Sisäilman virtauksen ominaispiirteet suurilla lämpökuormilla

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Terveellinen, viihtyisä ja älykäs sisäympäristö on keskeinen tavoite kokonaisvaltaisessa hyvinvoinnissa. Tämä on myös kehittyneiden LVI-järjestelmien tavoite. Ilmanjaossa tärkeä asia on se miten ihmisille tuotetaan puhdasta sisäilmaa ja ylläpidetään lämpöviihtyvyyttä. Sen takia tässä väitöskirjassa tarkastellaan sisäilman virtauskentän ominaispiirteitä erilaisilla lämpökuormilla. Käytetyt tutkimusmenetelmät ovat kokeellinen tutkimus ja numeerinen mallinnus. Tutkimuksen motivaationa oli löytää uutta tietoa virtauskentän ominaispiirteistä ja ilman liikkeestä suurissa tiloissa. Tutkimuksen tärkeä tavoite oli luoda fysikaalinen perusta sisäilman virtauskentän ominaispiirteille ja tarkastella lämmönlähteiden voimakkuuden ja lämmönlähdejaon vaikutusta virtauskenttään oleskeluvyöhykkeellä. Tasaisesti jaettu alakattoilmanjako mahdollisti paikallisesti pienellä liikemäärällä virtaavan tuloilman oleskeluvyöhykkeelle, joka häiritsee vähän lämmönlähteiden nostevoimavirtauksia. Virtauskentän ominaispiirteitä voidaan käyttää arvioimaan virtauskentän ominaisuuksia, säännönmukaisuuksia ja suhteita, joita voidaan tunnistaa mitatusta ja mallinnetusta datasta. Näin matemaattisia malleja voidaan tutkia ja kehittää uusia mittareita. Sisäilman ominaispiirteitä tarkastellaan laboratoriomittauksissa ja kenttämittauksissa. Laskennallista virtausdynamiikkaa käytetään ennakoimaan todennäköisiä virtausolosuhteita yksityiskohtaisesti annetuilla reunaehdoilla. Kokeellinen tutkimus viittaa siihen, että suurempi lämpökuorma kasvattaa keskimääräistä ilman nopeutta, paikallisten keskinopeuksien välistä keskihajontaa sekä hetkellisten nopeuksien keskihajontaa. Epäsymmetrinen lämmönlähdejako aiheutti ilman kiertoliikkeen tilan toiselle puolelle mitä ei havaittu symmetrisellä lämmönlähdejaolla. Tulokset osoittivat siten selkeän syy-seuraus suhteen lämmönlähteiden ja sisäilman virtauskentän välillä. Lisäksi lämmönlähteiden pienentämisen merkitys on tärkeää, kun tavoitteena on vedontunteen minimointi. Siten lämpöympäristön A-luokka on hyvin vaikea saavuttaa EN ISO 7730 standardin mukaisesti. Monitoimiareenassa sisäilman primäärivirtauksiin vaikuttivat merkittävästi ilmanvaihtokoneiden tuloilmamäärät, sisäilman lämpötilaerot, liikuteltavan katsomo-osan asento sekä ala- ja yläilmanjaon osuudet. Pienessä jäähallissa ilma oli lähes paikallaan kaukalossa ja merkittäviä virtauksia havaittiin jäähallin ylemmässä vyöhykkeessä. Sisäilman virtauksen ominaispiirteet tuottavat parametreja ilmavirtausten, lämpöolojen ja vetoriskin arviointiin. Näitä parametreja tarvitaan tulevaisuudessa, kun arvioidaan sisäympäristön laatua yhdistämällä mitattua, mallinnettua ja koettua tietoa. Näin sisäilman virtauskentän ominaispiirteet ovat osa ihmisten hyvinvointia ja suorituskykyä sisäympäristössä. Tulevaisuuden tavoitteet terveellisestä, viihtyisästä ja älykkäästä sisäympäristöstä voidaan saavuttaa hyödyntämällä tekoälyä.
Julkaisun otsikon käännösSisäilman virtauksen ominaispiirteet suurilla lämpökuormilla
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Kosonen, Risto, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8313-1
Sähköinen ISBN978-952-60-8314-8
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • sisäilman virtaukset
  • lämpöolosuhteet
  • virtauskentän ominaissuureet
  • konvektiiviset virtaukset
  • virtausten vuorovaikutus
  • lämpökuorma
  • ilmanjako

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Sisäilman virtauksen ominaispiirteet suurilla lämpökuormilla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä