Syrjäytysilmanvaihdon vyöhykemalli liikerakennuksissa

Natalia Lastovets

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Syrjäytysilmanvaihdon mitoitus perustuu yleensä suunnitellun oleskeluvyöhykkeen lämpötilan hallintaan. Lämpötasapainoon perustuvaa menetelmää käytetään syrjäytysilmanvaihdon suunnittelemassa, kun ylikuumeneminen on ensisijainen sisäilmaongelma. Pystysuuntainen lämpötilagradientti DV-järjestelmissä lasketaan yleensä kiinteäparametrisillä vyöhykemalleilla. Tarkan huonetilan lämpötilakerrostuman määrittäminen on tärkeä syrjäytysilmanvaihdon suunnittelussa, koska se liittyy suoraan tuloilmavirran mitoitukseen. Tämä tutkimus keskittyy lämpötilakerrostumamallinnukseen ja tuloilmavirran suunnitteluun huoneissa, joissa on syrjäytysilmanvaihto. Käytetyt tutkimusmenetelmät ovat fysikaaliset mittaukset ja mallintamismenetelmät. Mittaukset jatkuvuustilan olosuhteissa tyypillisillä konvektiolämpökuormilla, lämpökuormitusyhdistelmillä ja huonekorkeuksilla osoittivat, että suurin osa pystysuorasta lämpötilagradientista tapahtuu huoneen alaosassa. Tutkimus paljasti myös, että yleisesti käytetyt lineaarisen lämpötilakerrostumaan perustuvat mallit eivät pysty arvioimaan tarkasti huoneilman lämpötilagradienttia. Tuloksena oleskeluvyöhykkeen laskettu ilman lämpötila voi poiketa todellisesta lämpötilasta 2-3° C, mikä heikentää lämpöviihtyvyyttä ja johtaa jäähdytysjärjestelmien alimitoitukseen. Kehitetty stationaarisen monivyöhykemalli ottaa huomioon lämpökuormien tyypit ja sijainnit ja pystyy ennustamaan tarkasti lämpötilakerrostuman tiloissa, joissa syrjäytysilmanvaihtoa on käytetty. Käytännön sovelluksissa stationaaritilannetta ei kuitenkaan esiinny ja huoneiden lämpökuormat vaihtelevat merkittävästi käyttöjakson aikana. Lisäksi rakenteiden terminen massa vaikuttaa huoneilman lämpötilaan. Tässä tutkimuksessa esitellään uusi dynaamisen syrjäytysilmanvaihdon laskentamalli, jonka tuloksia verrataan perinteiseen menetelmään muutamassa tyypillisessä sovelluskohteessa. Tutkimuksessa esitetään rakenteiden dynaamisten mallien parametrien kalibrointimenetelmä simulaatio-ohjelmiston IDA-ICE avulla. Dynaamista mallia verrattiin mittaustuloksiin, joissa syrjäytysilmanvaihtoa on käytetty. Dynaaminen syrjäytysilmanvaihdon suunnittelun monivyöhykemalli pystyy ottamaan huomioon rakennuksen termisen massan ja vaihtelevien sisäisten lämpökuormien vaikutuksen pystysuuntaiseen lämpötilakerrostumaan. Raskaissa rakenteissa dynaamisen mallin avulla laskettu tuloilman ilmavirta voi olla jopa 50% pienempi kuin stationaarisin malleilla laskettu ilmavirta. Dynaamista mallia voidaan soveltaa syrjäytysilmanvaihdon suunnittelussa erilaisissa sovelluksissa, joissa lämpökuormat vaihtelivat ja terminen massa aiheuttaa merkittävän vaikutuksen. Dynaamisen mallin avulla voidaan pienentää merkittävästi tarvittavan ilmanvaihtojärjestelmän mitoitusilmavirtaa, mikä voi vähentää investointikustannuksia ja puhaltimen sähkönkulutusta.
Julkaisun otsikon käännösSyrjäytysilmanvaihdon vyöhykemalli liikerakennuksissa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Kosonen, Risto, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0172-0
Sähköinen ISBN978-952-64-0173-7
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • syrjäytysilmanvaihdon suunnittelu
  • ilmamäärän mitoitus
  • lämpötilakerrostuma
  • vyöhykemalli
  • lämpötilaperusteinen ilmanvaihdon suunnittelu

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Syrjäytysilmanvaihdon vyöhykemalli liikerakennuksissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä