haku: @keyword energy consumption / yhteensä: 45
viite: 20 / 45
| Tekijä: | Ahokas, Jussi |
| Työn nimi: | Rakennuksen energiatehokkuutta parantava koneellisesti tuuletettu yläpohjarakenne |
| Buildings energy efficiency improving mechanically ventilated roof structure | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | 117 + [15] Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Rakennustekniikan laitos |
| Oppiaine: | Talonrakennustekniikka (Rak-43) |
| Valvoja: | Viljanen, Martti |
| Ohjaaja: | Kettunen, Ari-Veikko |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | overheat energy consumption mechanically ventilated roof structure ylilämpö energiankulutus koneellisesti tuuletettu yläpohjarakenne |
| Tiivistelmä (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. |
| Tiivistelmä (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. |
| ED: | 2012-05-23 |
INSSI tietueen numero: 44612
+ lisää koriin
INSSI