Systemvalsanalys av luftdistributionsprincip i kontorsbyggnad

Sammanfattning: I denna rapport redovisas ett masterexamensarbete från Kungliga Tekniska högskolan, vars syfte var att jämföra de tre luftdistributionsprinciperna konstantflödesventilation, CAV, med kylbafflar, variabelflödesventilation, VAV, och VAV med kylbafflar utifrån energianvändning, total livscykelkostnad och platsbehov för en typisk kontorsbyggnad i Stockholmsområdet. Bakgrunden till examensarbetet kommer från energikonsultföretaget Bengt Dahlgren, som efterfrågat en systemvalsanalys gällande tidigare nämnda luftdistributionsprinciper, där slutsatserna från examensarbetet är tänkt att komma företaget till nytta i valet av luftdistributionsprincip för framtida projekt. För att studera hur energianvändningen varierar för de tre luftdistributionsprinciperna skapades en detaljerad energisimuleringsmodell för vartdera systemvalet i energisimuleringsprogrammet IDA Indoor Climate and Energy v.4.7.1, IDA ICE, för en utvald representativ del av ett kontorsvåningsplan, innehållande kontorslandskap, mötes- och konferensrum och kökspentry. Utöver detta undersöktes hur energianvändningen beror av närvarobeläggningen av kontorsarbetare. Detta studerades för tre separata närvarobeläggningsfall för vardera luftdistributionsprincipen, enligt riktlinjer från Svebyprogrammet version 1.1, ASHRAE standard 90.1–2010 och en doktorsavhandling av Maripuu. Den totala livscykelenergikostnaden visade sig vara lägst för systemvalet VAV, vilket kan förklaras av den stora mängden tillgänglig frikyla som lämpar sig väl för luftburna kylsystem i Sverige och den behovsstyrda ventilationen, följt av systemvalen VAV med kylbafflar och CAV med kylbafflar. För samtliga tre systemval visade sig den totala livscykelenergikostnaden variera enligt samma mönster för närvarobeläggningsgraden, där energianvändningen var lägst för Maripuu-beläggningen, vilken förespråkar den lägst genomsnittliga närvarobeläggningen, följt av Sveby- och ASHRAE-beläggningen. Nästa steg var projekteringen av till- och frånluftsventilationssystemen för respektive luftdistributionsprincip, vilket gjordes i programmet AutoCad MagiCad v.2015.4. Därefter räknades investeringskostnaden fram för respektive luftdistributionsprincip med hjälp av Wikells sektionsdataprogram, vilket tillhandahåller material- och installationskostnader för ventilations- och rörkomponenter. Från livscykelkostnadsanalysen framgick att investeringskostnaden utan tvekan utgör den största kostnadsposten av den totala livscykelkostnaden. Detta innebär att investeringskostnaden spelar en stor roll när valet av luftdistributionsprincip ska avgöras till skillnad från livscykelenergikostnaden som endast utgör en liten del av den totala livscykelkostnaden. Nuvärdet av den totala livscykelkostnaden visade sig vara klart lägst för systemvalet VAV följt av systemvalen VAV med kylbafflar och CAV med kylbafflar oavsett närvarobeläggningsgrad. Den huvudsakliga förklaringen varför systemvalet VAV har den lägsta totala livscykelkostnaden beror på att VAV-systemet ej behöver utrustas med något vattenburet kylsystem, vilket adderar en stor kostnadspost till investeringskostnaden för de två andra systemvalen. Dessutom upptar det vattenburna kylsystemet extra utrymme i undercentral, schakt och undertak. Hursomhelst upptar systemvalet VAV störst utrymme för luftbehandlingsaggregat, tillufts- och frånluftskanaler i fläktrum, schakt och våningsplan.