Energibesparelser i børneinstitutionser med optimal ventilationsteknisk løsning

Bygningsreglernentet kræver, at dag- og døgninstitutioner ventileres med mekaniske ventilationsanlæg med både indblæsning og udsugning. Der er dog opført nogle institutioner med naturlig ventilation, hvor kravene fraviges uden nogen systematisk dokumentation for hverken energibesparelser eller opnåelse af et tilfredsstillende indeklima. Naturlig ventilation kan spare energi, bl.a. el til drift af ventilatorer, men bør også være energibesparende ud fra en total betragtning og bør ikke forringe indeklimael for børn og voksne i institutionerne. Et 'frit' valg af ventilationsteknisk løsning bør optimeres efter løsningens ydeevne og tilpasses de lokale forudsætningcr. Derfor fokuserer dette projekt på 1) sammenlignende målinger af indeklima og energiforbrug i institutioner med mekanisk hhv. naturlig ventilation samt interview med personale i disse institutioner og registrering af børnenes eksponeringsmønster og 2) udføre simuleringer af udvalgte indeklimaparametre og energiforbrug i modelinstitutioner. Forskningsarbejdet i dette forslag har en eksplorativ, tværfaglig og interdisciplinær karakter. Der udvælges 8 børneinstitutioner, heraf fire med mekanisk ventilation og fire med naturlig ventilation. I de 8 institutioner gememføres mållinger af indeklima og registrering af energiforbrug og børnenes eksponeringsmønster. Derefter udvælges to institutioner med hhv. mekanisk og naturlig ventilation med henblik på en teoretisk undersøgelse af alternative ventilationsløsninger. I disse gennemføres en mere detatjeret måleserie og registrering af energiforbruget på forskellige systemer, fordelingen af forbrug over tid, sammenhørende værdier af forbrug og indeklima, institutionens anvendelse, styring af de tekniske systemer osv. Der foretages relevante akustiske målinger til vurdering af, hvordan de ventilationstekniske løsninger påvirker bygningens samlede støjmæssige egenskaber. Der foretages i begrænset omfang observationer af småbørns reaktioner på indeklimaet. Endelig interviewes personalet om deres egen opfattelse af ventilationssystemer og indeklima og deres opfattelse af børnenes reaktioner. SBi og AAU bar udviklet et modul til bygningssimuleringsværktøjet BSIM, der gør det muligt i bygninger med naturlig ventilation at beregne de dynamiske luftstrømningsforhold i bygningen samtidig med bygningens termiske funktion. Der opstilles en beregningsmodel, der kalibreres i forhold til målingerne, så det sikres, at beregningsresultatet for den aktuelle situation svarer ti1 miløresultaterne. Den kalibrerede model benyttes til analyse af alternative ventilationsløsninger. Der foretages teoretiske beregninger af de totale energiforbrug, dvs. til opvarmning af udeluft, til drift af ventilatorer, til varmetab fra kanaler samt ekstra varmetab som følge af større bygningsvolumen. Der sker en sammenligning mellem beregnede energiforbrug og registrerede forbrug. Beregnede energiforbrug vurderes tillige i forhold ti1 det opnåede indeklima, her især termisk og atmosfærisk indeklima. Forskelle i indeklima vurderes på baggrund af beregning (Computational Fluid Dynamics el lign.) af temperatur- og forureningsfordeling i bygningen. Beregnede forhold vurderes her også i forhold til foretagne målinger og observationer. Der findes i dag ingen systematisk dokumentation for, om energibesparelser ved indførelse af naturlig ventilation kan opnås i praksis, endsige om der kan opnås af et tilfredsstillende indeklima. Dette gælder for så vidt både kontor- som institutionsbyggeri. Dette projekt vil for børneinstitutioner tilvejebringe denne viden dels gennem måling og vurdering af indeklimaet i 8 børneinstitutioner og dels gennerm detaljerede teoretiske beregninger af alternative systemløsningers betydning for energiforbruget i to udvalgte velfungerende bygninger. Projektets forskningsfaglige styrke ligger i den interdisciplinære tilgang og kombinationen af praktiske mållinger og teoretiske beregninger. Dette giver foruden ovennævnte viden også mulighed for at vurdere, i hvor høj grad det er muligt på projekteringstidspunktet teoretisk at beregne en bygnings energiforbrug samt om beregningsnøjagtigheden kan tillægges samme værddi for bygninger med naturlig ventilation som for bygninger med mekanisk ventilation. Projektet vil også være nyskabende i forhold til at beskrive indeklimaet ud fra børnenes (primære brugere) præmisser, både hvad angår komfort og sundhed og ikke ud fra en arbejdsmiljømæssig synsvinkel