search query: @keyword energy consumption / total: 45
results-list
reference: 20 / 45
« previous | next »
Author:Ahokas, Jussi
Title:Rakennuksen energiatehokkuutta parantava koneellisesti tuuletettu yläpohjarakenne
Buildings energy efficiency improving mechanically ventilated roof structure
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:117 + [15]      Language:   fin
Department/School:Rakennustekniikan laitos
Main subject:Talonrakennustekniikka   (Rak-43)
Supervisor:Viljanen, Martti
Instructor:Kettunen, Ari-Veikko
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:overheat
energy consumption
mechanically ventilated roof structure
ylilämpö
energiankulutus
koneellisesti tuuletettu yläpohjarakenne
Abstract (eng): This thesis examines roof solution which can reduce heating and cooling energy consumption.
Energy is extracted from solar radiation and cool night air.
Outdoor air circulation is formed inside the roof structure.
Air ventilation tubes goes along the rooftop surface and rotates under heat insulation.
Forced air flow intends to increase or reduce heat conductions losses of the roof at those moments when it has an energy-saving effect.

Numerical calculation models were used to investigate the effects of structural and climatic changes of structures energy consumption were studied with numerical calculation.
Calculations were made in Constanta's climatic conditions.
The energy saving effects of the developed structure was studied using energy balance model of the model building.
Energy saving calculations was made using Helsinki's and Constanta's climate condition.
Energy consumption calculations are approximate, because the climate conditions are simplifications from the real weather data.
Simplifications have been made to simplify the modelling methods.

The favourable air flow in ventilation tubes for cooling is about 20 m3/m2/h and the flow speed is about 5 m/s, and for heating about 1,3 m/s, when air flow is about 53/m2/h.
Concrete is used about 57 kg/m2 at the roof solution.
Roof solutions for Helsinki's and the Constanta's climate conditions has different insulation thicknesses.
Favourable surface diameter of the ventilation tubes is 1323 mm2.
Ventilation tubes are at upper surface approximately in intervals of 109 mm and lower surface in intervals of 218 mm.

Benefits of ventilated roof structure dependents on the climatic conditions.
The greatest uncertainty in solar heating will cause cloudiness, wind and low outside temperatures.
High outside temperatures during night time cooling degrades the cooling power.
In Helsinki's weather conditions roof structure can be used for solar heating only in April-May and September-October, and cooling in May-August.
In Constanta's weather conditions, the heating season is from October to May and cooling season from June to September.
Annual using rate of the ventilation at Helsinki climatic conditions is about 9.5% and at Constanta in about 22.5%.

In the research it was found that under Helsinki's climatic conditions can be achieved about 24% savings and under Constanta climatic conditions about 10-11 % savings with the ventilated roof structure compared to the total energy consumption of the model building.

The fan control logics of the mechanically ventilated roof structure needs to be improved.
High air pressure (120Pa) causes also structural problems, which needs to be solved.
The feasibility of the structure and construction costs also requires further research.
Roof structures operations should be studied next with model building in real weather conditions.
Abstract (fin): Diplomityössä tutkitaan energiankulutusta vähentävää yläpohjaratkaisua, joka hyödyntää auringonsäteilyä lämmityksessä ja viileää yöilmaa jäähdytyksessä.
Kattorakenteessa ulkoilmaa kierrätetään alipaineen avulla tuuletusuria pitkin katon yläpinnalta lämmöneristeen alle.
Pakotetun ilmavirran avulla lisätään tai vähennetään yläpohjan lämmönjohtumishäviöitä hetkillä, jolloin sillä on energiaa säästävä vaikutus.

Constantan ilmasto-olosuhdetiedoilla tehdyillä rakenneosamalleilla on selvitetty ilmastollisten ja rakenteellisten muutosten vaikutuksia rakenteen avulla saavutettavaan energiansäästöön.
Kehitetyn rakenteen vaikutusta on tutkittu Helsingin ja Constantan ilmasto-olosuhdetiedoilla mallirakennuksen kokonaisenergiankulutukseen.
Laskennalliset tarkastelut ovat todellisiin ilmasto-olosuhteisiin verrattuna suuntaa antavia, koska ilmasto-olosuhdetietoja on yksinkertaistettu mallinnusmenetelmien vuoksi.
Luotettavan ilmasto-olosuhteiden vaihtelun ottaminen huomioon laskennallisessa tarkasteluissa osoittautui vaikeimmaksi osa-alueeksi.

Rakenteen tuuletusurissa suotuisa ilmavirta on jäähdytyksessä noin 20 3/m2/h ja virtausnopeus noin 5 m/s ja lämmityksessä, johtuen ilmavirran viilentävästä vaikutuksesta, noin 1,3 m/s, jolloin ilmavirta on noin 5 3/m2/h.
Rakenneratkaisussa on käytetty betonia noin 57 kg/m2.
Helsingin ja Constantan rakenneratkaisut eroavat vain eristepaksuudessa toisistaan.
Suotuisan tuuletusuran halkaisijan pinta-ala on yläpinnassa 1323 mm2 ja alapinnassa 2646 mm2.
Tuuletusurat ovat katon yläpinnassa noin 109 mm välien ja alapinnassa noin 218 mm välein.

Suurimman epävarmuuden rakenteen käytölle aurinkolämmittimenä aiheuttaa pilvisyys, tuuli ja alhainen ulkolämpötila ja yöaikaisessa jäähdytyksessä korkea ulkolämpötila.
Helsingin ilmasto-olosuhteissa tuuletettua kattorakennetta voidaan hyödyntää aurinkolämmityksessä huhti-toukokuussa ja syys- ja lokakuussa ja jäähdytyksessä touko-elokuussa ja Constantan ilmasto-olosuhteissa aurinkolämmityksessä loka-toukokuu ja yöaikaisessa jäähdytyksessä kesä-syyskuu.
Alipainepuhaltimien vuotuinen käyttöaste Helsingin ilmasto-olosuhteissa on noin 9,5 % ja Constantan 22,5 %.

Kattorakenteella voidaan laskennallisten tarkastelujen perusteella saavuttaa Suomen olosuhteissa noin 2-4 % ja Constantan ilmasto-olosuhteissa noin 10-11 % säästö mallirakennuksen vuotuiseen energiankulutukseen verrattuna.

Koneellisesti tuuletetun kattorakenteen toteutettavuuden ja tarkempien detaljien suunnittelu sekä puhaltimien ohjauslogiikka vaativat lisätutkimusta.
Rakenteeseen kohdistuvan paine-eron (120Pa) vuoksi, riittävän ilmatiiviyden toteutus vaatii myös lisätutkimuksia.
Kattorakenteen toimintaan tulisi seuraavaksi selvittää koerakennuksen avulla todellisissa ilmasto-olosuhteissa.
ED:2012-05-23
INSSI record number: 44612
+ add basket
« previous | next »
INSSI