering för bostäder och istället prioriteras faktorer såsom personbelastning, fuktbelastning mm. vid dimensionering av ventilationsbehovet (Swegon, 2014a). Bristande information gällande det specifika luftflödet för somliga verksamheter medför att approximerade värden utnyttjas i beräkningarna. Värdet för de aktuella rummen är uppskattade med hänsyn till rum med liknande förutsättningar. Vilket resulterar i att den aktuella metoden kan anses vara förlegad och bristfällig.

Metod 2 -‐ Arbetsmiljöverket beskriver endast kravet berörande det minsta luftflödet, vilket kan resultera i ett underdimensionerat luftflöde och därmed ett bristfälligt ventilationssystem.

I Metod 3 -‐ Koldioxidhalt inkluderas ett uppskattat värde gällande koldioxidgeneration per person. Generationen av koldioxid varierar beroende på den aktuella personens fysiska förutsättningar, vilket medför att det uppskattade värdet ej överensstämmer med samtliga individers koldioxidgeneration.

I samtliga metoder delas personnärvaron in i tre procentsatser, det vill säga full-‐, medel-‐ och minimal personnärvaro, under natten. I verkliga situationer varierar personnärvaron betydligt mer än dessa tre procentsatser.

De använda internetbaserade programmen TEKNOsim, ProUnit och ProSelect är företagsbaserade gratisprogram och kan därmed ej anses vara maximalt förtroendefulla. TEKNOsim är utvecklat av Lindab, vilket medför att endast produkter från den aktuella tillverkaren finns tillgängliga i programmet. För att möjliggöra hanteringen av programmet har produkter från Swegon används med likartade förutsättningar och egenskaper i förhållande till Lindabs produkter. Detta för att minimera den använda produktens inflytande på det slutgiltiga resultatet. De tidigare nämnda programmen och MagiCAD bygger på approximerade parametrar där en simulering utförs för att efterlikna en verklig situation. Felaktig approximerad data och hanteringsfel av respektive program medför ett felaktigt resultat. MagiCAD kan anses vara tillförlitlig med anledning av dess anseende och stora användarantal. MagiCAD är inte anpassat för dimensionering av ventilationssystem gällande ringmatning.

Livscykelkostnaden beräknas utifrån kapitalvärdemetoden, vilket är en vedertagen metod gällande en produkts totala kostnad. Dock kan metoden anses vara missvisande i situationer där grundinvesteringen varierar i storlek mellan de olika investeringsalternativen, detta bör främst beaktas av företag med begränsade ekonomiska förutsättningar. För att underlätta urvalet av investeringsalternativen kan en kapitalvärdeskvot beräknas, kvoten redogör för investeringens relativa lönsamhet (Per-‐Hugo & Olsson, 2011).

Investeringskostnaden för respektive ventilationssystem inkluderar Bravidas rabatterade priser, vilket resulterar i att värden kommer redovisas i klumpsummor med anledning av sekretess. Detta medför även att redovisade kostnader ej återger de verkliga kostnaderna. Vid beräkning av den totala driftkostnaden inkluderas energipriset, vilket kan variera kraftigt beroende på verksamhet, geografisk placering, avtal mm. Detta medför att det valda el-‐priset är generellt och representeras av byggnader i Stockholm med omnejd. Samtidigt förutsätts en prisutveckling av respektive kostnad, förutom investeringskostnaden, vilket innebär att kostnaden ökar för varje år. Prisutveckligen är approximerad och därmed kan värdet storlek disskuteras.


4

Efter diskussion med Bravida uteslöts restvärdet. I allmänhet återanvänds ej systemkomponenter då det ej är ekonomiskt lönsamt. Anledningen till detta är att kostnaden för att transportera komponenter överskrider inköpskostnaden av nya komponenter. Utöver restvärdet försakas även miljökostnaden. Detta medför att respektive ventilationssystems livscykelanalys är bristfällig och ej redovisar samtliga kostnader, därmed skall det aktuella värdet endast ses som ett delresultat av byggnadens totala livscykelkostnad.


5

1.5 Begrepp och förkortningar Aktiva bafflar Aktiv kylbaffel, även kallat klimatbaffel, är en vanligt förekommande

systemkomponent med syftet att kyla. Kan beskrivas som en kylbaffel med anslutningen för tilluft. Kyler både tilluften och luften i rummet.

Avstängningsventil Ventil som används för att stänga av delar av systemet, t.ex. vid en reparation.

Bill of materials Funktion i MagiCAD där information angående använda komponenter redovisas, dvs. en materiallista.

CAV CAV-‐system (Constant Air Volym) innebär att till-‐ och frånluftsflödet är konstant i ventilationssystemet.

COP Coefficient of Performance, även kallat COP-‐värde, är en värmefaktor som redovisar kylaggregatets effektivitet. Dvs. ett förhållande mellan den avgivna energin och den förbrukade delen el.

DCV DCV-‐system (Demand Controlled Ventilationen) eller behovsstyrd

ventilation innebär ett variabelt flöde av till-‐ och frånluft. Liknar VAV-‐principen i funktion.

Dysdoser Reglerar riktning och storlek av tilluftsflödet i en systemkomponent, förekommer exempelvis i kylbafflar.

FTX-‐system Till-‐ och frånluftsventilation med återvinning, även kallat FTX-‐system, är ett ventilationssystem där värme återvinns i frånluften.

Injusteringsventil Ventil som används för att injustera vattenflödet, kan placeras vid anslutning till enhet eller i förgrening av systemet.

Klimatbaffel Se definition Aktiva bafflar.

Komfortmodul Vanligt förekommande komponent i ventilationssystem. Komponenten kan beskrivas som en kombination av en klimatbaffel, ett tilluftsdon och en radiator.

Kylbaffel En komponent i ett ventilationssystem vars syfte är att kyla luften, placeras i taknivå. Luften kyls med hjälp av ett kylmedium som cirkulerar i rör anslutna till baffeln.

LCC Livscykelkostnad (Life cycle cost), även kallat LCC. Vanligt förkommande term som beskriver en produkts totala kostnad med avseende på dess livslängd, vilket inkluderar framtida kostnader.

Luftflödesprincip Luftflödesprinciperna delas in efter hur luftflödet regleras och hanteras, dvs. CAV-‐, VAV-‐ och DCV-‐principen.


6

MagiCAD En programvara avsedd för projektering av el och VVS. MagiCADs databas inkluderar verkliga produkter från flera tillverkare och tillsammans med en simulering kan flera viktiga parametrar beräknas i programmet.

OVK Obligatorisk ventilationskontroll, kontroll och mätningar berörande ventilationssystemets delar

ProUnit Internetbaserad programvara avsedd för dimensionering av luftbehandlingsaggregat.

ProSelect En internetbaserad programvara avsedd för dimensionering av rumsprodukter, induktionsapparater, produkter för behovsstyrd ventilation mm. Programvaran är baserad på Swegons produkter och indata.

Reglerventil Ventil som reglerar vattenflödet i rörsystemet.

Ringmatning Numera en vanligt förekommande typ av kanalutformning gällande ventilationssystem. Cirkulär kanaldragning som förser rum med tilluft. Kan även förekomma vid rörutformning.

Specifik fan power Specifik fan power, även kallat SFP-‐värde, är ett nyckeltal berörande fläktens eleffektivitet.

Spirokanal En vanligt förekommande kanaltyp i ventilationssystem.

Styrventil ventil som används för att styra vattenflöde eller trycket i ett rörsystem.

TEKNOsim En programvara tillgodosedd av Lindab, vars syfte är att enkelt kunna utföra en databaserad klimatsimulering på det aktuella projektet. Resultatet redovisas i tabeller och illustrationer.

Tilluftsdon Tilluftsdonets syfte är ett tillsätta tilluft i lokalen.

VAV VAV-‐system (Variable Air Volym) innebär att till-‐ och frånluftsflödet varierar under drifttiden.

Ventilationssystem Ett kanalsystem med tillhörande komponenter som förser lokaler eller byggnader med till-‐ och från luft.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 2 – Nulägesbeskrivning

8

2 Nulägesbeskrivning Under denna rubrik redovisas en kortfattad beskrivning av företaget Bravida där examensarbetet har utförts.

2.1 Bravida AB I dagsläget ägs företaget Bravida Sverige av Bravida AB, vars huvudägare är private equity-‐bolaget Bain Capital, vilket ingår i Bravidakoncernen. Bravida erbjuder heltäckande installations-‐ och servicetjänster inom el, värme, sanitet och ventilation för fastigheter med varierande verksamhet. Bravida består av fem divisioner, där Sverige är uppdelat i tre divisioner, Danmark och Norge är de resterande två divisionerna. Sammanlagt arbetar cirka 8000 personer inom företaget fördelat på de fem divisionerna (Bravida , 2014b). Division Stockholm består av cirka 1300 medarbetare och är verksamma inom flera områden, b.la. el, värme och sanitet, ventilation, säkerhet och fastighetsdrift. (Björnesparr, 2014) Examensarbetet utfördes på Bravidas huvudkontor i Stockholm, där flera av de berörda verksamhetsområdena finns representerade och som bistår med specialistkompetens. Samtidigt besöks dagligen huvudkontoret av flera produktleverantörer med god information angående det aktuella företagets produkter och hur dessa monteras. I nuläget är Bravida involverad i flera olika nybyggnationer och renoveringsprojekt i varierande omfattning runt om i Sverige. Till exempel är Bravida delaktiga vid byggnationen av Nationalarean och Arenastaden i Solna. Bravida fick installationsrelaterade uppdrag som berör el, belysningsarmatur och rökdetektorer mm (Bravida , 2014c). Utöver Nationalarean och Arenastaden hanterar Bravida el, värme, sanitet och ventilation för gruvan i Kiirunavaara där LKAB bryter malm (Bravida , 2014d)

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 3 – Teoretisk referensram

10

3 Teoretisk referensram I detta kapitel beskrivs luftflödesprincipernas syfte och den teoretiska uppbyggnaden av respektive ventilationssystem. En övergripande beskrivning ges hur ventilationsflödet beräknas utifrån bestämda faktorer och hur dessa påverkar ventilationssystemets utformning. Här presenteras även livscykelkostnadsanalysens uppbyggnad och de ekonomiska aspekterna som påverkar examensarbetet.

3.1 Luftflödesprinciper Regleringen av ventilationsflödet i ett ventilationssystem förhåller sig till vilken luftflödesprincip som är aktuell, luftflödesprinciperna delas in i tre huvudtyper. Huvudtyperna är CAV-‐, VAV-‐ och DCV-‐ princip och väljs utifrån utrymmets behov och krav. Respektive luftflödesprincip besitter olika för-‐ och nackdelar vilket resulterar i att det kan vara lämpligt att använda en specifik luftflödesprincip om de rådande förutsättningarna är kända. Valet av luftflödesprincip är komplicerat och påverkar ventilationssystemets utformning, funktion och därmed även ventilationssystemets totala kostnad.

3.1.1 CAV – Constant Air Volume CAV-‐ principen innebär att till-‐ och frånluften är konstant i ventilationssystemet under hela drifttiden. I Figur 1 illustreras ett exempel gällande variationen i luftflöde för ett CAV-‐system. Detta flöde är baserat på det maxflöde som krävs för att upprätthålla de hygieniska kvalitetskraven i det aktuella rummet (Warfvinge & Dahlblom, 2010). CAV anses vara det enklaste och generellt den kostnadseffektivaste huvudprincipen jämfört med de resterande två luftflödesprinciperna (Swegon, 2014a).

Figur 1. Luftflöde för CAV-‐system

Vanligtvis anpassas tilluftstemperaturen med avseende på de rum där kylbehovet är som störst. Där korrigeringen av tilluftstemperaturen sker i luftbehandlingsaggregatet, dock kan specifika rum där temperaturen ej uppfyller de aktuella anspråken krävas att eftervärmas. Eventuell eftervärmning i specifika rum utförs på grund av att temperaturen i rummet ej skall uppfattas som otillfredsställande när aktiviteten är minimal. Temperaturen av tilluften kan variera alternativt vara konstant i relation till uteluftstemperaturen, dock kan rummets temperatur korrigeras med exempelvis radiatorer för att tillgodose behovet (Swegon, 2007).

LuTflö

de [m

3 /h]

Tid

CAV


11

CAV-‐ principen lämpar sig väl i situationer där värmealstringen och produktionen av föroreningen är relativt konstant. Ventilationssystemet kan kompletteras med produkter med vattenburen kyla, då det dimensionerande ventilationsflödet anses otillräcklig. CAV-‐ principen är känslig för termiska stigkrafter, förändring av spjällägen mm, som kan resultera i obalans i systemet. För att garantera det konstanta ventilationsflödet krävs det relativt höga tryckfall över respektive don och spjäll, konsekvenserna av höga tryckfall kan exempelvis vara ljudproblem och en hög energianvändningen (Swegon, 2014a).

3.1.2 VAV – Variable Air Volume VAV-‐ principen innebär att ventilationsflödet varierar utifrån faktorer som berör rummets behov, exempelvis koldioxid, rumstemperatur och personnärvaro. I Figur 2 redovisas ett exempel gällande variationen i luftflöde för ett VAV-‐system. Detta innebär att principen kan vara lämplig att använda i situationer där aktiviteten i rummet varierar över dygnet såsom kontor, skola och hotell (Warfvinge & Dahlblom, 2010). Tilluftstemperaturen är dock konstant i systemet oavsett om ventilationsflödet varierar utifrån belastning och behov (Swegon, 2014a).

Figur 2. Luftflöde för VAV-‐system

Regleringen av ventilationsflödet utförs med ett mätinstrument som indikerar när reglersystemet måste korrigera ventilationsflödet för att uppfylla rummets behov. Regleringen av ventilationsflödet utförs vanligtvis av motoriserade spjäll och tilluftsdon. Variationen i ventilationsflöde medför att tryckskillnader kan uppstå i systemet, för att motverka detta placeras tryckgivare och tryckhållande utrustning i systemet. Luftbehandlingsaggregatet och kanalsystemets dimensioner och utformning påverkas av det dimensionerande ventilationsflödet, vilket resulterar i större komponentdimensioner i förhållande till CAV-‐ principen (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

3.1.3 DCV – Demand Controlled Ventilation DCV – principen fungerar på likartat sätt som VAV-‐principen, dvs. ventilationsflödet varierar utifrån rummets behov. I Figur 3 redovisas en approximerad variation av luftflöde för ett DCV-‐system. Flödesregleringen kan justeras både manuellt eller per automatik i det aktuella rummet (Warfvinge &

LuTflö

de [m

3 /h]

Tid

VAV


12

Dahlblom, 2010). Den huvudsakliga avvikelsen i förhållande till VAV-‐principen, är att DCV-‐principens styrning sker på en mer detaljerad nivå (Swegon, 2014a).

Figur 3. Luftflöde för DCV-‐system

Utformningen av DCV-‐systemet avviker i förhållande till de tidigare nämnda luftflödesprinciperna. Exempelvis kräver DCV-‐principen att en tryckreglerande komponent placeras i samlingskanalen för både till-‐ och frånluft. Ventilationsflödet kan även regleras per automatik med hjälp av inbyggd dysreglering i den aktuella distributionskällan, dvs. baffeln och tilluftsdonet. Konsekvenserna av detta är att tryckfallet över komponenten ökar och därmed reduceras flödet, detta kan undvikas genom att installera reglerande zonspjäll i kanalsystemet (Swegon, 2014a).

DCV-‐ principen lämpar sig väl i verksamheter där belastningen i rummet varierar såsom hotell, skola och kontor. Ventilationens variation utifrån belastningen i rummet medför att den aktuella principen besitter en stor besparingspotential beroende på aktuell situation. Enligt tidigare utgiven information kan fläktenergin reduceras med 80 % och värme-‐ och kylenergin med 40 % med ett DCV-‐system i förhållande till ett CAV-‐system. Dock är investeringskostnaden för ett DCV-‐system betydligt större i jämförelse till CAV-‐system (Swegon, 2013).

3.2 Krav på ventilationen Människan påverkas av flera faktorer som berör inomhusklimatet, dessa sammanfattas i kategorierna luftkvalitet, termiskt klimat, akustiskt klimat och visuellt klimat.

Det visuella klimatet löses vanligtvis med åtgärder som ej berör ventilationssystemet, dock kan det påverka ventilationssystemets utformning i form av undertak och därmed en maximal höjd på ventilationskanaler samt produkter därtill.

För att erhålla en god akustisk komfort i rummet har ventilationssystemet dimensionerats utifrån kravvärden gällande ljudkomfort. De rekommenderade kraven för berörd verksamhet redovisas i Tabell 1 (Swegon, 2014a).

LuTflö

de [m

3 /h]

Tid

DCV


13

Verksamhet Kravvärde Kontor 35 dB(A) 50 dB(C) Konferensrum 30 dB(A) 45 dB(C) Tabell 1. Ljudkrav för aktuell verksamhet

Krav gällande det minsta frånluftsflöde för aktuell rumsverksamhet utgår från Boverkets byggnadsregler (BFS 1998:38) och redovisas i Tabell 2. (Boverkets byggregler, 1998)

Utrymme Minsta frånluftsflöde [l/s]

Kök/Pentry 15

Toalettrum 10

Städrum 15

Tabell 2. Minsta frånluftsflöde med avseende på verksamhet

3.3 Ventilationsbehov Ventilationssystem varierar i utformning utifrån aktuell situation och krav berörande byggnaden och dess inneklimat. Ventilationens huvudsyfte är att uppfylla de krav som ställs på luftkvalitén i den befintliga byggnaden, dvs. transportera bort förorenad luft och tillsätta ren luft. I begreppet förorenad luft avses partiklar, gaser och i somliga fall även överskottsvärme som kan bidra till ett bristfälligt inneklimat. Ett otillfredsställande inneklimat berör inte endast luftkvalitén utan även hur närvarande personer i rummet uppfattar den generella miljön, vilket bl.a. innefattar lufthastighet, lufttemperatur och strålningstemperatur. Om omfattningen av någon alternativt flera av de tidigare nämnda faktorerna är för stor i förhållande till rummets volym kan det ge upphov till dragproblem och därmed ett bristfälligt inneklimat (Swegon, 2014a).

Beräkning av ventilationsbehovet anpassas utifrån rummet och dess befintliga yttre och inre förutsättningar, såsom rumsarea, personnärvaro, koldioxidhalt mm. Byggnadens totala ventilationsbehov kan därmed bestämmas genom att summera respektive rums ventilationsflöde. Det totala ventilationsbehovet och respektive rums ventilationsbehov präglar både utformningen av ventilationssystemet och dimensioner på tillhörande systemkomponenter.

3.3.1 Metod 1 – Schablonmetoden Denna metod utgår från krav på luftomsättning med avseende på rumstyp och verksamhet. Luftomsättning i respektive rum uppfyller temperatur-‐ och hygienkraven(Warfvinge & Dahlblom, 2010). Luftomsättning, även kallat det specifika luftflödet, är kvoten mellan ventilationsflödet och den ventilerade rumsvolymen. Dock redogör kvoten ej ett exakt värde angående luftutbytet i rummet då luftens strömningsmönster ej inkluderas i beräkningen (Swegon, 2014a). Den aktuella metoden grundar sig på krav gällande luftomsättningar med avseende på aktuell verksamhet. Bearbetade värden gällande luftväxling för tilluft redovisas i Tabell 3 (Warfvinge & Dahlblom, 2010).


14

Verksamhet Specifikt luftflöde [h-‐1]

Kontor 3

Konferensrum 5

Kontorlandskap 3

Kopiatorrum 3

Personalmatsal 3

Öppen yta 3

Tabell 3. Det specifika luftflödet med avseende på verksamhet

Utifrån kraven på det specifika luftflödet och den ventilerade rumsvolymen kan ventilationsbehovet beräknas för respektive rum och rumstyp.

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 = 𝑉𝑜𝑙𝑦𝑚! ∗ 𝑆𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑘𝑎 𝑙𝑢𝑓𝑡𝑓𝑙ö𝑑𝑒𝑡!

där n= Rum i = Typ av rum

3.3.2 Metod 2 – Arbetsmiljöverket Metoden är baserad på krav gällande det hygieniska luftflödet. Arbetsmiljöverket (AFS 2009:02) redogör för minsta uteluftsflöde ett rum erfordrar utifrån aktuell verksamhet och rumsarea. I AFS 2009:02 anges att minsta uteluftsflöde är 7 l/s per närvarande person vid stillasittande arbete, dock vid ett mer fysiskt arbete kan detta värde ökas. Samtidigt skall ett tillägg på uteluftsflödet adderas med avseende på rummets area, där funktionen beskrivs som 0,35 l/s och m2 golvarea (Arbetsmiljöverket, 2009). Utifrån dessa direktiv kan rummets ventilationsbehov beräknas med hjälp av formeln:

𝑈𝑡𝑒𝑙𝑢𝑓𝑡𝑠𝑓𝑙ö𝑑𝑒𝑡 = 0,35𝑙𝑠 𝑝𝑒𝑟 𝑚!𝑔𝑜𝑙𝑣𝑎𝑟𝑒𝑎 + 7

𝑙𝑠𝑜𝑐ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛

Det totala luftflödet dagtid beräknas genom att summera respektive rums uteluftsflöde. Vid minimal aktivitet i det aktuella rummet tillåts en reducerad ventilation vid specifika förhållanden, detta redogörs i BFS 2011:26. Vid reducerad ventilation får ej uteluftsflödet understiga 0,1 l/s per m2 golvarea (Boverkets byggregler, 2011a). Dock kan en reducering resultera i en negativ påverkan på innemiljön, fuktrelaterade problem i grund mm (Boverkets byggregler, 2011b).

Denna reducering medför att minimal ventilation utnyttjas nattetid då lokalerna anses tomma, motivet bakom detta är att reducera ventilationssystemets totala energiförbrukning. Där reduceringen sker med nedanstående formel (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

𝑈𝑡𝑒𝑙𝑢𝑓𝑡𝑠𝑓𝑙ö𝑑𝑒 = 0,1𝑙𝑠 ∗ 𝑚! 𝑔𝑜𝑙𝑣𝑎𝑟𝑒𝑎


15

3.3.3 Metod 3 – Koldioxidhalt Gränsvärden för god luftkvalitet gällande koldioxid finns beskrivet i Arbetsmiljöverkets föreskrifter (AFS 2013:3). I AFS 2013:3 redogörs att riktvärdet gällande koldioxidshalten i rumsluften är 1000 pmm resp. 800 ppm, vilket beror på luftkvalitésklassen. Koldioxidhalten kan dock överstiga detta värde under en kortare period.(Arbetsmiljöverket, 2013).

Ventilationsbehovet med avseende på koldioxidhalt beräknas utifrån aktuell luftkvalitetsklass, koldioxidhalten i tilluften samt antalet personer som vistas i rummet. I Energi-‐ och miljötekniska föreningens handbok ”Riktlinjer för specifikation av inneklimatet” redogörs innerbörden av de två luftkvalitetsklasserna, dvs. AQ1 och AQ2. Luftkvalitetsklasserna redogör för krav gällande koldioxidhalt i rumsluften, där AQ2 motsvarar svenska myndigheters allmänna råd (Swegon, 2014a). I Tabell 4 redovisas innebörden och riktvärden gällande respektive luftkvalitetsklass.

Luftkvalitetsklass Innebörd Lokaler AQ1 Generellt liten risk för besvär med

avseende på lukt. Vid normal användning bör koldioxidhalten ej överstiga 800 ppm i rumsluften.

AQ2 Generellt liten risk för besvär med avseende på lukt. Kortvariga besvär gällande lukt förekommer vid direkt inträde i rummet.

Vid normal användning bör koldioxidhalten ej överstiga 1000 ppm i rumsluften. Uppfyller Svenska myndigheters krav och hänvisningar.

Den genererade koldioxidhalten av en människa beräknas utifrån dess vikt och aktivitet (Swegon, 2014a). Ventilationsflödet med avseende på koldioxidhalt beräknas utifrån formler beskrivna nedan:

𝑐 = 𝑐! ∗ e!!" + (c!"##$%! + mq)(1 − e!!")

där c = Föroreningskoncentration [mg/m3] c0= Föroreningshalt vid tiden noll [mg/m3] n = Specifikt luftflöde [m3/s,m3] t = Tid [s] ctilluft = Tilluftens föroreningshalt [mg/m3] m = Genererade föroreningar [mg/s] q = Ventilationsflöde [m3/s]

Under förutsättning att fortfarighet råder, bryts ventilationsflödet per person ut, enligt nedan.

𝑞 =𝑚

𝑐 − 𝑐!"##$%!

3.3.4 Kylbehov Ett rums kylbehov påverkas av flera inre och yttre faktorer såsom personnärvaro, rummets placering i förhållande till vädersträck, ventilation, värmegivande utrustning mm. Ventilationens uppgift är att

Tabell 4. Gränsvärden gällande luftkvalitetsklass


16

täcka det aktuella rummets kylbehov så inneklimatet tillfredställs, vilket innebär att kylbehovet indirekt är rummets värmeöverskott (Nilsson, 2001).

För att uppfylla rummets kylbehov krävs ett medium vars huvudsyfte är att transportera bort/kyla ner befintlig luft. Valet av medium beror huvudsakligen på kylbehovets storlek kontra ventilationsflödet i det befintliga utrymmet.

Luft som kylmedium är vanligt förekommande i de situationer där utrymmet kräver ett relativt stort luftflöde i förhållande till dess kylbehov. I de situationer där kylbehovet överskrider luftflödets kylkapacitet används generellt kylbafflar och vatten som kylmedium. Vanligtvis kombineras dessa kylmedium i exempel en aktiv kylbaffel för att på ett effektivt sätt uppfylla kylbehovet.

Ett ventilationssystem kombinerar dessa kylmedium på olika sätt beroende på vilken luftflödesprincip som används. Nedan följer hur regleringen av kyleffekten kan utförs med en aktiv kylbaffel för respektive luftflödesprincip där vatten och luft används som kylmedium.

I ventilationssystem med konstant luftflöde dimensioneras kyleffekten utifrån det maximala kylbehovet. Luftflödet är konstant vilket medför att reglering av kylan sker med avseende på vattenflödet. Vanligtvis sker regleringen av flödet med en ”start och stopp”-‐funktion, dock kan även regleringen ske stegvis. Kyleffekt kan i dessa system överstiga kylbehovet och måste då kompenseras med någon form av uppvärmning (Swegon, 2014a).

I ventilationssystem med variabelt luftflöde dimensioneras kyleffekten utifrån det rådande kylbehovet. Den kan utföras antingen manuellt eller automatiskt. Regleringen av kyleffekten kan regleras med både vatten-‐ och luftflöde. Två huvudscenarios kan identifieras, vilket resulterar i olika för-‐ och nackdelar (Swegon, 2014a)(Swegon, 2014b).

• Scenario 1: Regleringen sker med variabelt luftflöde. När luftens maximala kyleffekt överskrids används vatten för att uppfylla resterande kylbehov.

• Scenario 2: Reglering sker istället med varierat vattenflödet och med ett minimalt luftflöde. När vattens kyleffekt överskrids ökas luftflödet för att tillfredsställa kylbehovet

3.4 Dimensionering

3.4.1 Kanalutformning Vid utformning av ett ventilationssystem eftersträvas alltid låga tryckförluster, vilket resulterar i en lägre driftkostnad. För att åstadkomma så lågt tryckfall som möjligt i kanalsystemet skall man undvika onödiga krökar och därmed erhålla så raka kanaldragningar som möjligt. Rektangulära kanaldimensioner bör även undvikas då det medför en ökad friktionsförlust. Rekommenderade friktionsförluster i kanalsystem ligger mellan 0,8 – 1,2 Pa/m. (Swegon, 2014a)

Det är av fördel att utforma kanalsystemet symetriskt och efterlikna en trädstruktur, se Figur 5. Detta medför att injustering och tryckfall över spjäll blir lägre och jämnare. I många fall är detta inte möjligt att följa denna utformning. Ett alternativ till detta är att utforma kanalsystemet enligt ringmatningsmetoden, vilket innebär att en samlingskanal med konstant dimension förser flera förgreningar med ett luftflöde. Utformning gällande ringmatning illustreras i Figur 4. En tilluftskanal förser den cirkelutformade samlingskanalen med luft, vilket medför att avgreningarna förses med luftflöden från två håll. Detta resulterar i att tryckförhållandet i kanalsystemet jämnas ut och


17

ringkanalen erhåller ett konstant tryck. Vid utformning av system är det av fördel att beakta eventuella framtida ändringar av de inre förutsättningarna, exempelvis planlösning mm. (Swegon, 2014a)

Figur 4. Ringmatning Figur 5. Trädstruktur

3.4.2 Rörutformning Investeringskostanden påverkas av rörutformningen och dess systemkomponenter. Rörutformningen påminner om kanalutformningen och med tillhörande rekommendationer gällande dimensionering, dock är skillnaden att det rekommenderade värdet angående friktionsförlusten är ca 100 Pa/m. Rörutformningen utformas även med avstängningsventiler vid varje avgrening samt även i vissa anslutningar. Anledningen till detta är för att lätt kunna bryta vattenflödet och ersätta bristfälliga komponenter i systemet. Avstängningsventilen placeras på tilloppsledningen. För att möjliggöra en injustering av vattenflödet placeras en injusteringsventil på returledningen. Rörsystemet utformas med reglerventiler för att kunna korrigera vattenflödet i systemet (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

3.5 Drift I byggregler BBR 19 (BFS 2011:26) redogörs för krav gällande en byggnads specifika energianvändning per år. Dessa krav varierar beroende på var byggnaden är geografiskt placerad. I Tabell 5 redovisas kraven gällande lokaler för Sveriges tre klimatzoner. I den specifika energianvändningen ingår klimatsystem och varmvatten, dock försakas energianvändning för den aktuella verksamheten.

Klimatzon Specifika energianvändningen för en lokal, kWh/(m2*år)

Klimatzon 1 (Norra Sverige) 120

Klimatzon 2 (Mellersta Sverige) 100

Klimatzon 3 (Södra Sverige) 80

Tabell 5. Byggnadens specifika energianvändning

Boverket bistår med rekommendationer gällande godtagbara värden för fläkteffekten. Detta beskrivs som SFP (Specific Fan Power) som är ett mått på hur mycket effekt som krävs för att transportera en kubikmeter luft. BBR rekommenderar ett högsta värde på 2,0 [KW/(m3/s)]. (Swegon, 2014a).


18

Fläkteffekten är beroende av verkningsgrad, totaltrycket i systemet och det luftflöde som skall transporteras, vilket redovisas i formler beskrivna nedan. (Holmberg, 2009)

𝜂 =𝑃𝑃!∗ 100 [%]

𝑃 = 𝑞 ∗ 𝑃!

1000 [𝑘𝑊]

där P = Teoretisk effekt [W] Pe = Effektbehovet [W] η = Fläktens verkningsgrad [%] q = Luftflödet [m3/s] Pt = Totaltrycksökningen i systemet [Pa] För att få bukt med kylbehovet beräknas en värmebalans, bestående av faktorer som tillför respektive bortför värme från byggnaden. Faktorer som transporterar bort värme är transmission, ventilation och luftläckage. Faktorer som tillför värme är solinstrålning, internt genererad värme och värmesystemet. Den interna generationen av värme består av exempelvis belysning, personnärvaro mm.

Värmebalansen är i allmänhet relativt svår att beräkna, av den anledningen används ofta simuleringsprogram för att på effektivt sätt åstadkomma ett realistiskt resultat (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Det totala energibehovet för kyleffekten är beräknad med nedanstående formel (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

𝐶𝑂𝑃 =𝐾𝑦𝑙𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡

𝑇𝑖𝑙𝑙𝑓ö𝑟𝑑 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡

3.6 LCC -‐ Livscykelkostnadsanalys Ett ventilationssystem totalkostnad inkluderar investerings-‐, drift-‐ och underhållskostnader. Dessa kostnader är oregelbundet fördelade på systemets livslängd. Livscykelkostnaden, även kallat LCC, beaktar dessa kostnader och sammanställer de framtida kostnaderna till ett nutida värde, dvs. nuvärdesmetoden. Detta innebär att investeringskostnaden, såsom inköp av utrustning, och de framtida kostnaderna omberäknade till ett nuvärde, såsom energi-‐ och underhållskostnader, summeras och jämförs (Fläkt Woods AB, 2009). Detta medför att det är av fördel att dimensionera systemet utifrån resultatet av livscykelanalysen i förhållande till investeringskostnaden (Swegon, 2006).

För att säkerställa en god LCC krävs det att filosofin präglar hela processens fortgång, dvs. ända från projekteringen till rivning av utrustningen. Redan vid projekteringsstadiet av produkten är det av stor vikt att klargöra hur ansvarsbilden skall fördelas, samtidigt som samtliga beräkningar skall innefatta investeringskostnad, energianvändning och underhållskostnad. Vid driftsättning av den aktuella utrustningen är det av vikt att leverantörens uppgifter efterföljs vid montage och injustering. De aktuella komponenternas kvalitet påverkar systemets livslängd och därmed systemets totala kostnad, detta medför att valda systemkomponenters kvalité bör beaktas i förhållande till dess pris.


19

En rekommendation är att använda produkter och tillbehör som antas vara tillgängliga på marknaden i minst 10 år framöver, detta då produkter som ingår i systemet kan behövas ersättas och därmed påverkas den totala kostnaden. När produktens livstid är tillända kan de aktuella materialen återvinnas alternativt slängas beroende på situation och rådande förutsättningar. Att återvinna material är att föredra med anledning av att produktens restvärde inkluderas i livscykelanalysen och därmed minskar produktens totala kostnad. Vid återvinning av det aktuella systemet är det viktigt att fullständiga förteckningar gällande brukade material skall vara tillgängliga och tydliga, detta för att undvika att material felsorteras. En produkts livslängd varierar avsevärt beroende på användning och hur den fackmannamässiga hanteringen av produkterna har präglat hela projektets livslängd, dvs. ”från vaggan till graven” (Swegon, 2014a).

Livscykelkostnaden kan beräknas enligt nedanstående formel som inkluderar kostnader som investerings-‐, energi-‐, underhålls-‐ och miljökostnader. Produkter som besitter ett ekonomiskt värde efter avslutad verksamhetstid kan utnyttjas för att minimera totalkostanden, vilket innebär att ett så kallat restvärde uppstår (Fläkt Woods AB, 2009).

𝐿𝐶𝐶 = 𝐺𝑟𝑢𝑛𝑑𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 + 𝐿𝐶𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 + 𝐿𝐶𝐶𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟ℎå𝑙𝑙 + 𝐿𝐶𝐶𝑚𝑖𝑙𝑗ö − 𝑅𝑒𝑠𝑡𝑣ä𝑟𝑑𝑒

där Grundinvestering = Material-‐ och montagekostnader LCCenergi =Energikostnad för livscykelkostnadsanalysens samtliga år LCCunderhåll = Underhållskostnad för livscykelkostnadsanalysens samtliga år LCCmiljö = Miljökostnad för livscykelkostnadsanalysens samtliga år Restvärde = Kvarvarande värde av produkt För att beräkna respektive systems LCC brukades kapitalvärdemetoden (nuvärdesmetoden) där flera involverade parametrar är beroende på de aktuella ekonomiska förutsättningarna.

För att kunna jämföra samtliga kostnader krävs det att de är beräknade utifrån den nutida prissättningen, dvs. vid år noll. För att korrigera en framtida kostnad till värdet vid år noll kan tabeller alternativt formler användas. I denna rapport brukades formeln beskriven nedan för att omvandla kostnader till nuvärden.

𝑁𝑢𝑣ä𝑟𝑑𝑒𝑠𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟𝑛 = 1

(1 + 𝑟)!

där r = Kalkylränta n = Ekonomisk livslängd För att placera investeringsalternativen utifrån dess lönsamhet har kapitalvärdeskvoten för respektive system beräknats. Detta innebär att oavsett grundinvesterings storlek kan respektive ventilationssystem bedömas i förhållande till varandra. Formel gällande kapitalvärdeskvot redovisas nedan (Per-‐Hugo & Olsson, 2011).

𝐾𝑎𝑝𝑖𝑡𝑎𝑙𝑣ä𝑟𝑑𝑒𝑠𝑘𝑣𝑜𝑡 = !"#$%"&'ä!"#!"#$%&$'()*("&$+


20

För att kunna uppskatta när ett system blir mer kostnadseffektivt jämfört med ett annat system används en så kallad pay back-‐metod. Formeln beskrivs nedan. (Per-‐Hugo & Olsson, 2011)

Å𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑡𝑎𝑙𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑡𝑖𝑑 = 𝐺𝑎

där G = Grundinvestering a = Inbetalningsöverskottet för respektive år. Genom att beakta två ventilationssystem och beräkna dess skillnad i investeringskostnad och i drift-‐ respektive underhållskostnad kan en återbetalningstid identifieras, vilket redogör för vilket system som är kostnadseffektivast. Formel för den modifierade pay back-‐metoden beskrivs nedan.

𝐿 =∆𝐺∆𝑎

där L = Antal år innan systemet blir kostnadseffektivt. ΔG = Skillnaden i investeringskostnad.

Δa = Skillnaden i drift-‐ och underhållskostnader för respektive år.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 4 – Genomförande

22

4 Genomförande I det aktuella kapitlet redogörs använda metoder och tillvägagångssätt i detalj. Ytterligare information angående förutsättningar och använda produkter redovisas.

4.1 Struktur och upplägg Undersökningen av de tre luftflödesprinciperna och de två typplanlösningarna har utförts simultant. Delresultat och tillvägagångssätt har diskuterats och kontrollerats med kunnig personal inom det aktuella området för att säkerställa ett tillförlitligt slutresultat. Ytterligare en anledning till detta tillvägagångssätt är att respektive ventilationssystem berör flera olika avdelningar på Bravida vilket resulterar i en effektiv tidsplanering.

4.2 Förutsättningar Ventilationsbehovets omfattning påverkas avsevärt av de rådande förutsättningarna. Denna rapport utgår från Bravidas kontor vid Telefonplan i Stockholm. En typplanlösning har använts som underlag för dimensionering och utformning av ventilationssystemen. Denna planlösning anses vara 1/8 av byggnadens totala golvarea. Vid beräkning av livscykelkostnaden förutsätts denna planlösning spegla hela byggnaden, dvs. samtliga plan.

Den aktuella byggnaden är uppförd med FTX-‐system. De yttre förhållandena samt byggnadens konstruktion efterliknas i undersökningarna. Byggnaden är utformad med stora glaspartier med yttre och inre solskydd för att reducera solinstrålning och därmed reducera kyleffektbehovet. Solinstrålningens omfattning påverkas även av vilket vädersträck fönstren är beläget mot och vilken typ av fönster som används.

Dimensioneringen av respektive system med tillhörande komponenter konstrueras utifrån Swegons produktkatalog, dock används kanaltyper från Lindab.

4.2.1 Planlösningar Planlösningarna redovisas i Bilaga 1 –Typplanlösningar.

Byggnadens nuvarande planlösning har modifierats för att erhålla två typplanlösningar skapade utifrån två scenarion. Typplanlösningarna består delvis av samma rumstyper, dock kan antalet av de aktuella rumstyperna variera beroende på relevant typplanlösning. Rumstyper som förekommer i båda typplanlösningarna är konferensrum, större kontor, toaletter, pentry och personalrum.

Typplanlösningarna är baserade på samma totala area, dvs. golvarea och innerväggar. Detta leder till att den slutna planlösningen får en mindre golvarea än den öppna planlösningen.

Den öppna planlösningen präglas av öppna ytor i form av kontorslandskap och samlingsrum. Ett fåtal cellkontor finns också utplacerade. Planlösningen präglas även av en stor personnärvaro med en maximalt dimensionerande personstyrka på 147 personer, dvs. full personnärvaro i samtliga rum samtidigt.

Den slutna planlösningen består, utöver de rum som förekommer i båda planlösningarna, endast av cellkontor. Den slutna planlösningen består av en dimensionerande personstyrka på 109 personer. Anledningen till att personstyrkan är mindre i förhållande till den öppna planlösningen, är att


23

cellkontorens area per person är betydligt större än exempelvis kontorslandskapet area per person är.

Respektive typplanlösnings värde gällande personstyrkan är approximerat och utgår från realistiska situationer och tabellvärden hämtade från Arbetsmiljövärdet (Arbetsmiljöverket, 2014).

4.3 Metoder gällande ventilationsbehov Luftflödet beräknas utifrån respektive metod som redovisas i Kapitel 3 -‐ Teoretisk referensram. För samtliga ventilationssystem beräknades ventilationsbehovet nattetid utifrån ett reducerat luftflöde, dagtid utfördes beräkningar med 100, 50 alternativt 0 % personnärvaro. Resultatet för respektive metod sammanställs och jämförs, anledningen till detta är att identifiera det dimensionerande ventilationsbehovet för det aktuella rummet och tidpunkt. Detta medför att samtliga påverkande faktorer beaktas och därmed uppfylls. I Tabell 6 redovisas faktorer som inverkar vid beräkning av ventilationsbehovet.

Parameter Värde Enhet Golvarea Varierande m2 Takhöjd 2,7 m Antal personer i rummet Varierande st Förorening per person 0,03 kg/h Förorening utomhus (tilluftskoncentration)

400 ppm

Tabell 6. Faktorer som berör ventilationsbehovet.

4.4 Produktval Beroende på att komponenter och kanaler anpassas till respektive luftflödesprincips funktion varierar systemets utformning. För att erhålla en realistisk kostnadsjämförelse förutsätts att behandlade produkter skall ha sitt ursprung från samma tillverkare, ytterligare information redovisas i Kapitel 4.2 -‐ Förutsättningar. För att identifiera produkter för respektive luftflödesprincip granskas flera tillverkares hemsidor med avseende på brukbara produkter och tillgänglig information. Utifrån detta beslutades, tillsammans med handledare på Bravida, att endast komponenter ur Swegon produktkatalog skall behandlas i detta examensarbete. Med hänvisning av Bravida har respektive ventilationssystem utförts med spirokanaler från Lindab.

Utformningen och valet av produkter för respektive luftflödesprincip diskuterades med Jörgen Adamsson på Swegon. Beroende på luftflödesprincipernas uppbyggnad används olika komponenter för att uppfylla respektive princips funktion. Nedan följer en kort beskrivning av valda tilluftdon och kylbafflar samt i vilken luftflödesprincip dessa användes. Övriga produkter som berör ventilationssystem beskrivs endast på ritningarna.

• Kylbaffel Parasol, användes i både CAV-‐ och VAV-‐systemen. Baffeln injusteras efter ett konstant luftflöde. Variabelt luftflöde i denna baffel är ej att rekommendera då baffelns injustering av dysdosorna är statisk och skulle därför medföra okontrollerat luftflöde.

• Kylbaffel ADAPT Parasol, används av DCV-‐systemen. Baffeln är anpassad efter variabelt luftflöde och kan justera tryckförlusten i baffeln för att upprätthålla samma totaltryck oberoende luftflöde. Detta sker genom automatisk inställning av dysdosorna.

• Tilluftdon EAGLE, användes i både CAV-‐ och VAV-‐systemen.


24

• Tilluftdon ADAPT Cb, används i DCV-‐systemet. Anpassat för variabelt flöde som regleras automatiskt.

Både Kylbaffeln ADAPT Parasol och tilluftsdonet ADAPT Cb ingår i Swegons WISE-‐system. WISE-‐ enheten är en produkt som möjliggör kommunikation mellan anslutna enheter i WISE-‐ systemet för att på ett energieffektivt sätt korrigera luftflödet utifrån rummets behov (Swegon, 2010).

Vid dimensionering av kylbafflar användes internetbaserade programmet ProSelect. Programmet är utvecklat av Swegon, vilket resulterar i att programmet endast berör produkter från den aktuella tillverkaren. Respektive kylbaffel dimensioneras utifrån rummets ventilationsflöde och totaltryck i storleksordningen 70 Pa. Hänsyn har även tagits till rummets kylbehov. Det dimensionerande luftflödets storlek och riktning som kylbaffeln tillgodoser korrigeras för att uppnå det uppskattade totaltrycket. För att korrigera luftflödets riktning och omfattning anpassas kylbaffelns specifika dysinställningar. (Swegon, 2014b).

Utifrån programmet ProUnit dimensioneras respektive ventilationssystems luftbehandlingsaggregat. För samtliga system används Swegons luftbehandlingsaggregat GOLD E RX och vätskekylaggregatet TEAL FC. TEAL FC används för att beräkna den tillförda kyleffekten. Utöver detta inkluderas inte denna produkt i rapporten.

4.5 Kylbehov Det aktuella rummets kylbehov fastställs genom en simulering i det databaserade programmet TEKNOsim. I programmet hanteras respektive rum separat, där rummet skapas utifrån rådande förutsättningar och därmed anpassas utifrån verklig situation. Det beräknade kylbehovet är beroende av flera essentiella parametrar såsom antal personer, byggnadsmaterial, ventilationsflöde, aktivitetsnivå mm. Den invändiga generationen av värme består av elektroniska apparater och armatur mm. Värdet har approximerats utifrån parametrar gällande rummets förutsättningar såsom verksamhet, personantal samt värden givna i rapporten ”Indata för energiberäkningar i kontor och småhus” (Boverkets byggregler, 2007). Simuleringen av kylbehovet av respektive rum fastställs bl.a. utifrån det dimensionerande ventilationsflödet som har beräknats med avseende på de tre tidigare beskrivna metoderna. Simulering inkluderar även vilken typ av kylbaffel som används, dvs. dess maximala kyleffekt och luftflöde. Yttre parametrar som påverkar simuleringen är byggnadens geografiska placering, tidpunkten under året och solens placering i förhållande till byggnaden. Simuleringen identifierar när det dimensionerade kylbehovet äger rum, vilket inträffar under sommarhalvåret. I Tabell 7 återfinns parametrar som påverkar simuleringen i TEKNOsim.

Geografisk plats Stockholm Tilluftstemperatur 16 ºC

Högsta tillåtna temperatur 25 ºC Antalet personer i rummet Varierande Rumsstorlek, möblemang Varierande, lätt möblemang få möbler per rum

Aktivitetsnivå, klädsel Stillasittande kontorsarbete, kontorskläder Utvändigt/Invändigt solskydd Varierande

Fasadarea Varierande Fönsterarea, Fönstertyp Varierande, Pilkington SuncoolTM (Pilkington, 2011)

Tabell 7. Parametrar som påverkat kylbehovet


25

Tabell 8 visar använda värmeskällor som används i simuleringen av kyleffekten. Värdena är hämtade från (Boverkets byggregler, 2007).

Värmekälla exkl. sol Värde Enhet Belysning

Kontor 12 W/m2 Korridor 6 W/m2 Kontorslandskap 10 W/m2

Elektrisk utrustning PC (workstation) 125 W/enhet Kopiator 400 W/enhet Skrivare 160 W/enhet

Person 105 W/person Tabell 8. Värmekällor för beräkning av kylbehovet.

Resultatet, som erhålls i TEKNOsim, innefattar utförlig information angående kylbehov, kyleffekt, termiska klimatet samt hur dessa värden varierar i förhållande till tiden. Här redovisas även information angående antal kylbafflar som krävs för att uppfylla kylbehovet. Programmet bistår även med grafer som illustrerar hur specifika faktorer förhåller sig till varandra i det aktuella rummet, exempelvis förhållandet mellan rums temperatur och uteluftstemperatur m.fl.

4.6 Dimensionering Utformningen av respektive ventilationssystem utförs i programmet MagiCAD, som är ett databaserat dimensioneringsverktyg med avseende på installationer (MagiCAD, 2014). Respektive ventilationssystem har utformats enligt ett ringmatningsutförande. Respektive luftflödesprincip utformas och dimensioneras utifrån de båda typplanlösningarna. I programmet justeras olika produktbaserade parametrar så som luftflöde, kanaltyp, isolering mm. När utformningen och dimensioneringen av respektive ventilationssystem är slutförd kan information angående produkter, kanaler och övriga komponenter erhållas som underlag till investeringskostnaden. Även data angående driftekonomi erhålls, såsom totaltrycksförluster mm.

Det internetbaserade programmet Prounit användes vid dimensionering av respektive ventilationssystems luftbehandlingsaggregat, programmet tillgodoser utförlig information angående luftbehandlingsaggregatets tekniska prestanda. Med hjälp av framräknade luftflöden och totaltrycksförluster från MagiCAD-‐modellerna kan korrekta värden erhållas gällande verkningsgrader för olika driftförhållanden, antal och dimension för luftbehandlingsaggregatet.

Utformningen av rörsystemen utfördes i MagiCAD. Utformningen av rörsystemet baseras på kylbafflarnas och ventilationskanalernas placering.

Dimensioneringen av TEAL FC baseras på den maximala kyleffekten som behövs för hela byggnaden.

4.7 Drift Energiförbrukning är baserad på ventilations-‐ och kylbehovet med en personnärvaro som varierar med tiden, detta ger en varierande energiförbrukning över dygnet. Denna närvaro behöver inte överenstämma med dimensionerande ventilations-‐ och kylbehovet då dimensionerande värden är beräknade efter maximal personnärvaro.


26

Beroende på aktuell luftflödesprincip varierar energiförbrukningen och därmed ventilationssystemens driftkostnad.

För att erhålla ett realistiskt resultat har modifieringar av personnärvaron utförts. Denna personnärvaro är baserad på tidigare studier som redovisas i (MARIPUU, 2009). Oavsett typ av system utförs beräkningar utifrån ett minimiflöde mellan klockan 20:00 till 06:00. I Tabell 9 redovisas antagen personnärvaro för samtliga system, mellan kl. 17:00 – 20:00 anses lokalerna vara tomma.

Tidpunkt Kontor Konferensrum Personalmatsal Öppen yta 06:00 100% 100% 100% 100% 07:00 100% 100% 100% 100% 08:00 100% 100% 50% 100% 09:00 50% 0% 50% 100% 10:00 50% 0% 50% 100% 11:00 0% 0% 0% 0% 12:00 0% 0% 0% 100% 13:00 100% 100% 100% 100% 14:00 50% 100% 50% 100% 15:00 50% 50% 50% 100% 16:00 50% 0% 50% 100% 17:00 0% 0% 0% 0% 18:00 0% 0% 0% 0% 19:00 0% 0% 0% 0%

Tabell 9. Approximerad närvarograd

Luftbehandlingsaggregatets energiförbrukning består av energin den inbyggda fläkten kräver, vilket inkluderar energibehovet för till-‐ och frånluft. Utifrån husets totala luftflöde kan fläkteffekten beräknas för både till-‐ och frånluft samt fläktens SFP-‐värde. Exempel på beräkningar angående luftbehandlingsaggregatets energiförbrukning visas i bilaga 4 – luftbehandlingsaggregat.

Det luftkylda vätskekylaggregatets totala energiförbrukning beräknas utifrån flera parametrar. Respektive rums tillförda effekt beräknas utifrån effektbehovet, som erhålls i TEKNOsim, över dagen och COP-‐värdet. Genom att summera samtliga rums energibehov erhålls det totala energibehovet för byggnaden och därmed driftkostnaden. Exempel på hur kylbehovet är beräknat visas i bilaga 5 – kylbehov.

Majoriteten av de behandlade ventilationssystemen använder kylbafflar till kylning av rummet. Som tidigare nämnts används två typer av kylbafflar, Parasol som tillämpar ett konstant luftflöde och ADAPT Parasol som använder ett variabelt luftflöde. I CAV-‐ och VAV-‐systemen används kylbafflar med ett konstant luftflöde. Regleringen av kyleffekten sker genom ändrad vattenmängd. DCV-‐systemen använder sig av kylbafflar med variabelt luftflöde. DCV-‐systemen utförs med ett mininerat luftflöde, kylvatteneffekten anpassas sedan efter luftflödet för att uppfylla resterande kyleffektbehov.

4.8 LCC -‐ Livscykelkostnadsanalys För att identifiera vilket av ventilationssystemen som är kostnadseffektivast bör investerings-‐, drift-‐ och undehållskostnaderna beaktas. Dessa kostnader ger upphov till en LCC för respektive system och


27

typplanlösning, där den totala kostnaden redogör för det kostnadseffektivaste ventilationssystemet. I den aktuella rapporten försakas restvärdet och miljökostnaderna.

Investeringskostanden för respektive system motsvaras av de använda komponenternas ekonomiska värde. Det ekonomiska värdet för använda komponenter är baserat på respektive tillverkares prissättning, där det ekonomiska värdet varierar beroende på exempelvis komponentdimension och tillhörande detaljer såsom isolering mm. Respektive system har modulerats i programvaran MagiCAD där ritningar och funktionen Bill of materials har legat till grund vid prissättning av respektive system och typplanlösning. Utöver respektive systems totala prissättning, inkluderar även investeringskostnaderna kostnaden för luftbehandlingsaggregatet. Investeringskostnaden innefattar även ett tillägg för parametrar rörande projektledning, etablering, montering mm. Som tidigare nämnts utelämnas investeringskostnaden av kylaggregatet TEAL FC från rapporten.

Driftkostnaderna är beräknade utifrån respektive ventilationssystems energiförbrukning. Energiförbrukningen består av driften för fläktaggregat och kylaggregat. Underhållskostnaden approximeras utifrån information av Bravidas serviceavdelning (Lövgren, 2014). Beräkningen av kostnaden gällande drift och underhåll inkluderas av en årlig prisutveckling och ansätts till 2 % för respektive kostnad. Energipriset uppskattas till 74 öre/kWh och inkluderar energikälla, skatt och moms. (Vattenfall, 2014). Kalkylräntan fastställs till 4 %. Respektive kostnad beräknas till ett nuvärde för att sedan summeras till ett kapitalvärde vilket bidrar med information angående investeringsalternativen.

Underhållskostnaderna är approximerade. Kontroll av luftbehandlingsaggregatet och byte av filter redovisas i en klumpsumma för samtliga system. Här inkluderades även kostnaden för OVK fördelat per år. Dock ökade denna kostnad om ventilationssystemet utfördes med flera luftbehandlingsaggregat. Den totala kostnaden för kontrollen av resterande ventilationskomponenter beror främst på utförandetiden, dvs. tiden det tar för att kontrollera hela systemet. En kylbaffel med konstant luftflöde går snabbare att kontrollera än en kylbaffel med variabelt luftflöde. Detta beror på att alla rörliga delar måste kontrolleras separat i varje enskild baffel. I denna rapport uppskattades byte av bristfälliga komponenter till ett värde av noll pga. att dessa skall hålla hela ventilationssystems livslängd. Detta efter diskussion med Bravida Service.

En jämförelse mellan luftflödesprinciperna utfördes på respektive planlösning. Vilket gav tre kostnadsjämförelser för varje planlösning. Genom att använda den modifierade pay back-‐metoden, som beskrivs i Kapitel 3 – Teoretisk referensram, kunde en kurva skapas som beskrev vilken tidpunkt luftflödesprincipen var lönsam, ej lönsam eller lika lönsam som med jämfört system.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 5 – Resultat och analys

28

5 Resultat och analys I följande kapitel redovisas resultat baserade på tidigare presenterade förutsättningar.

5.1 Ventilationsbehov I Tabell 10 redovisas respektive rums ventilationsbehov utifrån de tre tidigare nämnda metoderna. Tabellen bistår med information för samtliga rumstyper som inkluderas i respektive typplanlösning. Metod 1 och Metod 3, AQ1 försakas i denna rapport, anledningen till detta förklaras i Kapitel 6.2 -‐ Diskussion. Dimensionerade luftflöden utgörs främst av Metod 3,AQ2 med undantag av Korridor 171 i den öppna planlösningen. Samtliga värden angivna i Tabell 10 är givna i l/s, m2, person (m/s, person*10-‐3)

Luftflöden angivna i l/s, m2, person

Rum Metod 1 Metod 2 Metod 3, AQ1 Metod 3, AQ,2 Min.flöde (Metod2)

Kontor 101 -‐ 126 2,25 1,05 1,74 1,16 0,10 Kontor (stor) 131 1,13 0,51 0,83 0,55 0,05 Kontor (stor) 132 1,13 0,59 1,03 0,69 0,05 Kontor (stor) 133 1,13 0,48 0,76 0,51 0,05 Konferensrum 141 0,54 0,38 0,81 0,54 0,01 Konferensrum 142 0,38 0,25 0,53 0,36 0,01 Konferensrum 143 0,27 0,19 0,41 0,27 0,01 Kontorslandskap 151 0,23 0,15 0,28 0,19 0,01 Kontorslandskap 152 0,08 0,05 0,10 0,06 0,00 Kontorslandskap 153 0,08 0,07 0,13 0,09 0,00 Korridor 171 2,25 0,50 0,36 0,24 0,10 Personalmatsal 201 0,11 0,18 0,41 0,27 0,01 Öppen yta 211 0,56 0,32 0,57 0,38 0,03 Öppen yta 212 0,56 0,27 0,45 0,30 0,03 Öppen yta 213 0,38 0,17 0,27 0,18 0,02

Tabell 10. Tabellen redovisar ventilationsbehovet för respektive rum

Respektive rums totala luftflöde beräknas utifrån rummets area, personnärvaro och värden angivna i Tabell 10.

Ventilationsflödet för respektive rum beräknat utifrån AQ1 kravspecifikation resulterar i ett ca 50 % större flöde i förhållande till AQ2 flödesstorlek.

Rum med högt värmetillskott kräver ett högre luftflöde än det framräknade. Anledningen till detta är för att tillgodose kylbehovet. Framräknade och dimensionerande värden för respektive rums maxluftflöde med hänsyn till planlösning redovisas i Tabell 11 och Tabell 12.


29

Öppen planlösning

Rum Beräknat luftflöde [l/s] Slutgiltigt luftflöde [l/s] CAV/VAV

Slutgiltigt luftflöde [l/s] DCV

Kontor 101 -‐ 106 11,57 12 12 Kontor (stor) 131 23,15 24 26 Kontor (stor) 132 23,15 24 26 Kontor (stor) 133 23,15 24 26 Konferensrum 141 81,02 81 81 Konferensrum 142 115,74 116 116 Konferensrum 143 162,04 162 162 Kontorlandskap 151 115,74 116 116 Kontorlandskap 152 347,22 360 347 Kontorlandskap 153 321,5 313 313 Personalmatsal 201 231,48 232 232 Öppen yta 211 46,3 52 52 Korridor 171 23,77 26 26 Totalt: 1584 1602 1595

Tabell 11. Luftflöde för respektive rum och luftflödesprincip

Sluten planlösning

Rum Beräknat luftflöde [l/s] Slutgiltigt luftflöde [l/s] CAV/VAV

Slutgiltigit flöde [l/s] DCV

Kontor 101 -‐ 126 11,57 12 12 Kontor (stor) 131 23,15 24 26 Kontor (stor) 132 23,15 24 26 Kontor (stor) 133 23,15 24 26 Konferensrum 141 81,02 81 81 Konferensrum 142 115,74 116 116 Konferensrum 143 162,04 162 162 Personalmatsal 201 231,48 232 232 Öppen yta 211 46,3 52 52 Öppen yta 212 46,3 46 46 Öppen yta 213 69,44 165 240 Totalt: 1123 1238 1319

Tabell 12. Luftflöde för respektive rum och luftflödesprincip

Skillnaden i luftflöde mellan systemen är relativt liten och beror enbart på korrigeringar vid anpassning till produkter och kylbehov. Ett undantag förekommer, i rum 213 ökade luftflödet med ca 3-‐4 gånger dess framräknade resultat. Detta beror på att rum 213 är beläget vid sydost-‐fasaden som präglas av stora fönsterytor utan yttre solskydd.


30

Huvudskillnaden mellan de båda planlösningarna är Metod 3 -‐ Koldioxidhalten. Anledningen till detta är att det maximala antalet personer varierar för respektive typplanlösning. Det totala luftflödesbehovet för en byggnad varierar kraftigt beroende på utformningen av planlösningen, vilket redovisas i Tabell 13. Det totala luftflödet i den öppna planlösningen med rådande förutsättningar är ca 20 -‐ 30 % högre i förhållande till den slutna planlösningen. Värt att notera är att i den slutna planlösningen besitter DCV-‐systemet ett högre totalt luftflöde medans i den öppna planlösningen besitter CAV-‐ och VAV-‐systemet det högre värdet.

Luftflödesprincip Öppen planlösning [l/s] Sluten planlösning [l/s]

CAV/VAV 1602 1238

DCV 1595 1319

Tabell 13. Totalt luftflöde i respektive planlösning och princip

5.1.1 Energiförbrukning Energiförbrukningen som krävs för att tillfredsställa det ovanstående ventilations-‐ och kylbehovet illustreras i Diagram 1.

Diagram 1. Energiförbrukningen för samtliga ventilationssystem

Diagram 1 redovisar att energiförbrukningen är störst för CAV-‐systemet och minst för DCV-‐systemet, oavsett typplanlösning. Samtidigt konstateras att den öppna planlösningen generellt står för en större energiförbrukning än för den slutna planlösningen.

Det förekommer stora avvikelser mellan respektive system när faktorer som berör energiförbrukningen undersöks separat, dvs. ventilation alternativt kylbehovet. Exempelvis besitter CAV-‐systemet högst energiförbrukning med avseende på ventilation men lägst energiförbrukning gällande kyla oavsett rådande typplanlösning. En tydligare illustration av denna skillnad visas i Diagram 2.

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 200,00

Energiförbrukn

ing, M

wh/år

Kylaggregat

Luybehandlingsaggregat


31

Diagram 2. Energiförbrukning, ventilation kontra kyla

5.2 Ventilation-‐ och rörutformning I Bilaga 2 – Ventilationsritningar och Bilaga 3 – Rörritningar, redovisas ritningar gällande utformning av respektive ventilation-‐ och rörsystem.

Som tidigare nämnts utformades alla system enligt ringmatningsmetoden. Detta medför begränsade valmöjligheter gällande ventilationssystemets utformning. Ljuddämpare, brandgasspjäll och injusteringsspjäll för respektive våningsplan placeras i anslutning till schakten på alla ventilationssystemen.

Respektive ventilationssystem utrustas med kylbafflar i alla rum där kylbehov erfordras. Detta inkluderar samtliga rum med undantag av korridorer och vissa öppna ytor, som istället förses med tilluftsdon. I rum där lågt kylbehov och högt luftflöde förekommer kombineras kylbafflar och tilluftsdon, t.ex. i konferensrum. I dessa rum placeras kylbafflar för att uppfylla kylbehovet som sedan kompletteras med tilluftsdon för att tillgodose det resterande luftflödet.

Det totala antalet kylbafflar och tilluftsdon för respektive planlösning redovisas i Tabell 14. Notera att även om luftflödet för den öppna planlösningen är ca 20-‐ 30% större i förhållande till den slutna planlösningen, varierar ej antalet kylbafflar och tilluftsdon i samma utsträckning.

Ventilationssystem Öppen planlösning Sluten planlösning

CAV (36/10) (40/9)

VAV (36/10) (40/9)

DCV (33/10) (39/6)

Tabell 14. (Kylbafflar/Tilluftsdon) i respektive system

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

Energiförbrukn

ing, M

wh/år

Luybehandlingsaggregat

Kylaggregat


32

Information gällande respektive ventilationssytems luftbehandlingsaggregat redovisas i Tabell 15. Ytterligare information angående dimension, typ, antal och SFP-‐värde redovisas. Respektive ventilationssystem dimensioneras utifrån Boverkets byggregler berörande SFP-‐värdet.

Ventilationssystem Valt aggregat Antal aggregat SFP -‐ max SFP -‐ min SFP-‐enhet CAV -‐ Öppen Gold E RX -‐ 100 2 1,89 1,13 kW/(m3/s)

CAV -‐ Sluten Gold E RX -‐ 100 1 2,00 0,59 kW/(m3/s)

VAV -‐ Öppen Gold E RX -‐ 100 2 1,89 0,66 kW/(m3/s)

VAV -‐ Sluten Gold E RX -‐ 100 1 2,00 0,59 kW/(m3/s)

DCV -‐ Öppen Gold E RX -‐ 100 2 1,80 0,56 kW/(m3/s)

DCV -‐ Sluten Gold E RX -‐ 100 2 1,43 0,60 kW/(m3/s) Tabell 15. Val av luftbehandlingsaggregat

Rörutformningen utförs likadant för samtliga CAV-‐ och VAV-‐system, vilket beror på att samma typ av kylbaffel används. CAV-‐ och VAV-‐systemen utformas med en avstängningsventil och en injusteringventil placerad vid anslutningen mellan anslutningsröret till grenröret. En manuell reglerventil placeras i anslutning till respektive kylbaffel. DCV-‐systemets utformning sker på ett liknande sätt, bortsett från reglerventilen. I detta system sker en automatisk reglering av vattenflödet i kylbafflarna vilket gjorde att reglerventil ej krävdes.

5.2.1 CAV CAV-‐systemen utformas med kylbaffeln Parasol i samtliga kontor, konferensrum och personalrum. Utöver detta placerades tilluftsdon i konferensrum, personalrum och övriga rum som ej hade högt kylbehov. För att säkerställa rätt luftflöde till kylbafflarna placerades injusteringsspjäll innan varje kylbaffel. Med anledning av att luftflödet varierar i systemet under natten användes ett styrspjäll för reglering av luftflödet i anslutning till schaktet.

5.2.2 VAV Likt CAV-‐systemet utformas VAV-‐systemet utifrån samma principer och därmed förekommer likheter systemen emellan. VAV-‐systemet är utrustat med samma kylbafflar.

VAV-‐systemet kompletteras med ett VAV-‐spjäll, vilket placeras innan samtliga tilluftsdon. Detta resulterar i att luftflödet fram till tilluftsdonen kan regleras med hjälp av VAV-‐spjället och därmed skapa ett variabelt luftflöde. Efter VAV-‐spjällen placerades även en ljuddämpare för att förhindra eventuella ljudproblem.

VAV-‐systemet utformas med en annan typ av styrspjäll vid schaktet. Detta styrspjäll anpassar luftflödet i grenkanalen efter VAV-‐spjällens aktuella luftflöde. Där konstant luftflöde krävs, exempelvis i toaletter, placeras även ett styrspjäll för att kunna kompensera tryckförändringen i kanalsystemet.

5.2.3 DCV Dessa system utformas med variabelt luftflöde i tilluftsdon och kylbafflar, vilket resulterar i nya systemprodukter. Valet av produkt baseras på dess förmåga att reglera luftflödet och samtidigt


33

behålla tryckförhållandet i systemet. De valda produkterna inkluderar en inbyggd reglerfunktion av luftflödet, vilket resulterar i att injusteringsspjäll ej behövs. På samma sätt som i VAV-‐systemet utformades systemet med styrspjäll vid schakten, dock anpassades dessa efter samtliga produkters aktuella luftflöde.

5.3 LCC -‐ Lifscykelkostnadsanalys

5.3.1 Investeringskostnader I Tabell 16 och Tabell 17 redovisas investeringskostnaderna med avseende på ventilation, även information om hur kostnaderna fördelas mer specifikt inom respektive område framgår.

Ventilation CAV-‐öppen VAV-‐öppen DCV-‐öppen Material 3 366 052 kr 3 706 263 kr 5 494 742 kr Injustering 102 528 kr 105 408 kr 52 800 kr Montage 1 001 246 kr 1 018 123 kr 928 758 kr Projektering/projektledning 856 700 kr 948 100 kr 1 368 400 kr Övrigt 1 094 007 kr 1 186 125 kr 1 588 503 kr Totalt: 6 420 533 kr 6 964 019 kr 9 433 203 kr Tabell 16. Ventilationskostnaden för öppen planlösning.

Ventilation CAV-‐sluten VAV-‐sluten DCV-‐sluten Material 3 093 524 kr 3 347 870 kr 5 511 359 kr Injustering 100 800 kr 110 400 kr 44 160 kr Montage 1 021 836 kr 1 024 842 kr 856 242 kr Projektering/projektledning 896 600 kr 892 100 kr 1 368 400 kr Övrigt 1 049 191 kr 1 105 588 kr 1 575 421 kr Totalt: 6 161 951 kr 6 480 800 kr 9 355 582 kr Tabell 17. Ventilationskostnaden för sluten planlösning.

Värt att notera är att materialkostnaderna står för ca 50 -‐ 60 % av ventilationssystemets investeringskostnad. Tabellen redovisar att investeringskostnaden för DCV-‐systemet är betydligt högre än de resterande ventilationssystemen, för samtliga tyyplanlösnignar. Investeringskostnaden för CAV-‐ och VAV-‐systemet utgör ca 60 -‐70 % av DCV-‐systemets investeringskostnad.

Den huvusakliga kostnadsskillnaden utgörs främst av materialkostnader, ytterligare en skiljaktighet kan identifieras i respektive systems injusteringskostnad. Dessa skillnader kan förklaras av respektive ventiltionssystems komponenter. Detta då DCV-‐systemet består av inteligentare komponenter, där injusteringen främst sker per automatik vilket resulterar i en lägre injusteringskostnad. Dock medför inteligentare produkter en högre materialkostnad, vilket konstateras enligt ovanstående tabeller. DCV-‐systemens höga investeringskostnad kan även förklaras med att två luftbehandlingsaggregat utnyttjas i båda typplanlösningarna. För CAV-‐ och VAV-‐systemen utnyttjas ett luftbehandlingsaggregat i den slutna planlösningen och två luftbehandlingsaggregat i den öppna planlösnignen.

I Tabell 18 och Tabell 19 redovisas utförligt den totala investeringskostnaden för rörsystemet för respektive typplanlösning. Tabellerna påvisar att kostnaden för samtliga rörsystem är likartad. Till skillnad från den totala kostnaden gällande ventilation, är DCV-‐systemet för relevant typplanlösning


34

det billigast alternativet gällande rör. Den totala kostnaden är densamma för CAV-‐ och VAV-‐systemet och beror på typplanlösningarnas utformning. Detta medför att rörutformningen för sluten planlösningen är densamma för både CAV-‐ och VAV-‐systemet, samma konstaterande kan appliceras på den öppna planlösningen.

Rör CAV-‐öppen VAV-‐öppen DCV-‐öppen Material 922 248 kr 922 248 kr 928 520 kr Köpta tjänster 361 464 kr 361 464 kr 355 792 kr Montage 503 504 kr 503 504 kr 491 976 kr Projektledning 90 120 kr 90 120 kr 89 528 kr Övriga kostnader 433 384 kr 433 384 kr 429 720 kr Totalt: 2 310 720 kr 2 310 720 kr 2 295 536 kr Tabell 18. Rörkostnader för öppen planlösning.

Rör CAV-‐sluten VAV-‐sluten DCV-‐sluten Material 988 360 kr 988 360 kr 934 424 kr Köpta tjänster 380 672 kr 380 672 kr 366 824 kr Montage 526 560 kr 526 560 kr 517 920 kr Projektledning 95 544 kr 95 544 kr 91 752 kr Övriga kostnader 458 768 kr 458 768 kr 441 776 kr Totalt: 2 449 904 kr 2 449 904 kr 2 352 696 kr Tabell 19. Rörkostnader för sluten planlösning.

I Diagram 3 redovisas den totala investeringskostnaden för samtliga ventilationssystem, vilket inkluderar både rör-‐ och ventilationskostnader.

Diagram 3. Total investeringskostnad

Diagramet redovisar att ventilationskostnaden utgör huvuddelen av respektive ventilationssystems totalkostnad. Sammanfattningsvis konstateras även att DCV-‐systemet har en högre investeringskostnad oavsett typplanlösning. Även om skillnaden i investeringskostnad för CAV-‐ och

0 kr

2 000 000 kr

4 000 000 kr

6 000 000 kr

8 000 000 kr

10 000 000 kr

12 000 000 kr

14 000 000 kr

Total investeringskostnad

Rörkostnader

Venzlazonskostnader


35

VAV-‐systemet är marginell så konstateras att CAV-‐systemet är den förmånligaste investeringen för de båda typplanlösningarna.

5.3.2 Driftkostnader Driftkostnaderna beror enbart på energiförbrukningen, dvs. fläkt-‐ och kylaggregat. Respektive ventilationssystems energiförbrukning redovisas i Kapitel 5.1.1 -‐ Energiförbrukning. Elpriset är samma för både kylaggregat och fläktaggregat, vilket medför att förhållandet mellan energiförbrukning och driftkostnaden ej förändras. Diagram 4 visar de slutgiltiga driftkostnaderna för respektive ventilationssystem och typplanlösning.

Diagram 4. Energikostnad för ventilationssystemen

Diagramet påvisar att CAV-‐systemen besitter störst driftkostnad för samtliga planlösningar. DCV-‐systemen har lägst driftkostnad, vilket kan förklaras av den avancerade hanteringen av ventilationssflödet.

5.3.3 Underhållskostnader Den totala underhållskostnaden per år beskrivs i Diagram 5 för respektive ventilationssystem.

0 kr

20 000 kr

40 000 kr

60 000 kr

80 000 kr

100 000 kr

120 000 kr

140 000 kr

DriTko

stna

der [kr/år]

Total driTkostnad


36

Diagram 5. Underhållskostnader/år för respektive system

Resultatet visar att DCV-‐systemen besitter en hög underhållskostnad jämfört med CAV-‐ och VAV-‐systemen, oavsett planlösning. Värt att notera är att även om DCV-‐systemen utformas med mindre antal tilluftsdon och kylbafflar är underhållskostnaderna betydligt större än de resterande ventilationssystemen. Likartad situation råder när en jämförelse utförs mellan CAV-‐ och VAV-‐systemen. De båda systemen besitter samma antal tilluftsdon och kylbafflar, dock skiljer sig underhållskostnaden något systemen emellan. Skillnaden i underhållskostnad mellan CAV-‐ och VAV-‐systemen består utav underhåll av VAV-‐spjällen.

5.3.4 Totalkostnad Investerings-‐, drift-‐ och underhållskostnaderna är de centrala faktorerna i livscykelkostnadsanalysen. Diagram 6 – 11 redovisar samtliga ventilationssystems kostnadsfördelning efter 20 års tid. Kostnaderna är beräknade med prisökning och kalkylränta som redovisas i Kapitel 4.7 – LCC – Livscykelkostnadsanalys.

0 kr 2 000 kr 4 000 kr 6 000 kr 8 000 kr 10 000 kr 12 000 kr 14 000 kr 16 000 kr 18 000 kr

Und

erhå

llsko

stna

d [kr/år]

Total underhållskostnad

19%

2%

79%

Kostnadfördelning CAV -‐ Öppen planlösning

Energi Underhåll Investering

16% 2%

82%

Kostnadfördelning CAV -‐ Sluten planlösning



37

Diagram 6-‐11. Kostnadsfördelning för respektive ventilationssystem efter 20 år

Enligt ovanstående diagram konstateras att investeringskostnaden är en betydande del av den totala kostnaden. Den utgör cirka 80-‐90 % av den totala kostnaden vid år 20 för samtliga ventilationssystem oavsett planlösning. Värt att notera är att underhållskostnaden utgör endast 2 % av den totala kostnaden för samtliga system vid år 20, även om underhållskostnaden varierar systemen emellan.

Om en jämförelse utförs med avseende på ett specfikt ventilationssystem fastställs att driftkostnaden är större för den öppna planlösningen i förhållande till den slutna planlösningen. Samtidigt som investeringskostnaden är större i den slutna planlösningen än i den öppna planlösningen.

CAV-‐öppen

VAV-‐öppen

DCV-‐öppen

CAV-‐sluten

VAV-‐sluten

DCV-‐sluten

Kapitalvärdes-‐kvot 1,27 1,22 1,15 1,21 1,16 1,11

Tabell 20. Kapitalvärdekvot, Total kapitalvärdeskvot/investering

Tabell 20 ovan visar kaptialvärdeskvoten vid en livslängd på 20 år. DCV-‐systemen har lägst kvot, dvs. högsta investeringen i förhållande till drift-‐ och underhållskostnaderna. En kvot på 1,0 resulterar i att investeringen är lika stor som drift-‐ och underhållskostnadernas kapitalvärde.

16% 2%

82%

Kostnadfördelning VAV -‐ Öppen planlösning


12% 2%

86%

Kostnadfördelning VAV -‐ Sluten planlösning


11% 2%

87%

Kostnadfördelning DCV -‐ Öppen planlösning


7% 2%

91%

Kostnadfördelning DCV -‐ Sluten planlösning



38

Diagram 12 och Diagram 13 redogör för den totala kapitalvärdeskostnaden för respektive luftflödesprincip som en funktion av tiden. Utifrån diagramen kan även det kostnadseffektivaste ventilationssystemet identifieras.

Diagram 12. Kapitalvärdeskostnad efter x antal år

Diagram 13. Kapitalvärdeskostnad efter x antal år

Som Diagram 12 redovisar är det ekonomiskt lönsamt att välja CAV-‐systemet som ventilationssystem för öppen planlösning. Bedömningen utgår från det givna tidsintervallet, vilket betyder att annat ventilationssystem kan vara kostnadseffektivare om intervallet ökas.

Diagram 13 redovisar att båda CAV-‐ och VAV-‐systemet bör övervägas vid val av ventilationssystem för sluten planlösning. Valet av ventilationssystem bör beakta det aktuella projektets livslängd.

0 kr

2 000 000 kr

4 000 000 kr

6 000 000 kr

8 000 000 kr

10 000 000 kr

12 000 000 kr

14 000 000 kr

16 000 000 kr

1 6 11 16 21 26 31 36 41

Total kostnad

, kr

År

Öppen planlösning

CAV-‐öppen

VAV-‐öppen

DCV-‐öppen

0 kr

2 000 000 kr

4 000 000 kr

6 000 000 kr

8 000 000 kr

10 000 000 kr

12 000 000 kr

14 000 000 kr

16 000 000 kr

1 6 11 16 21 26 31 36 41

Total kostnad

, kr

År

Sluten planlösning

CAV-‐sluten

VAV-‐sluten

DCV-‐sluten


39

Diagramet påvisar att det är fördelaktigt att välja CAV-‐systemet inledningsvis, dock när livslängden ökas övergår det kostnatseffektivaste ventilationssystemet till att bli VAV-‐systemet.

I Diagram 14 och Diagram 15 redovisas samma resultat dock med en fördubbling av elpriset år 0.

Diagram 14. Kapitalvärdeskostnad efter x antal år med en fördubbling av elpriset

Diagram 15. Kapitalvärdekostnaden efter x antal år med en fördubbling av elpriset

En fördubbling av elpriset ger att VAV-‐principen snabbare blir det kostnadseffektivaste, dock är DCV-‐principen den klart dyraste.

0 kr

2 000 000 kr

4 000 000 kr

6 000 000 kr

8 000 000 kr

10 000 000 kr

12 000 000 kr

14 000 000 kr

16 000 000 kr

18 000 000 kr

1 6 11 16 21 26 31 36 41

Total kostnad

, kr

År

Öppen planlösning

CAV-‐öppen

VAV-‐öppen

DCV-‐öppen

0 kr

2 000 000 kr

4 000 000 kr

6 000 000 kr

8 000 000 kr

10 000 000 kr

12 000 000 kr

14 000 000 kr

16 000 000 kr

18 000 000 kr

1 6 11 16 21 26 31 36 41

Total kostnad

, kr

År

Sluten planlösning

CAV-‐sluten

VAV-‐sluten

DCV-‐sluten

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 6 – Slutsats och diskussion

40

Slutsats och diskussion

5.4 Slutsats Om man antar en livslängd på 20 år anses alltså CAV-‐principen vara den kostnadseffektivaste i den öppna planlösningen och VAV-‐principen den kostnadseffektivaste i den slutna. DCV-‐system är klart den kostsammaste principen på båda planlösningarna. Detta även om livslängden på ventilationssystemen ökas till 40 år och ingen annan förändring inträffar. Huvudorsaken till detta resultat är fördelningen mellan investerings-‐, drift-‐ och underhållskostnaden.

Investeringskostnaden är otvivelaktigt den största kostnaden i livcykelanalysen och har därför ett väldigt stort inflytande på valet av luftflödesprincip. Anledningen till att VAV-‐principen anses vara den kostnadseffektivast beror på CAV-‐ och VAV-‐systemens liknande utformning. Detta resulterade i en margniell skillnad i investeringskostnad mellan CAV-‐ och VAV-‐systemen. Om jämförelser angående investeringskostnaden utförs mellan planlösningar påträffas ingen markant skillnad. Detta beror huvusakligen på att CAV-‐ och VAV-‐systemen består av ett likartat antal komponenter, vilket påverkar materialkostnaden som är den betydande faktorn i investeringskostnaden.

Driftkonstnaden har visat sig ha mindre betydelse i valet av luftflödesprincip än vad tidigare förmodat, dock ser man stora skillnaden i driftkostnaden mellan luftflödesprinciperna. Som resultatet visar har CAV-‐systemet de högsta driftkostnaderna och DCV-‐systemet de lägsta, oberoende planlösning. Även om luftflödena är ca 20 % högre i den öppna planlösningen är besparingen i driftkostnad densamma. Förklaringen bakom detta ligger i att CAV-‐system med konstant luftflöde anpassas bättre till en öppen planlösning där variationerna är mindre under dagen. DCV-‐systemen kan i sin tur minska energiförbrukningen genom att minska luftflöde i mindre kontor där ingen vistas.

Underhållskostnaden ses som den kostnaden med minst betydelse vid valet av luftflödesprincip. Att nämna är dock att med ökad livslängd ökas risken för bristfälliga systemkomponenter, vilket inte beaktas i denna rapport.

Det dimensionerande ventilationsbehovet beräknades utifrån de tidigare beskrivna metoderna. Metod 1 – Schablonmetoden och Metod 3 – Koldioxid, AQ1 resulterade i betydligt högre luftflöden än de resterande metoderna. Luftflöden erhållna från dessa metoder försakades i denna rapport med andledningen av de orealistiska värdena och därmed uteslöts från vidare undersökning. Fortsatt undersökning av dessa metoder hade resulterat i en dyrare driftkostnad och möjligvis ett bristfälligt inneklimat. Samtidigt hade en ökning av systemkomponenternas dimensioner krävts för att tillgodose ventilationsbehovet, vilket resulterar i en ökad investeringskostnad.

Ringmatningsutformningen är att föredra i liknande situationer som behandlas i denna rapport. Utformningen underlättar vid tillbyggnad av det befintliga systemet vilket resulterar i ekonomiska fördelar, samtidigt påverkas inte nödvändigtvis systemet när de inre förutsättningarna förändras, tex om innerväggar omplaceras.

DCV-‐systemet målas upp som det kostnadseffektivaste ventilationssystemet med avseende på den ekonomiska driftkostnaden. Dock motbevisar resultatet detta argument, då den höga investeringskostnaden motverkar den effektiva driftens lönsamhet. CAV-‐ och VAV-‐systemen


41

resulterade i de kostnadseffektivaste lösningarna och uppfyller samtliga krav gällande det termiska klimatet och luftkvaliten, men inomhusmiljön kan ändå uppfattas som bristfällig. Detta då principerna inte anpassas fullt ut efter rådande förhållanden.

Att konstruera ett ventilationssystem som tillfredsställer samtliga personer är omöjligt. Detta då upplevelsen av inneklimatet är relativ och helt beroende på person.

5.5 Diskussion Utformningen av ett ventilationssystem är komplext och berör flera betydande parametrar som ej hanteras i denna rapport. Rapporten berör endast ventilation-‐ och rörutformning för behandlade typplanlösningar. Detta resulterar i att viktiga delar så som uppvärmningssystemet har försakatas, som påverkar de slutgiltiga kostnaderna olika beroende på luftflödesprincip.

“Duct design is an art as much as it is a science.” (Energy design resources, 2009). Vilket innebär att det finns flera tillvägagångssätt och lösningar till ett problem. Samtidigt avviker den ena situationen från den andra, vilket medför att det inte finns en standard utformning gällande ventilationssystem och dess systemkomponenter. I arbetet studeras två skilda typplanlösningar som är baserade på två skilda situationer för kontorsverksamhet. I verkligheten förekommer naturligtvis kombinationer av dessa typplanlösningar.

I denna rapport eftersträvas en likartad utformning av respektive system för att minimera avikelser i resultatet och därmed göra samtliga system jämförbara. Detta resulterar i att systems utformning i denna rapport kan skilja sig mot hur en verklig utformning skulle utföras. Ventilationssystemens utformning påverkas av flera bidragande faktorer, även om hänsyn tas till samtliga faktorer bör valet av luftflödesprincip anses vara en de viktigaste. Luftflödesprincipernas definition kan anses diffus och komplicerad. En av anledningarna kan vara att luftflödesprinciperna i många fall kombineras och därmed skapa tvivelaktigheter gällande dess funktion och verksamhetsområde. Skillnaden mellan definition och hur luftflödesprincipen används skapar ett dilemma om vilka förutsättningar som skall beröras för respektive luftflödesprincip. Dessa tveksamheter har präglat hela arbetsgången och har under flera intervjuer förstärkts.

Byggnadens yttre och inre förutsättningar som ligger till grund för denna analys kan anses vara extrema. De stora glaspartierna gav t.ex. ett mycket högt påslag på kyleffekten. Detta tillsammans med sättet regleringen av kyleffekten utfördes på gav stor inverkan på energiförbrukningen för respektive system. Ett av syftena med DCV-‐system är att luftflödet skall reduceras när kylbehovet är lågt. I detta fall var kylbehovet högt, vilket resulterade i en negativ effekt på DCV-‐systemets möjlighet till energivinst.

I denna rapport har även uppvärmningskostnader exkluderas. Dessa kostnader påverkar förstås driftkostnaden och därmed hade ett annat resultat erhållits. Uppvärmningskostnaden hade troligen gynnat DCV-‐systemen mer än de övriga systemen då systemet anpassas efter rådande behov och därmed minimeras risken för t.ex. överventilation av rummet.

Begränsningar i programvara har gjort att den realistiska personnärvaron inte har kunnat uppfyllas till fullo. Detta påverkar samtliga system, dock påverkas DCV-‐systemet mest och därigenom är detta en bidragande effekt till driftekonomin. Beräkningen av kylbehovet utfördes på den syd-‐västra halvan


42

av byggnaden, dvs. den mest solutsatta delen. Detta har påverkat resultatet då den syd-‐västra halvan av bygganden har används som referensplan för samtliga delar av byggnaden.

Ventilationsbehovet beräknades som tidigare nämnt genom olika metoder och dimensionerande ventilationsbehovet blev sedan metoden som gav högst luftflöden. Metod 1 – Schablonmetoden och Metod 3 – Koldioxid, AQ1 gav båda betydligt högre luftflöden än resterande metoder. Efter diskussion med handledare på Bravida och diskussionen som gjordes i Kapitel 1.4.1 -‐ Diskussion beslutades att dessa värden var orimliga och uteslöts därmed från vidare undersökning.

I investeringskostnaden för respektive ventilationssystem inkluderas även av vinsten, vilket medför att kostnaden är något högre än verkliga värdet. Dock bör denna parameter beaktas i undersökningen då entreprenören kräver en viss ekonomisk ersättning för sitt arbete.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Referenser


Referenser

Muntliga referenser Lövgren, P: Lövgren, Peter. Filialchef – Ventilation. Bravida.

Björnesparr, E: Björnesparr, Erika. Marknadschef – Stab. Bravida.

Elektroniska referenser Arbetsmiljöverket, 2009: AFS 2009:2 – Arbetsmiljöverkets föreskrifter om arbetsplatsens utformning samt allmänna råd om tillämpningen av föreskrifterna. http://www.av.se/dokument/afs/afs2009_02.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐24) Arbetsmiljöverket, 2013: AFS 2013:3 – Arbetsmiljöverkets föreskrifter om ändring i Arbetsmiljöverkets föreskrifter (AFS 2009:2) om arbetsplatsens utformning http://www.av.se/dokument/afs/afs2013_03.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐24) Arbetsmiljöverket, 2014: Hur stor arbetsyta bör man ha på ett kontor? http://www.av.se/fragorochsvar/475.aspx (Hämtad 2014-‐04-‐15) Boverkets byggnadsregler, 1998: BFS 1998:38 – Boverkets författningssamling – Boverkets föreskrifter om ändring i verkets byggregler. https://rinfo.boverket.se/BBR%5CPDF%5C1998-‐38BBR7.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐28) Boverkets byggnadsregler, 2007: Indata för energiberäkningar i kontor och småhus – En sammanställning av brukarrelaterad indata för elanvändning, personvärme och tappvarmvatten. http://www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2007/Indata_for_energiberakning_i_kontor_och_smahus.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐18) Boverkets byggnadsregler, 2011a: BFS 2011:26 – Boverkets föreskrifter om ändring i verkets byggregler (2011:6) – föreskrifter och allmänna råd https://rinfo.boverket.se/BBR/PDF/BFS2011-‐26-‐BBR19.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐29)


45

Boverkets byggnadsregler. 2011b: Får man reducera ventilation i ett rum i en lägenhet om rummet inte används? http://www.boverket.se/Kontakta-‐oss/Fragor-‐och-‐svar/Boverkets-‐byggregler-‐BBR/Avsnitt-‐6-‐Hygien-‐halsa-‐och-‐miljo/Luft-‐och-‐ventilation/Far-‐man-‐reducera-‐ventilation-‐i-‐ett-‐rum-‐i-‐en-‐lagenhet-‐om-‐rummet-‐inte-‐anvands-‐BBR-‐6251-‐/ (Hämtad 2014-‐04-‐29) Boverkets byggnadsregler. 2013: OVK-‐Vilka byggnader och när? http://www.boverket.se/Bygga-‐-‐forvalta/Bygga-‐andra-‐och-‐underhalla/Obligatorisk-‐ventliationskontroll/OVK-‐-‐-‐Vilka-‐byggnader-‐och-‐nar/ (Hämtad 2014-‐05-‐10) Bravida, 2014a: Energifrågan i fokus på växande marknad http://www.bravida.com/Om-‐Bravida1/Marknad/ (Hämtad 2014-‐04-‐22) Bravida, 2014b: Om Bravida Sverige. http://www.bravida.se/Om-‐Bravida/ (Hämtad 2014-‐04-‐22) Bravida, 2014c: En scen som underhåller. Dygnet runt. http://www.bravida.se/Sa-‐arbetar-‐vi/Referenscase/En-‐scen-‐som-‐underhaller-‐Dygnet-‐runt/ (Hämtad 2014-‐04-‐22) Bravida, 2014d: Lapplands underjordiska stad -‐ Kiirunavaara http://www.bravida.se/Sa-‐arbetar-‐vi/Referenscase/Kiirunavaara-‐-‐Lapplands-‐underjordiska-‐stad/ (Hämtad 2014-‐04-‐22) Effektiv, 2001: Nilsson, P. E – Komfortkyla http://www.effektiv.org/pdf_filer/Rapport%202001-‐01.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐24) Energy design resources, 2009. Energydesignresources -‐Advanced Variable Air Volume VAV System Design Guide. http://energydesignresources.com/media/2651/EDR_DesignGuidelines_VAV.pdf?tracked=true (Hämtad 2014-‐04-‐10) Folkhälsomyndigheten, 2013: Inomhusmiljö http://www.folkhalsomyndigheten.se/amnesomraden/halsoskydd-‐och-‐miljohalsa/inomhusmiljo/ (Hämtad 2014-‐04-‐25) MagiCAD, 2014:


46

MagiCAD i korthet. http://www.magicad.com/sv/content/magicad-‐i-‐korthet (Hämtad 2014-‐05-‐02) Pilkington, 2014: Högt ljusinsläpp och briljant solskydd. http://se.ebulletin-‐pilkington.com/files/amf_pilkington_glass/workspace_8/Linked_files/D-‐Suncool_66-‐33.pdf (2014-‐04-‐20) Swegon, 2006: e.r.i.c – Teknikansnitt http://www.swegon.com/Global/PDFs%20Archive/Flow%20Control/e.r.i.c/General/_sv/e.r.i.c._system_technology.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐28) Swegon, 2007: Teknikavsnitt -‐ Vattenburna klimatsystem http://swegon.com/Global/PDFs/Waterborne%20climate%20systems/General/_sv/Climate-‐tech.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐23) Swegon, 2010: WISE Projekthandbok – Teknisk för dokumentation för projektörer, injusterare och driftstekniker. http://www.swegon.com/Global/PDFs/Flow%20control/WISE/_sv/WISE-‐Projectmanual.pdf (Hämtad 2014-‐05-‐02) Swegon, 2013: Översikt – Behovsstyrd ventilation http://www.swegon.com/Global/PDFs/Flow%20control/Demand%20controlled%20ventilation/_sv/DCV-‐overview.pdf (Hämtad 2014-‐04-‐28) Swegon, 2014b: ADAPT Parasol b – Energibesparande komfortmodul till Swegons system WISE för behovsstyrd ventilation http://www.swegon.com/Global/PDFs/Flow%20control/WISE/_sv/ADAPT_Parasol.pdf (Hämtad 2014-‐05-‐02) Vattenfall, 2014: Jämför elpriser och elavtal http://www.vattenfall.se/sv/elpriser-‐teckna-‐elavtal.htm/papp/mac:6930/ma-‐vf_se-‐orderflow/ProductSelection.action?orderMode=true&submitPostalCode=&orderFlow.personal.postalCode=12058&_sourcePage=6pLuT92oe2PcVaTt0wTokJyaPu_dWAlYcxW8-‐4z5etB6VqSkBN8ahw%3D%3D& (Hämtad 2014-‐05-‐10)

Tryckta referenser Dahlblom och Warfvinge, 2010: Dahlblom, M och Warfvinge, C (2010) Projektering av VVS-‐installationer. Lund: Studentlitteratur AB


47

Fläkt Woods, 2009: Fläkt Woods (2009) Teknisk handbok – Luftbehandlingsteknologi Holmberg, 2009: Holmberg, S (2009) Installationsteknik och energi. Haninge: KTH-‐Haninge. Maripuu, 2009: Maripuu, M.-‐L (2009)Demand Controlled Ventilation (DCV) Systems in Commercial Buildings.Göteborg:Chalmers University of Techology. Skärvad och Olsson, 2011: Skärvad, P-‐H och Olsson, J (2011) Företagsekonomi 100. Malmö: Liber AB. Swegon, 2014a: Swegon (2014) Teknikguide för inneklimat.

VAL AV VENTILATIONSSYSTEM FÖR KONTORSVERKSAMHET Kapitel 8 – Bilagor

Bilagor

examenarbete - val av ventilationssystem för kontorsverksamhet739742/fulltext01.pdf · val av...

Documents