Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon potentiaalit asuinrakennuksissa hiilidioksidipitoisuuksien ja MET-arvojen kannalta tarkasteltuina

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää ja tutkia asuinrakennuksissa ihmisen hiilidioksidin tuottoa, ulkoilman hiilidioksidipitoisuuden tasoa ja näiden vaikutusta tarpeenmukaisen ilmavaihdon ilmavirtoihin sekä nykyisten ilmanvaihtoa koskevien määräysten ja ohjeiden mukaisten ilmavirtojen riittävyyttä tarpeeseen nähden.

Ihmisten hiilidioksidin tuottoa lähestyttiin kansainvälisesti tunnettujen ja käytettyjen MET-arvojen avulla. MET-arvoja voidaan käyttää ihmisen hapenkulutuksen suhteutettujen arvojen laskentaan. MET-arvo kertoo erilaisten fyysisten suoritusten rasittavuuden suhteutettuna ihmisen lepotilan rasitukseen. Ihmisen hapenkulutuksen kautta hengitysosamäärän avulla voidaan määritellä ihmisen hiilidioksidin tuotto eri aktiviteeteissa.

Ulkoilman hiilidioksidipitoisuudella on suuri vaikutus sisäilmanlaatuun. Nykyään ulkoilman hiilidioksidipitoisuus on noin 400 ppm. Viimevuosina hiilidioksidipitoisuus on noussut vuosittain noin 2 ppm ja tulevaisuudessa hiilidioksidipitoisuuden nousun ennustetaan kiihtyvän. Tämä vaikuttaa sisäilmanlaatuun, energiankulutukseen ja tarpeenmukaisiin ilmavirtoihin.

Opinnäytetyössä on laskettu ja simuloitu ihmisen hiilidioksidin tuottoja, ulkoilman hiilidioksidipitoisuutta ja arvioitu asuinrakennuksen tilojen käyttöaikoja. Laskelmien perusteella asuinrakennuksissa hiilidioksidipitoisuuden mukaan ohjatulla tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan säästää energiaa verrattuna vakioilmavirtajärjestelmällä toteutettuun ratkaisuun. Laskelmien ja simulointien mukaan ilmanlaatua pystytään hallitsemaan paremmin hiilidioksidipitoisuuden mukaan ohjatulla tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla kuin vakioilmavirtajärjestelmällä toteutetulla ratkaisulla.

The aim of this thesis was to find out and study carbon dioxide output of humans, outdoor air carbon dioxide concentration levels and their impact in the air flows of demand controlled ventilation system as well as current regulation of ventilation and the level of air flow rates.

The output of carbon dioxide of humans was begun to be approached by internationally recognized and used MET values. MET values can be used to calculate the human oxygen consumption. MET value indicates the performance of a variety of physical stress in relation to sleep stress of human. The respiratory quotient can be used to determine the output of carbon dioxide in different activities of humans by human oxygen consumption.

Outdoor air carbon dioxide concentration has a major impact for indoor air quality. Nowadays, atmospheric carbon dioxide concentration is about 400 ppm. In recent years, carbon dioxide level has been rising by about 2 ppm per year and, in the future the increase in the concentration of carbon dioxide is expected to accelerate. This has a major impact on indoor air quality, on energy consumption and on air flows of demand controlled ventilation system.

In this thesis, have been calculated and simulated, human carbon dioxide output, carbon dioxide level in outdoors and operating times of residential building premises have been assessed.

Based on calculations and simulations, energy can be saved in residential buildings by demand controlled ventilation systems. These systems are controlled by carbon dioxide levels in this thesis. The air quality can be managed better by this system compared to a standard air flow system.