Hoved Rapport B-sektor 5. semester Gruppe C-104 Afleveringsdato: 22. december 2003

Transkript

1 Hoved Rapport B-sektor 5. semester Gruppe C-104 Afleveringsdato: 22. december 2003

2 Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet Aalborg Universitet Institut for Bygningsteknik Titel: Projektering Af Industribyggeri Tema: Bygningen og dens klimatekniske installationer Projektperiode: Byggeri og Anlæg, 5. semester 2. september december 2003 Projektgruppe: Gruppe C104 Gruppemedlemmer: Jakob Badsberg Kræn Bach Holmberg Aleks Kvartborg Jakobsen Kasper Jørgensen Thomas Vestergaard Møller Jens Damgaard Nielsen Arnkell Jónas Petersen Vejledere: Henrik Brohus Willy Lund Lars Pedersen Oplag: 11 Hovedrapport sideantal: 88 Bilagsrapport sideantal: 354 Appendix sideantal: 36 Synopsis: Denne rapport omhandler Projektering Af Industribyggeri i Esbjerg. Der tages udgangspunkt i temaet Bygningen og dens klimatekniske installationer. Dette tema belyses for kontruktionsdelen ved undersøgelser af bygningens konstruktion og rumlige stabilitet. For den klimatekniske del analyseres temaet udfra undersøgelser af bygningens funktion og klimabelastninger. Bygningens opbygning fastsættes, og dele af bygningens bærende konstruktion dimensioneres, herunder en stålramme og f- lere af samlingerne i denne. Lasterne der optages af bygningens konstruktionsdele føres ned i fundamenterne. Der dimensioneres punktfundamenter og pælefundmenter i forbindelse med dette. Dele af bygningens indeklima er analyseres vha. computersimulering. Herudfra dimensioneres ventilationskanaler, armaturer, varmeanlæg og aggregater. Projekt CD Tegninger i mappe: 25

3 Forord Denne rapport er udarbejdet som et B5-projekt af gruppe C104 på Instituttet for Bygningsteknik ved det Teknisk Naturvidenskabelige Fakultet, Aalborg Universitet i perioden 2. september til 22. december Formål for B5-forløbet er: At udbygge og samordne de på 3. og 4. semester erhvervede bygningsfaglige grundelementer med særlig henblik på at bibringe den studerende en opfattelse af bygningen som en funktionel enhed [Udsnit fra Studievejledning for B-sektoren 5. semester s. 4]. De studerende skal ved projektets afslutning have opnået: Forståelse for, hvorledes funktionskrav påvirker bygningens udformning Forståelse for samspillet mellem indeklimaet, de klimatekniske installationer og bygningens udformning. Evne til at udforme og analysere bygningens rumlige, statiske system. Evne til at udforme og beregne stålkonstruktioner. Evne til at udforme og beregne en bygnings fundering. Evne til at anvende varme- og ventilationstekniske principper og metoder ved udformning og projektering af bygningens klimatekniske anlæg. [Udsnit fra Studievejledning for B-sektoren 5. semester s. 4]. Det overordnede tema for projektperioden er Bygningen og dens klimatekniske installationer. Under dette tema har projektgruppen beskæftiget sig med et industribyggeri i Esbjerg. Resultatet af gruppens arbejde er en rapport bestående af tre fagområder, konstruktion, fundering og klimateknik. Gruppen har valgt at vægte de tre fagområder på følgende måde: Konstruktion 30 % Fundering 20 % Klimateknik 50 % Udover selve rapporten og tilhørende bilag, er der appendiks indeholdende: Skæreboks- og triaksialforsøg som er en forsøgsrapport fra kurset Jords styrke, der omhandler forsøg til bestemmelse af styrken for en række jordprøver. Straingaige forsøg som er en forsøgsrapport fra kurset Kontinuummekanik, der omhandler et forsøg der blev udført mhp. at sammenligne den teori der fremgår af kurset med forsøgsresultatet fra et straingaige forsøg. Appendikset er medtaget, idet Jens Damgaard Nielsen følger kurset som PE-kursus. Tryktabsberegning som er en beregning af tryktabet gennem et af ventilationssystemerne. Dette foretages for at sammenligne den værdi CADvent beregner, med det resultat, der fremkommer ved traditionelle beregningsmetoder. Yderligere er der ved rapporten vedlagt en Projekt CD indeholdende projektrelevant materiale og resultater fra en række programmer. Geotekniske rapporter som danner grundlag for beregningen af de forskellige jordlags styrkeparametre. BSim som er et program der bruges til simulering af bygningers termiske indeklima. Yderligere benyttes programmet til at beregne bygningens ernergiforbrug.

4 CADvent som er et applikationsprogram til AutoCad, der gør det muligt at indtegne ventilationssystemer direkte ind i eksisterende tegninger. Programmet benyttes yderligere til beregning af tryktab og støj gennem systemet. Murværksprojektering som er et program der benyttes til at beregne murfelters bæreenve. STAAD.Pro som er et beregningsprogram, der benyttes til at beregne snitkræfter og derformationer i rammekonstruktionen. Climaster Designer der er et program udviklet af Novenco. Programmet bruges til at dimensionere aggregatet udover dette kan den udføre lydberegning og energilivscyklusanalyse på aggregatet. Kildehenvisningerne i rapporten er markeret efter Harvard metoden, som beskrevet i Referencing using the Harvard System: frequently asked questions [Terry Library 2001], dvs. at efter det pågældende afsnit er forfatternavn og udgivelsesår, for den kilde afsnittet er baseret på, angivet i skarp parentes, f.eks. [Terry Library 2001]. Hvis kilden ikke har en forfatter, angives udgiveren og udgivelsesår. Når der henvises til en bestemt side ser henvisningen sådan ud [Terry Library 2001, s. 1]. Yderligere information om den enkelte kilde hentes i litteraturlisten sidst i hovedrapporten, hvor informationen angives på formen: Forfatter. Titel. Udgiver, Udgave, Bind (Årstal). Internetkilder angives med den fulde adresse samt datoen, hvor siden blev hentet. Figurer og tabeller ses som to forskellige ting, hvorved der i samme kapitel kan optræde en figur og en tabel med samme nummer. Fodnoter bruges for at forklare begreber og uddybe forkortelser a. Disse forekommer normalt nederst på den pågældende side. Jakob Badsberg Kræn Bach Holmberg Aleks Kvartborg Jakobsen Kasper Jørgensen Thomas Vestergaard Møller Jens Damgaard Nielsen Arnkell Jónas Petersen a Forklaring på begreb eller uddybning af forkortelse.

5

6 Indhold 1 Indledende beskrivelser Beskrivelse af bygning Administrationsbygning Rumafgrænsende bygningsdele Andre særlige forhold Opbygning Rumlig stabilitet Produktionshal Administrationsbygning Brandsikring Brandsektioner og brandceller Redningsåbninger Flugtveje Funktionskrav til ventilationssystem Brandimprægnering af stålramme Konstruktion Stålrammer Transport Samlinger Administrationsbygning Fundering Direkte fundering Pælefundering Konklusion - konstruktion og fundering Konstruktion Fundering Klimatekniske installationer Indledende undersøgelser og bestemmelser Atmosfærisk indeklima Opsummering Klimateknisk modellering af administrationsbygning Opsummering Dimensionering af kanaler og armaturer 51

7 INDHOLD 9.1 Kanalføring Dimensionering af kanalsystemet Konklusion Aggregat og anlægstype Anlægstype Aggregat Konklusion Varmeanlæg Beskrivelse af indledende betragtninger Bestemmelse af radiatorstørrelse Bestemmelse af rørtab Indregulering Valg af pumpe og varmeaggregat Betjening og vedligeholdelse af anlæg Konklusion Energibetragtning af klimatekniske anlæg Varmeforbrug Opvarmning af ventilationsluft Bygningens energiforbrug Ventilatorens elforbrug og SEL-værdi Konklusion Konklusion - Ventilation Yderligere optimering af klimatekniske installationer Reflektion 83 Litteraturliste 85 BILAG I Konstruktion K.A Lastanalyse 1 K.A.1 Egenlast K.A.2 Nyttelast K.A.3 Accelerationslaster fra kran K.A.4 Vindlast K.A.5 Snelast K.A.6 Vandret masselast K.A.7 Ulykkeslast K.A.8 Lastkombinationer K.A.9 Sikkerheds- og kontrolklasse K.B Valg af statisk system 19 K.B.1 Forslag til statiske system

8 INDHOLD K.B.2 Laster K.B.3 Reaktioner K.B.4 Snitkræfter K.B.5 Opsummering K.C Dimensionering af ramme i anvendelsesgrænsetilstand 25 K.C.1 Anvendelsesgrænsetilstand K.D Dimensionering af ramme i brudgrænsetilstand 29 K.D.1 Tværsnitsklassificering og foldning K.D.2 Tværsnitsbæreevne K.D.3 Flangeindskydning K.D.4 Trykpåvirkede elementer K.D.5 Kipning K.E Samlinger 67 K.E.1 Sikkerheds- og kontrolklasser K.E.2 Samling mellem rammeben og konsol til kranbane K.E.3 Samling i rammehjørne K.E.4 Samling i kip K.E.5 Samling mellem rammeben og punktfundament K.F Dimensionering af vindgitter 95 K.F.1 Diagonaler K.F.2 Normaler K.F.3 Konklusion K.G Murværk 101 K.G.1 Murværk K.G.2 Murværkskonstruktionens styrke K.G.3 Tværbæreevne K.G.4 Lodret Bæreevne K.G.5 Beregning af lodret bæreevne K.G.6 Konklusion K.H Rapporter fra Murværksprojektering 121 II Fundering 125 F.A Direkte fundering 129 F.A.1 Geologisk beskrivelse F.A.2 Boringer F.A.3 Styrkeparametre F.A.4 Stribefundamenter F.A.5 Punktfundament under facade F.A.6 Punktfundament under gavl F.A.7 Punktfundament under hjørne F.A.8 Armering F.A.9 Sætninger F.A.10Konklusion

9 INDHOLD F.B Pælefundering 159 F.B.1 Geologisk beskrivelse F.B.2 Funderingforhold F.B.3 Laster F.B.4 Pælebæreevne F.B.5 Terrændæk F.B.6 Punktfundament F.B.7 Punktfundament F.B.8 Punktfundament F.B.9 Punktfundament F.B.10 Punktfundament F.B.11 Bestemmelse af rammeslag F.B.12 Konklusion III Indeklimatekniske installationer 191 I.A Ventilation 195 I.A.1 Basisventilation I.A.2 Nødvendig ventilation mht. kuldioxid forurening I.A.3 Nødvendig ventilation mht. sensorisk forurening I.A.4 Nødvendig ventilation I.B Internt varmetilskud 205 I.B.1 Varmeafgivelse fra personer I.B.2 Varmeafgivelse fra belysning I.B.3 Varmeafgivelse fra el-apparater I.B.4 Opsummering I.C Eksternt varmetilskud 211 I.C.1 Direkte solindfald I.C.2 Diffust solindfald I.C.3 Reflekteret solindfald I.C.4 Dimensionerende varmebelastning I.D Infiltrationsstab 219 I.E Transmissionstab 221 I.E.1 Ydervægge I.E.2 Vinduer I.E.3 Tag I.E.4 Gulv I.E.5 Ydervægsfundamenter I.E.6 Transmissionstab I.F Myndighedskrav til varmeisolering 231 I.F.1 Myndighedskrav I.F.2 Administrationsbygning I.G Varmetilskud og varmebehov 239 I.G.1 Varmetilskud

10 INDHOLD I.G.2 Varmebehov I.H Varmeflade 241 I.I Skitseprojekt - Ventilation 243 I.I.1 CADvent I.I.2 Kanalføring I.I.3 Konklusion I.J Termisk simulering af administrationsbygningen 257 I.J.1 Generelt om BSim I.J.2 SimDB I.J.3 SimView I.K Klima analyse 271 I.K.1 Kopirum I.K.2 Øvrige rum I.K.3 Vurdering af termisk komfort i mødelokalet I.K.4 Opsummering I.L Detaildimensionering af ventilationssystem 287 I.L.1 Krav til ventilationssystem I.L.2 Kanalføring I.L.3 Lufthastigheder og støj i opholdszonen I.L.4 Placering og valg af armaturer I.L.5 Anlægstype I.L.6 Resultater fra CADvent I.M Dimensionering af aggregat 305 I.M.1 Centralaggregatet I.M.2 Alternativt anlæg I.M.3 Toiletudsugning I.M.4 Regulering I.N Radiatorstørrelse 323 I.N.1 Radiatorydelse I.N.2 Vandstrøm I.O Tryktabsberegning 329 I.O.1 Bestemmelse af tryktab i lige rør I.O.2 Bestemmelse af enkelttab i varmeanlægget I.P Radiatorventiler 337 I.Q Pumpe og varmeveksler 341 I.Q.1 Valg af reguleringsventil I.Q.2 Valg af pumpe I.Q.3 Varmeveksler I.R Bygningens energiforbrug 345 I.R.1 Graddøgnsmetoden

11 INDHOLD I.R.2 Bestemmelse af energiforbrug til opvarmning af ventilationsluft I.R.3 Bygningens samlede energiforbrug I.R.4 Sammenligning med model udfra Bv I.R.5 Bestemmelse af el-forbrug og SEL-værdi for ventilatordrift I.R.6 Konklusion IV Appendiks i Straingages forsøg 1 i.1 Formål i.2 Materialebeskrivelse i.3 Forsøgsbeskrivelse i.4 Forsøgsresultater i.5 Linearitet i.6 Hovedspændinger og retninger i.7 Normal- og forskydningsspændinger i.8 Fejlkilder i.9 Konklusion ii Jords Styrke 15 ii.1 Skæreboksforsøg med sand ii.2 Skæreboksforsøg med ler ii.3 Triaksial forsøg med sand ii.4 Fejlkilder iii Tryktab 29 iii.1 Armaturtab iii.2 Kanaltab iii.3 Enkelttab iii.4 Beregning af tryktab

12 1 Indledende beskrivelser En kort definition af et byggeri er; menneskets værn mod klimaet, men moderne byggeri er dog langt mere kompleks end som så. En bygning skal ifølge Byggelov frembyde tryghed i forhold til brand- sikkerheds- og sundhedsmæssige hensyn [Byggelov 2003], en sikring af disse hensyn, indgår som en stor del i ingeniørens arbejdsbeskrivelse. Hvilket leder os hen til udgangpunktet i dette projekt: Bygningen og dens klimatekniske installationer I projektet undersøges bygningens konstruktion samt dens indeklima. Udfra dette undersøges og dimensioneres flere af bygningens konstruktionsdele og klimatekniske installationer. Som udgangspunkt er valgt et industribyggeri placeret i Esbjerg, og ud fra denne bygning belyses ovenforstående. Dette resulterer i titlen på dette projekt: Projektering Af Industribyggeri Bygningen forsøges projekteret med løbende samspil mellem de konstruktionsmæssige- og klimatekniske fagområder, hvorved bygningen behandles som en funktionel enhed. 1.1 Beskrivelse af bygning Byggeriet består af en administrationsbygning og i forlængelse af denne en produktionshal. På figur 1.1, ses administrationsbygningens facade, og produktionshallen er placeret bag administrationsbygningen. Byggeriets længde og bredde er hhv. 132,7 og 31,2 meter, og bygningen har en maksimal højde, i produktionshallen, på 8,9 meter. I det efterfølgende, ses der på hvorledes administrationsbygningen bruges i hverdagen. 1.2 Administrationsbygning Administrationsbygningen er primært en kontorbygning med tilhørende faciliteter. Yderligere er der omklædningsrum og kantine i bygningen. Administrationsbygningens rumindeling og rummenes betegnelse fremgår af figur 1.2 for hhv. stue og første etage. En nærmere beskrivelse af de forskellige rum og deres funktion fremgår af de efterfølgende afsnit. 1

13 2 Kapitel 1: Indledende beskrivelser Figur 1.1: Facade i administrationsbygning. Figur 1.2: Ruminddeling i administrationsbygning Funktion og brugstid Rummenes funktion er af særlig betydning, da denne er en afgørende faktor for bestemmelse af, hvor mange personer der befinder sig i hvert rum, og hvor længe de er i rummet, hvilket skal bruges til dimensioneringen af ventilationssystemet. Ved bestemmelse af hvor mange personer der benytter hvert rum, tages der både hensyn til, at der arbejder 80 mennesker i huset og til tabel Vejledende arealforbrug [DS , s. 27 ]. Endvidere skønnes det hvor mange personer, der maksimalt kan benytte rummene samtidig. En anden vigtig forudsætning for at bestemme hvorvidt der er behov for ventilation, køling og/eller opvarming er rummenes brugstid, dvs. både hvor længe hver person benytter rummet dagligt, og hvor længe rummet er i brug per døgn. Ved bestemmelse af brugstid skønnes disse faktorer, idet det forudsættes at arbejdsdagen er 9 timer lang, da der kan forekomme overtidsarbejde. Rummenes funktion, den maksimale brugstid per person og den samlede maksimale brugstid i hvert døgn fremgår af tabel 1.1. I det følgende afsnit beskrives rummene, dvs. rummenes opbygning og deres funktion. Indgangspartiet til entreen beskrives ikke, da dette ikke betragtes yderligere i dimensioneringsprocessen. Indgangspartiet har den primære funktion, at forhindre træk gennem entreen og yderligere virke som overgangszone mellem klimaet udenfor og klimaet inde i bygningen. Yderligere bidrager indgangspartiet som en vigtig del af bygningens arkitektoniske fremtoning og promovering af byggeriet.

14 Afsnit 1.3: Rumafgrænsende bygningsdele 3 Personer Personer Brugstid Brugstid Rum Funktion samtidig per person [stk] [stk] [h/døgn/pers] [h/døgn] A Omklædningsrum /3 4 B Indgang /30 9 C Toilet /10 1 D Rengøringsrum 1 1 1/4 1/4 E Gang /20 9 F Kontor G Frokoststue H Mødelokale I Kontor J Kopirum 8 2 1/4 2 K Indgang /30 9 L Bad 2 1 1/4 1/2 M Toilet /10 1 N Kontor O Showroom Tabel 1.1: Rummenes funktion og brugstid. 1.3 Rumafgrænsende bygningsdele I flere af rummene er der objekter, der deler rummet i mindre dele, og disse skal der tages hensyn til ved placering af de klimatekniske installationer. Dette er f.eks. skillevægge, møblement etc. Efterfølgende beskrives rum A, F, I, og N nærmere, da disse indeholder bygningsdele der afgrænser dele af rummet. I beskrivelsen indgår en kortfattet beskrivelse af de rumafgrænsende objekter, samt en illustrerende figur. Gældende for alle rum i administrationsbygningen er, at det skal overvejes hvor det er mest hensigtsmæssigt at placere armaturer, så disse udnyttes bedst og samtidig overholder de krav der stilles. Rum A Rum A, omklædningsrummet, ses på af figur 1.3, og som det fremgår af figuren er der i rummet opbevaringsskabe, toilet- og brusekabiner der deler rummet op i mindre arealer. Det er nødvendigt at tage højde for disse når det endelige ventilationssystem dimensioneres. Rum F Rum F, der er et kontor, hvori der er tre kontormiljøer som adskilles af mindre skillevægge, ses på figur 1.4. Desuden er der i kontoret placeret en skranke, da det vurderes at rummet bruges som reception. Rum I Ved dimensionering af installationer til rum I, se figur 1.5, skal der tages hensyn til, at kontoret deles op i mindre dele vha. lette skillevægge.

15 4 Kapitel 1: Indledende beskrivelser Figur 1.3: Rum A, omklædningsrum. Figur 1.4: Rum F, kontor. Rum N Ved dimensionering af installationer til rum N, se figur 1.6, skal der ligesom i rum F, tages hensyn til lette skillevægge. Figur 1.5: Rum I, kontor. Figur 1.6: Rum N, kontor. 1.4 Andre særlige forhold Der kan være andre særlige forhold der har særlig indflydelse på indeklimaet, og der skal derfor tages specielle hensyn til disse. Dette omfatter f.eks. forurenende processer, eller åbninger mod kolde rum. Efterfølgende beskrives det kortfattet, hvilke særlige forhold der findes i administrationsbygningen Rum A I rum A, omklædningsrummet, som ses på figur 1.2, forekommer der så store mængder fugt, at det kan forårsage konstruktionsskader i form af råd og svamp Rum B Rum B er, som det fremgår af figur 1.2, bygningens hovedindgang. Der vil forekomme en del træk i dette rum selvom der er placeret et vindfang.

16 Afsnit 1.5: Opbygning Opbygning Konstruktionsmæssigt er adminstrationsbygningen og produktionshallen forskellige og de dimensioneres derfor hver for sig. I de følgende afsnit gøres der rede for opbygningen af de enkelte konstruktionselementer i hhv. administrationsbygningen og produktionshallen. Tagkonstruktion Tagkonstruktionen er ens over hele bygningen, dog med den forskel at taget på administrationsbygningen hælder med 7 mod gavl, mens taget på produktionshallen hælder med 2,5 mod facade. Derudover er der i dele af taget i produktionshallen ovenlysvinduer. Selve tagkonstruktionen består af selvbærende stålplader, se figur 1.7, 143 mm isolering og to lag tagpap. Figur 1.7: Selvbærende stålplader i tagkonstruktion, mål i mm. Rammer Produktionshallen opføres med rammer for hver seks meter. I rammen i produktionshallens gavl, placeres der fire søjler til optagelse af vindtrykket på gavlen. Der placeres åse på rammebenene for hver 750 mm, og for hver 243 mm er de selvbærende stålplader fastgjort på riglen, se figur 1.8. Disse skal medvirke til at overføre kræfterne til fundamentet, hvilket behandles nærmere i kapitel 2. Figur 1.8: Placering af åse og selvbærende stølplader. Størrelsen og den endelige udformning af rammerne bestemmes i bilag K.C. Vindgitre Der placeres et vindgitter i hver af de to haller. Det ene til at optage bremsekraften fra kranen og det andet til at optage vindlasten på gavlen, se figur 1.9.

17 6 Kapitel 1: Indledende beskrivelser Figur 1.9: Placering af vindgitter i bygningen. Ydervægge Ydervæggene i administrationsbygningen opbygges som isolerede dobbelte murstensmure. Skillevæggen mellem administrationsbygningen og produktionshallen opbygges også således, se figur Der er i disse mure placeret 8 murbindere per m 2. Figur 1.10: Ydervæg i administrationsbygning. I produktionshallen benyttes lette sandwichvægge der har en tykkelse på 120 mm, se figur Der er i produktionshallen fem porte, hvor fire af dem er placeret i produktionshallens facade og den sidste er placeret i gavlen. Figur 1.11: Ydervæg i produktionshal. Skillevægge Skillevæggene i administrationsbygningen er lette betonvægge, mens skillevæggen mellem de to dele af produktionshallen opføres af samme type som ydervæggene i produktionshallen. Der er i denne placeret en port til at forbinde de to dele af produktionshallen.

18 Afsnit 1.5: Opbygning 7 Etagedæk I administrationsbygningen adskilles stueetagen og 1. salen af et huldæk i spændbeton, hvorpå selve gulvet placeres, se figur Gulvet er klinker i toiletterne og parketgulv i resten. Figur 1.12: Etageadskillelse i administrationsbygning [Spaencom 2003]. Yderligere placeres der et etagedæk over rum K, i rum K s bredde, hvorpå centralaggregatet placeres. Gulvkonstruktion Gulvkonstruktionen i administrationsbygningen er, som det fremgår af figur 1.13, opbygget med letklinker nederst hvorpå isoleringen ligges. Derpå støbes der et betondæk og øverst ligges selve gulvet, som ligesom ved etagedækkket består af enten letklinker i toiletter og baderum, eller parketgulve. Figur 1.13: Gulvkonstruktion i administrationsbygning. Gulvkonstruktionen i produktionshallen opføres på samme måde som i administrationsbygningen, men med asfaltbeton istedet for klinker og parketgulv. Kran I den første del af produktionshallen monteres en løbekran. Kranen består af en løbevogn som kører på undersiden af en tværgående bjælke (traversen), og en kranbane i hver side hvorpå traversen kører. På figur 1.14 ses en illustration af kranen. Figur 1.14: Kran i produktionshal [Munckcranes 2003].

19 8 Kapitel 1: Indledende beskrivelser Efter bestemmelse af de forskellige konstruktionselementer er det muligt at fastsætte hvorledes de forskellige laster, der påvirker konstruktionen optages og føres videre til fundamentet. Derfor opstilles bygningens rumlige stabilitet i det efterfølgende.

20 2 Rumlig stabilitet Udfra statiske betragtninger undersøges forskellige statiske systemer. Udfra resultaterne af disse fastlægges bygningens rumlige stabilitet og denne beskrives i det følgende. De forskellige statiske systemer og tilhørende overvejelser fremgår af bilag K.B. De to bygninger, administrationsnbygningen og produktionshallen, er adskilt af en murstensvæg, se figur 2.1, denne indgår i stabiliteten for administrationsbygningen og ikke produktionshallen. 2.1 Produktionshal Figur 2.1: Grundplan. Produktionshallen er opdelt i to sektioner, jf. figur 2.1, hvor der i den nordlige sektion er monteret en kranbane på rammebenene. Rammerne er placeret med en indbyrdes afstand på 6 m, og spænder 31,3 m. Højden af rammens ben er 7,49 m, og ved kippen er højden af rammen 8,17 m. 9

21 10 Kapitel 2: Rumlig stabilitet Vertikal last De vertikale laster der virker på tagkonstruktionen, samt dens egenvægt, føres via pladevirkning i tagkonstruktionen ud i rammen, der optager disse som en fladelast, se figur 2.2. Denne, inklusiv rammens egenvægt, føres via rammen ned i punktfundamenterne. Egenvægten fra facaderne på produktionshallen optages i et selvstændigt stribefundament hele vejen rundt om hallen. Figur 2.2: Optagelse af vertikale laster Horisontal last Efterfølgende beskrives to forskellige måder, hvorpå den horisontale last på facaden optages. Herved skabes grundlag for valg af den mest fordelagtige løsning. For at dele vindlasten på gavlen i to, placeres der fire stålsøjler i den sidste ramme i produktionshallen. Disse søjler fordeler halvdelen af lasten til rammen og den anden halvdel til punktfundamenterne. Horisontal last på facaderne optaget af rammer og vindgitter En måde at optage de horisontale laster er ved at placere et vindgitter mellem rammerne på tværs af x-aksen, jf. figur 2.3. Figur 2.3: Rammekonstruktion med vindgitter imellem hver ramme.

22 Afsnit 2.1: Produktionshal 11 I STAAD.Pro undersøges det hvilken virkning denne ekstra stabilitet fra vindgitteret har. Undersøgelsen viser at deformationerne ved tryk reduceres meget lidt, og at deformationerne ved træk ikke ændres. Ydermere ændres snitkræfter i rammen, således at momentet i det ene rammehjørne formindskes, hvorimod det øges i det andet. På baggrund af de små ændringer i rammens snitkræfter, og den meromkostning, der fremkommer ved indsættelse af vindgitrene, fravælges denne metode i den videre dimensionering. Horisontal last på facade optaget af rammer Vindlasten på facaden føres via pladevirkning i vægkonstruktionen til rammerne. Herefter føres lasten ned i fundamentet gennem rammens ben, hvor de optages som en vertikal- og en horisontal kraft i det ene ben, og som en horisontal kraft i det andet, se figur 2.4. Figur 2.4: Optagelse af horisontale laster. Horisontal last på gavl optaget af vindgitter Vindlasten på gavlen overføres ved pladevirkning til tagskiven, facadeskiven og fundamentet. Kraften der overføres til tag- og facadeskiven optages af et vindgitter, der placeres mellem to rammer i produktionshallen. Dette vindgitter opbygges af slappe diagonaler og stive normaler, dvs. at kræfterne optages som træk i diagonalene og som både tryk og træk i normalerne. Kranbanens bremselast påvirker rammekonstruktionen i samme retning, og optages af vindgitteret.

23 12 Kapitel 2: Rumlig stabilitet Figur 2.5: Vindgitter optager horisontal bremselast fra kran og vindlast på gavl. 2.2 Administrationsbygning Vertikal last Den vertikale last på administrationsbygningen er sammensat af vindlast, snelast og administrationsbygningens egen- og nyttelast. Laster på tagkonstruktion og etageadskillelserne, føres fra taget via pladevirkning til facaderne, hvor de overføres til fundamentet vha. skivevirkning. Horisontal last Den horisontale last på administrationsbygningen, der primært stammer fra vindlasten, føres via pladevirkning i den angrebne facade til tagkonstruktionen og etageadskillelsen. Kræfterne overføres her vha. skivevirkning til gavlene af administrationsbygningen, og disse fører kræfterne videre til fundamentet via skivevirkning, se figur 2.6. Figur 2.6: Fordeling af laster i administrationsbygningen.

24 3 Brandsikring Alt byggeri i Danmark skal i følge dansk lovgivning sikres mod brand, hvilket vil sige at kravene for brandantændelse og brandspredning ifølge DS 428 og BR95 skal overholdes. Ligeledes skal der være tilstrækkelige muligheder for redning af personer og slukningsarbejde. I dette kapitel redegøres der for, at de brandtekniske funktionskrav opfyldes efter DS428 og BR95. For at imødegå disse krav vurderes byggeriet først generelt. Det skal dog nævnes at kravene i BR95 og DS428 i de seneste år har været til revision, hvilket har resulteret i nye brandkrav. De nye brandkrav er primært baseret på funktionskrav og træder i kraft 1. januar 2004 [Erhvervs- og Boligstyrelsen 2003]. De nuværende brandkrav er baseret på detailregulering, dvs. talværdier der fås fra de pågældende normer. De nye krav baseres ikke på talværdier, men istedet på hvordan funktionskravene er for det pågældende tilfælde. For at overholde disse krav skal der udføres en funktionsbaseret analyse for det pågældende tilfælde. Dette giver en større frihedsgrad ved brandsikring, så længe myndighederne kan overbevises om, at der opnås et tilfredstillende sikkerhedsniveau [DBI 2003]. 3.1 Brandsektioner og brandceller Hele administrationsbygningen defineres som kontorbyggeri, pånær kantinen der betragtes som et forsamlingslokale med over 50 personer (f.eks. ved personalemøder og firmafester). BR95 dikterer at alle kontorlokaler skal være selvstændige brandceller. Brandceller skal adskilles med minimum en BD-60 bygningsdel a. Da kantinen anses som et forsamlingslokale med flere end 50 personer, skal denne udgøre en selvstændig brandsektion. Trappen op til 1. etage er en flugtvej og udgør derfor en selvstændig brandsektion. En brandsektion skal som minimum adskilles med en BS-60 b bygningsdel. På figur 3.1, fremgår opdelingen af brandceller og brandsektioner. Udfra figur 3.1 fremgår det ligeledes at ventilationsrummet er placeret over entréen. Denne anses ligeledes som en selvstændig brandsektion. Alle de ovenfor nævnte krav til adskillelse af brandsektioner og brandceller overholdes, da skillevæggene er udført i letbeton. Disse er i følge BR95 en BS-60 bygningsdel [BR , Bilag 3]. Med henblik på produktionshallen anses den som to selvstændige brandsektioner. Dette betyder at hallen skal adskilles med en BS-60 bygningsdel hvilket ligeledes overholdes. a BD-60: En bygningsdel der er branddrøj i 60 minutter. Kan helt eller delvis bestå af brændbare materialer. b BS-60: en bygningsdel der er brandsikker i 60 minutter, og som består af ubrandbare materialer. 13

25 14 Kapitel 3: Brandsikring Figur 3.1: Opdeling af brandsektioner og celler. 3.2 Redningsåbninger Kontorlokaler og forsamlingslokaler skal have en redningsåbning for hver påbegyndt 10 personer i lokalet [BR , afsnit 6.5.2]. En redningsåbning kan være både vinduer og døre. For alle kontorlokaler overholdes kravet. Kravet overholdes ligeledes for kantinen, da der i kantinen er to døre og tre vinduer. Altså overholdes kravene for redningsåbninger for hele administrationsbygningen. Produktionshallen har samme krav som administrationsbygningen mhp. redningsåbninger, dvs. en åbning per påbegyndt 10 personer. Dette overholdes for begge haller, da det vurderes at spidspersonbelastningen er 60 personer, og der i begge haller er mere end seks åbninger. 3.3 Flugtveje Ifølge BR95 skal et almindeligt kontor med under 50 personer på op til 150 m 2, have en flugtvej til gang, der fører til to af hinanden uafhængige udgange. Den maksimale sikkerhedsafstand til udgangen må ikke overstige 25 m. Dette krav overholdes for alle kontor lokaler. Kantinen betragtes som et forsamlingslokale med over 50 personer, derfor skal denne have to udgange der er uafhængige af hinanden, placeret ved hver ende af lokalet. Dette krav overholdes ligeledes. For produktionshallen er kravet, at der minimum skal være to flugtveje, med en maksimumsafstand på 25 m. Dette overholdes for begge dele af produktionshallen, da der fra et vilkårligt punkt i hallerne ikke er over 25 m til udgangene. 3.4 Funktionskrav til ventilationssystem Af figur 3.2 fremgår fordelingen af brand- og røgspjæld for indblæsningssystemet. Som tidligere nævnt er centralaggregatet placeret på det ekstra etagedæk over entréen. Det fremgår ligeledes af figuren at aggregatet betjener flere brandsektioner og celler. For hver brandsektion skal der installeres brandspjæld og for hver brandcelle skal der installeres røgspjæld, og disse fremgår ligeledes af figur 3.2. Brandspjældene skal aktiveres hvis lufttemperaturen i selve spjældet når over 40 C [DS , s. 23]. Røgspjældene aktiveres via en røgføler i de enkelte rum (eksempelvis en røgalarm). Lige efter centralaggregatet placeres der en termostat for både indblæsning og udsugning. Termostaten lukker anlægget når den kritiske temperatur opnås. For indblæsning aktiveres termostaten ved 70 C og for udsugning aktiveres denne ved 40 C. Dette sikrer at der ikke spredes brand og røg fra selve ventilationsrummet [DS , s. 27].

26 Afsnit 3.5: Brandimprægnering af stålramme 15 Figur 3.2: Placering af spjæld. Selve kanalsystemet skal udføres som en F-60 bygningsdel c. Kanalsystemet udføres af galvaniserede stålkanaler af typen LindabSafe produceret af Lindab A/S. Disse kanaler overholder i henhold til nordtest NT FIRE 034, klassifikationskravene til ventilationskanaler med betegnelsen F-60 kanal [Lindab Ventilation 2001, s.22]. 3.5 Brandimprægnering af stålramme Produktionshallerne er ikke etagebyggeri, og der stilles ingen bæreevnekrav i forbindelse med brand til konstruktioner af denne type, såfremt der i tagkonstruktionen forekommer brandventilationsåbninger, der dækker 5% af det samlede etageareal. Da der i hallen ikke forekommer det nødvendige antal brandventilationsåbninger, skal de bærende stålsøjler være minimum en BD-30 bjælke [BR , afsnit 6.7.2, stk. 2]. For at overholde brandkravet til stålsøjler, foreslår BR95 følgende: BD-bjælke 30 Bjælke af stålprofil indklædt med mindst 2 lag beklædninger i pladeform med en samlet tykkelse på mindst 24 mm. Beklædningerne skal være mindst klasse 2 beklædninger, og de skal være opsat med forskudte samlinger [BR , bilag 3]. Det vurderes dog at denne metode, ikke er den mest hensigstmæssige da det er muligt at imprægnere stålsøjler ved hjælp af maling. Ved brug af maling kan stålsøjler opnå standard som BS-30 og BS-60 bjælker [Condor Kemi A/S 2003]. c F-60 bygningsdel: Dette er en bygningsdel der er flammestopppende i en angiven periode (her 60 minutter).

27 16 Kapitel 3: Brandsikring

28 4 Konstruktion Industribyggeriet der projekteres er opdelt i to selvstændige bærende systemer. Det første system, i produktionshallen, er stålrammer den bærende konstruktion og det andet system, i administrationsbygningen, opføres med murværk som den bærende konstruktion 4.1 Stålrammer Produktionshallen er opdelt i to dele adskilt af en skillevæg. I henhold til figur 4.1 monteres der i den nordlige ende af hallen en kranbane på rammerne (stiplet linie). Rammerne belastes på forskellige måder alt afhængig af om de er placeret i gavlen, ved vindgitter eller med eller uden kranbane. Det vælges at tage udgangspunkt i en ramme placeret midt i hallen med kranbane, se figur 4.1. De lastkombinationer der belaster rammen fremgår af bilag K.A. Figur 4.1: Plan over bygning, hvor den dimensionerede ramme er markeret. Det statiske system for rammen er valgt, se bilag K.B, til en 2-charnieres ramme, da denne giver de mest hensigtsmæssige snitkraftkurver. For at få større udnyttelse af stålbjælkerne og samtidig spare på stålet udføres rammen ved brug af udfligede tværsnit. Rammen dimensioneres sådan at 17

29 18 Kapitel 4: Konstruktion dimensionerne af rammen skønnes og ved hjælp af computerprogrammet STAAD.Pro undersøges deformationerne. Idet deformationerne af rammen overholder kravet, se afsnit 4.1.1, undersøges rammen om den holder kravene i brudgrænsetilstanden. På figur 4.2 er konstruktionen illustreret. De udfligede tværsnit regnes opsvejset og standardprofilerne regnes valset. Figur 4.2: Rammekonstruktion opdelt i bjælkestykker Anvendelsesgrænsetilstand I anvendelsesgrænsetilstanden undersøges rammens deformationer iht. Norm for stålkonstruktioner [DS , s. 24]. Lastkombinationerne, der bruges til bestemmelse af deformationerne, fremgår af bilag K.A. Følgende deformationer er de vejledende krav for en rammekonstruktion [DS , s. 24]. Tage og ydervægge: δ = l/200, hvor l er rammens spændvidde. Rammer i bygninger uden kran: δ = h/150, hvor h er højden af den enkelte søjle. På grund af kranbanen skærpes kravet for de acceptable deformationer til δ = l/300 og δ = h/300, da en afsporing af kranen kan have katastrofale følger. Dermed bliver de acceptable deformationer for rammerne følgende: δ rigle = = 104mm δ sø jle = = 25mm Deformationerne i rammerne bestemmes vha. simulerings programmet STAAD.Pro På figur 4.3 er deformationerne for lastkombination 3 illustreret, hvor det ses at deformationerne maksimalt bliver 9,2 mm i rammebenene, og 89,7 mm i riglen. Dermed overholdes deformationskravene og konstruktionen undersøges derefter i brudgrænsetilstand. Figur 4.3: Illustration af deformationer i ramme ved lastkombination 3.

30 Afsnit 4.1: Stålrammer 19 Brudgrænsetilstand I brudgrænsetilstanden undersøges det om konstruktionen kan optage de laster der påføres bygningen. Lasterne som påføres i brudgrænsetilstanden fremgår af bilag K.A. Ifølge Norm for stålkonstruktioner skal følgende undersøges og dokumenteres: 1 Tværsnitsklassificering og foldning 5 Kipning 2 Tværsnitsbæreevne 3 Flangeindskydning 6 Fastholdelse af trykkede dele 7 Sammensatte trykstænger 4 Trykpåvirkede stænger 8 Tværlast i kroppens plan De tre sidste undersøges ikke i denne rapport, da det vurderes at disse ikke er dimensionsgivende. Snitkræfterne i rammekonstuktionen er, som før nævnt, beregnet i STAAD.Pro, hvilket betyder at de er bestemt efter elasticitetsteorien. Dette medføre at rammekonstruktionen kan udnyttes mest hvis alle tværsnit placeres i tværsnitsklasse II. For at disse kan placeres i tværsnitsklasse II skal de have de mål der fremgår af tabel 4.1. Tværsnitsmålene for svejset og valset profiler fremgår af figur 4.4 og 4.5. Udfliget hjørne Udfliget hjørne HE500B HE550B Udfliget rammeben riglen kip b [mm] t f [mm] h [mm] a [mm] r [mm] t w [mm] , c [mm] Tabel 4.1: Tværsnitsmål for ramme i tværsnitsklasse II. Figur 4.4: Betegnelser i valset profil. Figur 4.5: Betegnelser i svejset profil. Idet konstruktionen er kategoriseret i tværsnitsklasse II, dimensioneres tværsnittene i de næste afsnit plastisk, og der skal ikke undersøges for foldning [DS , s. 32]. Tværsnitsbæreevne Konstruktionen undersøges for belastning af normalkraft-, forskydningskraft- og momentpåvirkning og i bilag K.D undersøges disse. Idet forskydningspåvirkningen ikke overskrider 50 % af

31 20 Kapitel 4: Konstruktion forskydningsbæreevnen, undersøges konstruktionen kun for normal- og momentpåvirkning [DS , s. 43]. Figur 4.6: Procentvis udnyttelse af tværsnitsbæreevnen i ramme. På figur 4.6 ses det at profilerne overholder bæreevnekravene, da udnyttelsesprocenten ikke overskrider 100 % Trykpåvirkede elementer Det undersøges om konstruktionen overholder kravene i Norm for stålkonstruktioner for trykpåvirkede stænger [DS , s ]. I bilag K.D undersøges centralt- og momentpåvirkede trykstænger, og resultaterne fremgår af figur 4.8. Figur 4.7: Placering af åse i facad og profiler på tag. Da konstruktionen er stabiliseret af åse i facaden for hver 750 mm og af selvbærende stålplader i tagkonstruktion, der er fastgjort til riglen for hver 243 mm, jf. figur 4.7, antages det, at der ikke er behov for at for udbøjning om den svage akse (z-aksen). Derfor undersøges der i bilag K.D kun undersøgt for udbøjning om den stærke akse. På figur 4.8 er udnyttelsesprocenten for hele rammen illustreret, hvor det fremgår at der ikke er risiko for søjlevirkning i konstruktionen, idet udnyttelses af søjlebæreevnen ikke overskrider 100 %. Kipning Det vurderes at der ikke opstår fri kipning i hele konstruktionen pga. konstruktionsudformning vist på figur 4.7. Der undersøges derfor kun for bunden kipning med normalkraft. Samlingerne i konstruktionen udføres således at disse virker som kipningsafstivninger, hvorved søjlelængden ved

32 Afsnit 4.1: Stålrammer 21 Figur 4.8: Procentvis udnyttelse af bæreevne for momentpåvirkede trykstænger i ramme. beregningerne af kipningsrisikoen er afstanden mellem samlingerne. Undersøgelserne fremgår af bilag K.D og resultaterne af undersøgelserne af figur 4.9. Figur 4.9: Procentvis udnyttelse af kipningsbæreevne i ramme. Som det fremgår af figur 4.9 er der konstruktionsdele ved hjørnesamlingerne der kipper, idet kipningsbæreevnen ved rammehjørnerne overskrider 100 %. Dette løses ved at indsætte kipningsafstivninger, og der indsættes afstivninger både i rammeben og rigle. På figur 4.10 er placeringen af kipningsafstivningerne angivet. Figur 4.10: Kipningsafstivninger. Kipningsbæreevnen, efter afstivningen af konstruktionen, fremgår af figur Heraf ses det at bæreevnen nu overholdes, idet udnyttelsesgraden ikke overskrider 100 %. Dermed er det dokumenteret at rammen overholder de krav der stilles til den, både i anvendelsesog brudgrænsetilstand, en opstalt af rammen ses på tegning K.5 i tegningsmappen. Efterfølgende vil

33 22 Kapitel 4: Konstruktion Figur 4.11: Procentvis udnyttelse af kipningsbæreevne i ramme efter indsættelse af kipningsafstivninger. rammens samlinger undersøges. Men inden samlingerne kan dimensioneres skal det bestemmes h- vordan de enkelte samlinger skal være. Bestemmelse af dette gøres udfra en betragtning af hvordan rammen skal transporteres. 4.2 Transport Rammen opdeles i fire profiler, da det på denne måde er nemmere at transportere rammen til byggepladsen. På figur 4.12 er det vist hvorledes konstruktionen opdeles mht. transporten. Figur 4.12: Placering af vindgitre mellem to rammer. Ved ankomsten til byggepladsen skal rammen samles, og dette gøres vha. boltesamlinger. Alle samlinger der ikke samles på byggepladsen er svejsesamlinger som udføres før profilerne ankommer til byggepladsen. Udfra opbygningen af samlingerne kan disse herefter dimensioneres. 4.3 Samlinger Samlingerne det vælges at dimensionere ses herunder: Konsolsamling (svejsesamling) Hjørnesamling (boltesamling) Kipsamling (boltesamling) Fodsamling (boltesamling) På figur 4.13 ses placeringen af de fire samlinger og i det følgende beskrives de fire samlinger, og dokumentation for samlingerne findes i bilag K.E, samt tegning K.5.1 i tegningsmappen.

34 Afsnit 4.3: Samlinger 23 Figur 4.13: Placering af samlingerne der dimensioneres. Svejsesømme a-mål [mm] Knæplade og rammen 5 Knæpladen og lejepladen 5 Legepladen og rammen 5 Tabel 4.2: Størrelse på svejsesømme i konsolsamling. Konsolsamling Der udføres en samling hvor kranbanen understøttes på rammen. Samlingen er udelukkende en svejsesamling, hvor en knæplade og lejeplade er svejst på rammebenene. Samlingen placeres ved kipningsafstivningen i rammebenet, da kipafstivningen hjælper konsolsamlingen med at overføre kræfterne til rammebenet. På figur 4.14 er samlingen illustreret. Figur 4.14: Konsolsamling. Knæpladen er dimensioneret til 20 mm og målene på svejsesømmene fremgår af tabel 4.2. Hjørnesamling Samlingen i rammehjørnet skal samles på byggepladsen, og udføres derfor som en boltesamling, hvor to stødplader svejses på profilerne, se figur Samlingen dimensioneres således at de to stødplader med en tykkelse på 40 mm, svejses på de udfligede profiler. Der benyttes seks bolte til samlingen, tre på hver side af kroppen, og boltene er af størrelsen M 36, klasse 8.8. Ved overflangen benyttes der fire bolte, og ved underflanges bruges de sidste to bolte. Boltene ved underflangen er overdimensioneret, men boltestørrelse bibeholdes, for på denne måde at undgå udførelsesmæssige fejl. Svejsesamlingen mellem stødpladen og det

35 24 Kapitel 4: Konstruktion Figur 4.15: Hjørnesamling. udfligede tværsnit undersøges også og blev fundet til at have samme a-mål som flangens tykkelse, nemlig 32 mm. Kipsamling Kipsamlingen er ligesom hjørnesamlingen en boltesamling der skal samles på byggepladsen, og derfor benyttes der ligeledes en boltesamling, se figur Figur 4.16: Kipsamling. Der benyttes seks bolte af størrelsen M 36 klasse 8.8. Ved underflangen bruges fire bolte, to under og to over underflangen, se figur Ved overflangen benyttes de sidste to bolte. Boltene boltes vha. to stødplader der svejses på hver sit udfligede profil. Disse plader er bestemt til 40 mm tykke. Der bestemmes ikke a-mål på svejsesømmene i samlingen. Fodsamling Det specielle ved fodsamlingen er at den skal fungere som et charnier, dvs. den ikke er momentstiv. Samlingen er dog ikke dimensioneret sådan, men dimensioneret som en momentstiv samling, se figur Der svejses en stødplade på rammebenet, og der bruges to bolte, en på hver side af profilets krop. På denne måde opnås der ikke charnier i fodsamlingen, men det kan løses ved at indlægge en klods mellem stødpladen og fundamentet. Stødpladen har en tykkelse på 10 mm, og boltene er af størrelsen M 20 klasse 8.8. Svejesømmene mellem stødpladen og rammebenet dimensioneres ikke. For nogle mere detaljeret tegninger henvises til tegning K.5.1 til K.5.4 i tegningsmappen.

36 Afsnit 4.3: Samlinger 25 Figur 4.17: Fodsamling Vindgitter For at optage de kræfter der virker i bygningens længderetning opsættes der to vindgitre. Det ene vindgitter skal optage vindkræfterne virkende på produktionshallens gavl, og er placeret mellem ramme 2 og 3, jf. figur 4.1. Det andet vindgitter skal optage start- og bremsekræfter fra kranbanen og er placeret efter skillevæggen ved kranbanen i produktionshallen. Vindgitteret udformes med slappe diagonaler og stive normaler, hvor disse er monteret på rammerne. Dimensioneringen af vindgitteret fremgår af bilag K.F. Diagonalerne har en tykkelse på 7 mm og en bredde på 100 mm, og hvor disse krydser hinanden samles de med en bolt. Normalerne udformes som kvadratiske rørprofiler med en sidelængde på 140 mm og en tykkelse på 10 mm. Udformningen af vindgitteret fremgår af figur 4.18 og af tegning K.6 i tegningsmappen. Figur 4.18: Placering af vindgitre mellem to rammer.

37 26 Kapitel 4: Konstruktion Nu er der fuld dokumentation for den bærende konstruktion (rammen) i produktionshallen. Herefter undersøges den bærende konstruktion i administrationsbygningen (murværk). 4.4 Administrationsbygning Ydermurene i administrationsbygningen opføres som en dobbelt murværkskonstruktion, hvor bagmuren er bærende. Murværket i gavlen ses på figur Figur 4.19: Facaden af administrationsbygningen der opføres som en murværkskonstruktion. Dimensioneringen af murværket udføres i bilag K.G, hvoraf det fremgår at der er stabilitetsproblemer med enkelte murfelter. Det er forsøgt af udbedre disse stabilitetsproblemer, ved at efterspænde murfeltet, med det resultat at den lodrette bæreevne ikke overholdes. Dette virker usandsynligt, da lasterne ikke overskrider et rimeligt niveau. Det vurderes at fejlen er i beregningerne, men det har ikke været muligt lokalisere denne. Problemet bearbejdes ikke yderligere jf. projekt afgrænsningen. For en mere detaljeret tegning henvises der til tegning K.7 i tegningsmappen.

38 5 Fundering Der udarbejdes i dette projekt to forslag til fundering af produktionshallen. Det ene forslag omhandler fundering af produktionshallen på den nuværende lokalitet i Esbjerg, mens det andet omhandler fundering af produktionshallen på blødbund. 5.1 Direkte fundering Esbjerg er beliggende i den sydvestlige del af Danmark, og byggegrunden blev derfor ikke belastet i den sidste istid og har heller ikke været dækket af Yoldia- eller Stenalderhavet. Boreprøverne der er foretaget på byggegrunden består derfor udelukkende af muld, sand, silt og ler. Den geotekniske rapport for byggegrunden findes på Projekt CD en. Derudover fremgår det af boreprøverne, at jordens intakte vingestyrke er stor, og friktionsvinklen for sand og forskydningsstyrken for ler er af Jysk Geoteknik bestemt til hhv. 33 og 70 kn/m 2 [Jysk Geoteknik 2003, s. 7]. På baggrund af dette vælges det at bruge direkte fundering, da det vurderes at undergrunden er velegnet til dette. Fundamenterne udformes som stribefundamenter under ydervæggene, og punktfundamenter under rammebenene og søjlerne i gavlen Stribefundamenter Stribefundamenterne udformes således at de fører lasten fra ydervæggene ned i punktfundamenterne. Derfor skal de armeres således at de bliver stive, og derved overfører lasten fra ydervæggen som fladelaster på punktfundamenterne. I dette projekt dimensioneres stribefundamenterne dog ikke, men det antages at de med en udformning og placering som fremgår af figur 5.1 overfører lasterne til punktfundamenterne på en hensigtsmæssig måde. Det skal bemærkes at der på figuren ikke er angivet armering. Højden og bredden af stribefundamenterne sættes til hhv. 1,10 m og 0,11 m, og de placeres således at indersiden af ydervæggen og fundamentet flugter. Fundamentsoverkanten (FOK) placeres 0,20 m over jordoverfladen (JOF), og fundamentsunderkanten (FUK) placeres 0,90 m under JOF for at komme ned i frostfri dybde [DS , s. 40]. 27

39 28 Kapitel 5: Fundering Figur 5.1: Stribefundament under ydervæg. Terrændækket placeres ligesom FOK 0,20 m over terræn og antages at være selvbærende, hvilket dog ikke eftervises i dette projekt Punktfundamenter Som tidligere nævnt placeres der under rammebenene og søjlerne i gavlen punktfundamenter, se figur 5.2. Figur 5.2: Punktfundament under rammeben. Da lastpåvirkningen ikke er ens på alle punktfundamenterne varierer størrelsen af disse. Punktfundamenterne dimensioneres for følgende fire lasttilfælde:

40 Afsnit 5.1: Direkte fundering Last fra ramme. 2. Last fra ramme med vindgitter som optager last fra kran. 3. Last fra ramme med vindgitter som optager vind på gavl. 4. Last fra gavl. Den væsentligste forskel på de fire lasttilfælde udover størrelsen af lasterne, er at punktfundamenterne under ramme med vindgitter, skal dimensioneres for laster i to på hinanden vinkelrette retninger, mens punktfundamenter under ramme og gavl kun skal dimensioneres for en horisontal last. Udover at bestemme størrelsen af punktfundamenterne, dimensioneres der også armering i fundamentssøjlen og undersiden af fundamentspladen. Armeringsmængden i fundamentssøjlen findes ved at beregne snitmomentet (M s ) i bunden af søjlen, idet det vurderes at dette er størst her. Derefter bestemmes en passende armeringsmængde således, at brudmomentet er større end snitmomentet, se figur 5.3. Figur 5.3: Snitkræfter i bunden af fundamentssøjle. Armeringsmængden i bunden af fundamentspladen bestemmes ligeledes ved at beregne det maksimale snitmoment i pladen, og derefter bestemme en armeringsmængde, som giver et brudmoment der er større end snitmomentet. I pladen antages det at det største snitmoment findes i snittene vist på figur 5.4. I oversiden af fundamentspladen benyttes samme armering som i undersiden, men det eftervises dog ikke, at dette er tilstrækkeligt. Dimensionering Ved dimensioneringen af punktfundamenterne er det udelukkende pladens bredde og længde der bestemmesdog, dog ændres dimensionerne af søjlen ved dimensionering af punktfundamenterne under gavlen, da søjlerne ikke har ligeså store dimensioner som rammerne.

41 30 Kapitel 5: Fundering Figur 5.4: Snitkræfter i fundamentsplade. Fundamentspladens højde sættes til 0,35 m for alle punktfundamenter, hvilket betyder at FUK ligger i kote 22,75 for alle punktfundamenter. Af lagfølgetegningen, tegning F.2 i tegningsmappen, fremgår det at FUK derved kommer til at ligge i enten silt eller ler. Derfor dimensioneres punktfundamenterne som stående enten på sand eller ler, da fundamenter på silt ifølge Jysk Geoteknik, skal dimensioneres som stående på hhv. sand og ler. Punktfundamenterne dimensioneres for både bæreevne- og glidningsbrud, og resultatet af dimensioneringen fremgår af tabel 5.1, hvor n sø jle er antallet af ø20 armeringsstænger i søjlen. I fundamentspladen benyttes der ø16 armeringsstænger og antallet i hhv. længde og bredderetningen benævnes n plade,l og n plade,b. Lasttilfælde b plade [m] 3,30 3,50 5,00 3,00 l plade [m] 2,50 2,80 4,50 4,50 b sø jle [m] 0,57 0,57 0,57 0,27 l sø jle [m] 0,34 0,34 0,34 0,24 n sø jle [-] n plade,l [m] n plade,b [m] Tabel 5.1: Resultater af dimensionering af punktfundamenter. For yderligere indsigt i dimensioneringen henvises der til bilag F.A. Af tabel F.A.12 og F.A.14 i bilaget fremgår det at glidningsbrud på ler er dimensionsgivende for alle punktfundamenter. Sætninger Da jorden på byggegrunden, som tidligere nævnt, har stor styrke, vurderes det at sætningsberegninger ikke er nødvendige og foretages derfor ikke. 5.2 Pælefundering Der er udarbejdet en løsning mht. fundering af bygningen for en alternativ lokalitet. Det specielle ved denne placering er at jorden karakteriseres som blødbund, og dermed er sætningsgivende. Det er derfor nødvendigt at pælefundere bygningen. Dokumentationen for pælefunderingen findes i bilag F.B. Der er til pælefundering brugt standard pæle fra Centrum Pæle A/S. Disse er 18 m lange og deres dimensionener er 300x300 mm [Centrumpaele.dk 2003]. Pælene rammes 17 m ned, for at undgå kobling af pælene. Koblingen er undgået da dette giver store omkostninger for funderingen.

42 Afsnit 5.2: Pælefundering 31 Terrændækket vil, hvis denne ikke pælefunderes, opnå sætninger på ca. 180 mm og dette er uacceptabelt, og derfor skal terrændækket også pælefunderes. Dette gøres ved at udlægge et net af bjælker, og bjælkesystemet under terrændækket er illustreret på figur 5.5. Hvor bjælkerne mødes nedrammes der to lodpæle. Det antages at dækket kan spænde over 5,2x3 m uden det deformeres betydeligt. Figur 5.5: Bjælkesystem under terrændæk. Under hver ramme er der et punktfundament, og dette understøttes af enten seks eller otte pæle. I de rammer der er belastet af vindgitre nedrammes der otte pæle, hvor fire af pælene er skråpæle, der optager de vertikalekræfter. Ved de øvrige punktfundamenter nedrammes der seks pæle, hvor to af pælene er skråpæle. Alle skråpæle rammes med en hældning på 1:3 svarende til 18,4. Placeringen af pæle fremgår af tegning F.3.1 i tegningsmappen. Figur 5.6: Pælegrupper med hhv. 6 og 8 pæle. På figur 5.6 er de to fundamentstyper vist, punktfundamentet til venstre er med seks pæle og punktfundamentet til højre er med otte pæle. Placeringen er de forskellige punktfundamenter fremgår af tegning F.3 i tegningsmappen.

43 32 Kapitel 5: Fundering

44 6 Konklusion - konstruktion og fundering I det forgående kapitler er bygningens bærende konstruktioner blevet dimensioneret, men en dimensionerings opgave har ikke altid en løsning. Derfor er der i de næste afsnit reflekteret over hvad der ikke er dimensioneret og hvad der kunne gøres bedre. 6.1 Konstruktion Der er detailundersøgt to bærende dele af konstruktionen, ramme- og murværkskonstruktionen. Disse beskrives herunder Rammekonstruktion Produktionshallens bærende system opføres som en rammekonstruktion. Dimensioneringen udføres iht. Norm for stålkonstruktioner [DS ] og DIN normen [DIN-Norm 2003]. Der er i projektet ikke dimensioneret for følgende: Svejsesøm ved udfligede profiler Bjælker med tværlast i kroppens plan Fastholdelse af trykkede dele Sammensatte trykstænger Udmattelsespåvirkede konstruktioner Udførelse Dimensionering af kranbane Hver af disse punkter skal undersøges, og det skal dokumenteres at de overholder de krav der stilles til dem. De ovenstående punkter skal eftervises for at få en fuldstændig dokumentation af rammen. Ved dimensionering af rammekonstruktionen er der områder hvor konstruktionen enten kunne have været optimeret eller udformet på en anderledes måde. Der gøres her kort rede for disse områder: 33

45 34 Kapitel 6: Konklusion - konstruktion og fundering Placering af overgange/optimering af profiler Fremgangsmåde Kiplængder og søjlelængder Andre materialer Indbyrdes afstand mellem rammer Stålstyrke Placering af overgange/optimering af profiler Placeringen af overgangen mellem det udfligede profil i riglen og standard profilet kunne bestemmes på en anden måde. Da momentet normalt er dimensionerende for tværsnittet, ville det være optimalt at størrelsen af momentet kunne være proportional med højden af tværsnittet. Fremgangsmåde Fremgangsmåden for dimensioneringen kunne være foretaget anderledes, således at konstruktionen undersøges for brudgrænsetilstand først og udfra dette optimeres udnyttelsen af profilernet. Derefter vil konstruktionen undersøges ved anvendelsesgrænsetilstand mht. at sammenligne deformationerne med de vejledende krav. Kiplængder og søjlelængder Placering af kipningsafstivning og udforming af rammen kunne optimeres, så søjle og kipningslængderne i rammen mindskes. Indbyrdes afstand mellem rammer Den indbyrdes afstand mellem rammerne kan optimeres, hvorved det kan undersøges om udgifterne til konstruktionen kan minimeres. En optimal afstand mellem rammerne vil kunne medføre at rammerne udnyttes optimalt. Stærkere stål Ved at benytte stærkere stål opnår konstruktionen en bedre bæreevne. Alle de ovenfor stående ændringer bør tages i betragtning samtidigt, hvorved konstruktionen kan få en maksimal udnyttelse af profilerne, samt at omkostningerne ved byggeriet holdes på et minimum Administrationsbygning Murværkskonstruktionen i administrationsbygningen kan alternativt opbygges således at formuren bibeholdes som en teglmur, mens den bærende bagmur udføres som betonelementer. På denne måde opnås stadig de æstetiske træk ved et murværk, samtidig med at bæreevnen øges.

46 Afsnit 6.2: Fundering Fundering Bygningen er funderet på to forskellige jordbunde, en hvor direkte fundering er den bedste løsning, og en hvor pælefundering er en nødvendighed. Direkte fundering Ved dimensioneringen af punktfundamenterne har glidningsbrud været dimensionsgivende, hvilket betyder at leret forskydningsstyrke har været for lille ift. den horisontale last. Dette kan f.eks. løses ved at øge den vertikale belastning eller forbinde terrændækket og fundamentssøjlen, hvorved terrændækket vil virke som et træk- eller trykbånd afhængigt af hvilken lastkombination der bruges. Herved reduceres den vandrette last som fundamenterne skal dimensioneres for, og den lodrette last bliver derfor større i forhold til denne. Dette resulterer også i at armeringsmængden, som også er forholdsvis stor, mindskes. Pælefundering Ved placeringen af bygningen på blødbund kan en pælefundering undgås, ved at benytte en sandpude. Her fjernes alt sætninggivende jord og erstattes med sand, denne løsning vil være meget dyr, idet først skal sætningsgivende jord fjernes, hvorefter der skal fyldes med sand. Derfor vælges det at benytte pælefundering på denne blødbud.

47 36 Kapitel 6: Konklusion - konstruktion og fundering

48 7 Klimatekniske installationer I de foregående kapitler er byggeriets konstruktive opbygning beskrevet, dvs. både beskrivelse af administrationsbygningen og produktionshallerne. Da den konstruktive opbygning herved er fastlagt kan de klimatekniske installationer i bygningen nu betragtes. Disse betragtes kun for administrationsbygningen. De klimatekniske installationer beskrives og fastlægges udfra fremgangsmåden anvist herunder. Indledende undersøgelser Dimensioneringsgrundlaget for bestemmelse af de klimatekniske, findes udfra en række indledende undersøgelser. 1. Først foretages nogle indledende betragtninger af den projekterede bygning, det atmosfæriske indeklima bestemmes og det nødvendige ventilationsbehov fastlægges for alle rummene i bygningen. 2. Herefter fastlægges de termiske belastninger og tab for bygningen hvor udfra bygningens varmebehov fastlægges. 3. Til sidst foretages der en modellering af bygningen i BSim, mhp. at bestemme de temperaturforløb der er i bygningen og hvordan disse eventuelt kan korrigeres. Klimatekniske installationer Udfra de indledende betragtninger påbegyndes dimensioneringsprocessen af de klimatekniske installationer. 4. Kanalføringen og armaturerne bestemmes og dimensioneres i bygningen, ved bestemmelse af disse fastlægges anlægstypen ligeledes. 5. Herefter bestemmes aggregaterne for ventilationssystemet. 6. Udfra varmebehovet bestemmes varmeanlægget i bygningen. 37

49 38 Kapitel 7: Klimatekniske installationer 7.1 Indledende undersøgelser og bestemmelser I takt med at samfundet sætter mere fokus på menneskets velbefindende og samfundets energiforbrug skærpes kravet til bygningers indeklima og energiforbrug. Der foretages adskillige forundersøgelse mht. at belyse om administrationsbygningen opfylder de krav der stilles til den. Samtidig skabes der grundlag for en mere detaljeret klimaanalyse, der foretages ved computermodellering af bygningen. Rumindelingen i administrationsbygningen fremgår af figur 7.1. Figur 7.1: Ruminddeling i administrationsbygning. Indeklimaet i en bygning er uden tvivl en af de faktorer der har mest indflydelse på menneskers velfærd, såvel fysisk som psykisk. Det er derfor vigtigt ved planlægning af et nyt byggeri at tilstræbe et godt indeklima. Kravene til et godt indeklima er fastlagt udfra et erfaringsmæssigt grundlag. Menneskers opfattelse af indeklimaets kvalitet varierer med deres fysiske og psykiske tilstand. De faktorer der har indflydelse på hvordan mennesker opfatter indeklimaet kan deles op i fire overordnede kategorier: Atmosfærisk indeklima Termisk indeklima Lys klima Akustisk klima Hver af disse punkter omfatter flere forskellige faktorer, og dette projekt beskæftiger sig med de to førstnævnte. Efterfølgende gøres der rede for det atmosfæriske indeklima, mens det termiske indeklima omhandles i kapitel Atmosfærisk indeklima Begrebet atmosfærisk indeklima omfatter de faktorer der påvirker menneskets opfattelse af luftens kvalitet, f.eks. fugt, lugt m.m, Der foretages en analyse af hvor meget hvert enkelt rum skal

50 Afsnit 7.2: Atmosfærisk indeklima 39 ventileres, for at sikre et godt atmosfærisk indeklima, det vil sige for at opnå et klima hvor de sundheds- og komfortmæssige krav er overholdt. Efterfølgende drøftes de vigtigste forudsætninger og betragtninger der danner grundlag for bestemmelse af den nødvendige ventilation. En mere detaljeret beskrivelse af hvordan denne bestemmes fremgår i bilag I.A. Personers opfattelse af luftkvaliteten er individuel, og afhænger af bl.a. luftfugtigheden, temperaturen og forurening i luften. Ved bestemmelse nødvendig ventilation tages der følgende hensyn. Basisventilation per person afhængig af rumvolumen. Kuldioxid procent i luften. Sensorisk forurening i luften. Der tages i projektet ikke hensyn til den effekt luftfugtigheden har på indeklimaets kvalitet. Det skal dog tilstræbes at luftfugtigheden indendøre ligger mellem 30 og 70% [Stampe 2000, s. 42]. Luftfugtigheden, kan bl.a. fastlægges udfra beregning af fugtbalancen i bygningen eller ved brug af BSim. Basisventilation Der er i Dansk Ingeniørsforenings norm for ventilationsanlæg, fremsat et vejledende krav, der foreskriver den minimale basisventilation per person afhængig af rumvolumen [DS ]. Det antages dog her at luftkoncentrationen af sundhedsskadelige stoffer er normal, dvs. at der ikke tages højde for forurening frembragt ved industrielle processor [DS , s. 9]. Denne basisventilation danner udgangspunktet for bestemmelse af den nødvendige ventilation for de rum, hvor der konstant er mennesker. Den nødvendige ventilation underskrider dog ikke DS447 s vejledende krav om nødvendig ventilation, 0,35 l/(s m 2 ). Den nødvendige ventilation for toiletter er mht. til Bygningsreglementets krav til ventilation i boliger skønnet til 3,0 l/(s m 2 ). I bilag I.A fremgår yderligere information. CO 2 forurening Ved menneskers tilstedeværelse i et rum ændres luftens sammensætning, idet ilt bruges og CO 2, sved, varme m.m. afgives. CO 2 forurening undersøges i dette projekt, da tilstedeværelse af CO 2 er en god kvantitativ indikator af mennesker tilstedeværelse i et rum [Stampe 2000, s. 40]. Der angives i Vejledning om de hyppigste årsager til indeklimagener samt mulige løsninger et vejledende krav til hvor stor en andel kuldioxid luften i et rum må indeholde [At-vejledning A ]. I dette projekt tages der udgangspunkt i dette krav, der svarer til at andelen af utilfredse ved indtræden i et rum ikke overskrider 27,6%, svarende til klasse C i CR1752 [CR ]. Dette anses for at være acceptabelt, idet der tages hensyn til tilvænning, dvs. at efter nogle minutters ophold opfattes forureningen som værende mindre [Stampe 2000, s. 40]. Sensorisk forurening Personers tilstedeværelse i et rum giver sammen med bygningen og dens inventar en sensorisk forurening, og denne forurening er afhængig af bl.a. personernes aktivitetsniveau, og de materialer der indgår i både bygningen og inventar. Det skal her nævnes at ventilationsanlægget ligeledes kan forårsage forurening, eksempelvis hvis systemets filtre ikke skiftes med passende mellemrum. Ved bestemmelse af den nødvendige ventilation mht. sensorisk forurening tages der udgangspunkt i, at andelen af utilfredse ikke overstiger 30%, svarende til klasse C i CR1752, da det ved dimensionering af komfortanlæg er det brugernes velbefindende, der betinger kraverne.

51 40 Kapitel 7: Klimatekniske installationer Varmetilskud Varmetilskud til bygninger opdeles i to kategorier, eksterne og interne, se figur 7.2. Figur 7.2: Varmetilskud og tab i bygning. Interne varmetilskud Der er i bygningen flere varmekilder som bidrager til varmetilskuddet, f.eks. personer, belysning og el-apparater. Alle disse tilskud vægtes udfra tidsinterval og antal. Udfra dette bestemmes det endelige tilskud til rummet. En nærmere gennemgang af dette for administrationsbygningen findes i bilag I.B. Der er ved bestemmelse af det interne varmetilskud ikke taget hensyn til at mennesker afgiver mere fri varme om sommeren end om vinteren. Hvilket medfører at det interne varmetilskud fra personer er for lavt om sommeren. Det vurderes at dette ikke har en større betydning for indeklimaet. Summen af det samlede indre tilskud for hvert rum i administrationsbygningen fremgår af tabel 7.1, og rummene og deres betegnelse fremgår af figur 7.1. Eksterne varmetilskud De eksterne varmetilskud består primært af tilskud fra solen i form af varmestråling gennem vinduer. Dertil kommer tilskud fra transmission gennem bygningens indvendige flader, disse bidrag fra transmission er små i forhold til transmission gennem vinduer, da temperaturforskellen er højere udenfor end indenfor, derfor medtages dette ikke i den videre proces. Selve proceduren for bestemmelse af eksterne tilskud bygger på diagrammer over solindfald fra forskellige retninger over dagen, hvilket fremgår af bilag I.C. Det eksterne tilskud til administrationsbygningen fremgår af tabel Varmetab Administrationsbygningens samlede varmetab beregnes som summen af transmissionstab, infiltrationstab og ventilationstab, se figur 7.2. Efterfølgende redegøres for bestemmelse af både transmissions- og infiltrationstab. Beregning af ventilationstab fremgår af bilag I.R.

52 Afsnit 7.2: Atmosfærisk indeklima 41 Rum Q f ri Q lys Q app Q [Wh/døgn] [Wh/døgn] [Wh/døgn] [Wh/døgn] A B C D E F G H I J K L M N O Tabel 7.1: Samlet indre varmetilskud. Antal vinduer Antal vinduer Antal vinduer Gennemsnitlig Samlet max. Rum mod øst mod vest mod nord belastning belastning [Wh/døgn] [Wh/døgn] A ,5 B F G ,5 H I ,5 K N O ,9 Tabel 7.2: Ydre varmetilskud for rummmene i administrationsbygning per døgn i juli måned Transmissionsstab Transmissionstabet regnes iht. Beregning af bygningers varmetab [DS ]. Bygningens samlede varmetab skal overholde de krav Bygningsreglementet [BR ] opstiller. Det overordnede krav til varmeisolering, og dermed transmissionstab, er i BR95 fremsat på følgende vis: Bygninger skal varmeisoleres således at unødvendigt energiforbrug undgås samtidig med, at der opnås tilfredsstillende sundhedsmæssige forhold [BR , 8.1]. For at beregne bygningens transmissionstab, beregnes de forskellige konstruktionselementers transmissonskoefficienter udfra de, i DS418 beskrevne fremgangsmåder, til de værdier der fremgår af tabel 7.3. Beregningerne af disse fremgår af bilag I.E. For at overholde kravet der opstilles i BR95, er der tre forskellige metoder til at eftervise at dette. Kravet anses for overholdt hvis blot en af disse rammer overholdes. I de efterfølgende afsnit behandles de tre rammer enkeltvis og det vurderes om de overholdes.

53 42 Kapitel 7: Klimatekniske installationer Element U-værdi Ψ-værdi [W/m 2 K] [W/mK] Ydervægge 0,28 - Vinduer 2,02 - Tag 0,19 - Gulv 0,11 - Ydervægsfundamenter - 0,52 Tabel 7.3: Konstruktionselementernes transmissionskoefficienter. U-værdi rammen Der angives i BR95 maksimale størrelser på bygningsdeles transmissionskoefficienter og linietab, se tabel 7.4, der skal overholdes hvis denne metode skal bruges. Bygningsdel U-værdi Linietab [W/m 2 C] [W/m C] Ydervægge vægt over 100 kg/m 2 0,3 - Terrændæk 0,20 - Loft- og tagkonstruktioner 0,15 - Vinduer og yderdøre 1,80 - Fundamenter - 0,25 Fundamenter under gulvvarme - 0,20 Tabel 7.4: Bygningsreglementets krav til transmissionskoefficienter. Ved sammenligning af værdierne i tabel 7.3 og 7.4, fremgår det at flere af de beregnede transmissionskoefficieneter ikke overholder kravet ang. størrelsen af transmissionskoefficienter. Derfor undersøges det om bygningen overholder varmetabsrammen. Varmetabsrammen For at overholde varmetabsrammen, skal følgende krav overholdes: U-værdierne og linietabene kan ændres og vinduesareal m.v. forøges, hvis bygningens samlede varmetab ikke derved bliver større, end hvis kravene i tabel 7.4 var opfyldt. De enkelte bygningsdele skal dog mindst isoleres til U-værdierne og linietabene nævnt i tabel 7.4, frit efter [BR , 8.3]. De værdier af transmissionskoefficienter, der refereres til i citatet, fremgår af tabel 7.5 Bygningsdel U-værdi Linietab [W/m 2 C] [W/m C] Ydervægge 0,40 - Terrændæk 0,30 - Loft- og tagkonstruktioner 0,25 - Vinduer og yderdøre 2,90 - Fundamenter - 0,60 Tabel 7.5: Varmetabsrammens krav til transmissionskoefficienter. Sammenlignes værdierne for transmissionskoefficienterne i tabel 7.3 med værdierne i tabel 7.5, ses det at de aktuelle transmissionskoefficienter overholder varmetabsrammens krav. Derfor foretages der i bilag I.F en sammenligning af varmetabet for bygningen med de transmissionskoeffi-

54 Afsnit 7.3: Opsummering 43 cienter, der fremgår af tabel 7.3 Med en fiktiv bygning med varmetabsrammens maksimale transmissionskoefficienter det fremgår af tabel 7.5. Denne undersøgelse viser at den aktuelle bygnings samlede varmetab er mindre end den fiktives. Dermed overholdes varmetabsrammen. Energirammen For at overholde energirammen skal følgende krav, for transmissionskoefficienter, overholdes: For en bygning opvarmet til mindst 18 C kan vinduesarealer vælges frit og U-værdier samt linietab ændres, hvis bygningens samlede varmebehov til rumopvarmning og ventilation overholder energirammen. Dog skal de enkelte bygningsdele mindst isoleres svarende til værdierne i tabel 7.5, frit efter [BR , 8.4]. Som det allerede er vist, er ingen af de udregnede værdier højere end de i tabel 7.5, derfor konkluderes det at transmissionskoefficienterne overholder kravet i energirammen. Dette behandles nærmere i bilag I.F, hvori der foretages en varmetabsberegning for bygningen, vha. Bv98 a Dimensionerende transmissionstab Udfra værdierne i tabel 7.3 og udfra de dimensionerende temperaturer, der fremgår af tabel I.E.7 i bilag I.E, beregnes administrationsbygningens dimensionsgivende transmissionstab til 7,7 kw. Dette danner sammen infiltrationstabet grundlag for bestemmelse af bygningens varmebehov Infiltrationstab Udover transmissionstab er der også infiltrationstab i bygningen. Infiltrationstabet er forårsaget af transport af luftstrømme gennem bygningens klimaskærm, dvs. fra ydersiden og ind eller modsat. Dette tab bestemmes i bilag I.D. Det samlede infiltrationstab for bygningen ved den dimensionerende temperaturer bestemmes til 2,08 kw. 7.3 Opsummering Dette kapitel omhandler de undersøgelser der indledningsvis er foretaget i projektet, de betragtninger der er foretaget, og de myndighedskrav der stilles til både indeklima og varmeisolering. Den nødvendige ventilation for at sikre et godt indeklima, og samtidig overholde myndighedskravene om nødvendig ventilation, er bestemt. Bygningens varmetilskud, både internt og eksternt, er bestemt, og bygningens varmetab, transmission og infiltration ved den dimensionerende udetemperatur (-12 C), er bestemt. Ydermere er det eftervist, at bygningen overholder de krav Bygningsreglementet stiller til varmeisolering. Disse forundersøgelser og betragtninger danner grundlag for den videre dimensionering. Efterfølgende kapitel omhandler en computer simulering i BSim af bygningen, hvorved forundersøgelserne belyses. a Bv98 er et program der kan regne bygningers egnergiforbrug.

55 44 Kapitel 7: Klimatekniske installationer

56 8 Klimateknisk modellering af administrationsbygning De indledende undersøgelser af bygningens termiske belastninger og nødvendig ventilation danner grundlag for en mere dybdegående analyse af administrationsbygningen. Derfor opstilles en klimateknisk computermodel af administrationsbygningen. Hvor i de fundne værdier for varmetilskud, transmissionskoefficienter, nødvendig ventilation og radiatorstørrelser indsættes som parametre i modellen. Der vælges at modellere bygningen i det hygrotermiske bygningssimuleringsprogram, BSim2002. En nærmere gennemgang af BSim og dets applikationsprogrammer fremgår af bilag I.J, hvoraf modellen og de forskellige inddata også fremgår. BSim2002 modellen i 3D fremgår af figur 8.1. Figur 8.1: BSim2002 modellen. Formålet med at simulere indeklimaet i administrationsbygningen er, at belyse den termiske komfort i bygningen. Simuleringen viser hvor høj temperaturen er i de forskellige rum og udfra disse vurderes det, at den termiske komfort ikke er acceptabel. Derfor foretages der i modellen ændringer der bringer den termiske komfort ned på et acceptabelt niveau. For en nærmere beskrivelse af de optimeringer der er foretaget henvises til bilag I.K. 45

57 46 Kapitel 8: Klimateknisk modellering af administrationsbygning Ved vurdering af den termiske komfort, tages der udgangspunkt i det vejledende krav i Norm for specifikation af termisk indeklima [DS ], at den operative temperatur ikke må overskride 26 C og 27 C i hhv. 100 og 25 timer om året. Det anses at en acceptabel termisk komfort opnåes hvis dette krav overholdes. Ved simulering af bygningens indeklima fremgår det, at der er en del problemer med høje temperaturer i administrationsbygningen, jf. temperaturen i alle rum der fremgår af figur 8.2, og antal timer over 26 C og 27 C der fremgår af tabel 8.1. Temperatur [ C] A B C D E F G H I J K L M N O Tabel 8.1: Antal timer over 26 C og 27 C inden justering. Af tabellen fremgår det at alle rum overskrider DS474 s vejledende krav for antal timer over 26 C og 27 C, og af figur 8.2 fremgår det at temperaturen i de fleste rum varierer mellem 23 C og 30 C, og i kopirummet (rum J) er temperaturen helt oppe på 50 C. Der foretages derfor ændringer, så kravet i DS474 overholdes for de fleste rum, og disse ændringer fremgår af bilag I.K. Det viser sig bla. at flere af de fastsatte værdier i det interne varmetilskud er sat for højt og at der ikke er indsat nogen udluftning, dvs. der tages ikke hensyn til at bygningens brugere vil åbne vinduerne hvis temperaturen bliver for høj. Det viser sig at ved at indsætte et lavere internt varmetilskud, udluftning, natkøling, solafskærming, en større ventilationsmængde i alle rum og en køleunit i kopirummet overholdte alle rum på nær mødelokalet og showrummet kravene i DS474 om timer antal over 26 C og 27 C, se tabel 8.2, figur 8.3 og 8.4. Temperatur [ C] H O Tabel 8.2: Antal timer over 26 C og 27 C i rum H og O. Da mødelokalet og showrummet ikke overholder kravet opstillet i DS474, vælges der at undersøge et af disse, dvs. mødelokalet. Denne undersøgelse tager udgangspunkt i Ventilation for buildings - Design criteria for indoor environment [CR ] krav til det termiske indeklima. På trods af at mødelokalet ikke overholder DS474 vejledende krav om antal timer over 26 C og 27 C, overholdes CR1752 s krav mht. temperatur og dens variation. Dog er sommertemperaturen lidt for lav, se figur 8.5, og dette skyldes at ved simulering af bygningen blev varmeanlægget sat til at holde 22 C, men ikke de 24 C der er foreskrevet i CR1752 [CR ]. Det vurderes at på trods af dette overholdes kravet om termisk komfort. 8.1 Opsummering Udfra de fastlagte interne og eksterne belastninger, vurderes det at flere af værdierne er sat for højt. Disse ændres så temperaturene kommer ned på et acceptabelt niveau og overholder de vejledende krav fremsat i DS474. Yderligere fastslås det at mødelokalet overholder kravet om termisk komfort i henhold til CR1753. Dermed er det eftervist at alle rum undtagen showrummet har acceptabel termisk komfort, der ses ikke nærmere på showrummet i projektet, men det vurderes dog at en lignende undersøgelse af rummet ville give et lignende resultat.

58 Afsnit 8.1: Opsummering 47 I det efterfølgende dimensioneres ventilationssystemet, udfra de ændringer, der foretages i BSim. Figur 8.2: Temperaturen for alle rum i uge 29 inden justering.

59 48 Kapitel 8: Klimateknisk modellering af administrationsbygning Figur 8.3: Temperaturen for alle rum i uge 29 efter justering.

60 Afsnit 8.1: Opsummering 49 Figur 8.4: Antal timer under en temperatur i opholdstiden. Figur 8.5: Temperatur forløb for mødelokalet i uge 29.

61 50 Kapitel 8: Klimateknisk modellering af administrationsbygning

62 9 Dimensionering af kanaler og armaturer I det følgende kapitel beskrives dimensioneringsprocessen for kanaler og armaturer i ventilationssystemet. Der vil i det følgende fremgå de vigtigste forudsætninger for dimensionering og de vigtigste resultater. Alle afsnit i dette kapitel, tager udgangspunkt i de udførte forundersøgelser og modellering af, administrationsbygningen. Ventilationssystemet fremgår af tegning I.3 i tegningsmappen. 9.1 Kanalføring For at vurdere hvordan kanalføringen udføres mest optimal, opstilles der to skitseforslag. En mere detaljeret beskrivelse af denne proces fremgår af bilag I.I. De to forslag udføres udfra to forskellige grundprincipper, for herved at kunne vurdere hvilket der er mest fordelagtigt. De to forslag er optegnet vha. computerprogrammet CADvent der er en applikation til AutoCAD. CADvent kan, når systemet er optegnet, foretage flere forskellige beregninger. For de to skitseforslag er programmet brugt til dimensionering af kanaldiameteren og beregning af tryktab. Yderligere er der udført en beregning af prisen for at sammenligne de to forslag. Skitseforslag 1 baserer på symmetri, det vil sige at der så vidt muligt føres lige store mængder luft i alle retninger i systemet. Der er i dette forslag ikke taget særlige hensyn til montage og materialeforbrug. Af figur 9.1 fremgår en plantegning af skitseforslag 1. Skitseforslag 2 fremgår af figur 9.2, dette forslag baseres primært på lavt materialeforbrug og overskuelig montage. For de to figurer er rød; indblæsning, blå; udsugning og grøn; udsugning fra bad og toilet. Af tabel 9.1 fremgår volumenstrømmen og tryktabet for skitseforslagene. Det fremgår tydeligt at tryktabet er størst i skitseforslag 2. Det vil derfor være fordelagtigt, mht. tryktab, at benytte skitseforslag 1 til den videre bearbejdning. 51

63 52 Kapitel 9: Dimensionering af kanaler og armaturer Figur 9.1: Plantegning - skitseforslag 1. Figur 9.2: Plantegning - skitseforslag 2.

64 Afsnit 9.1: Kanalføring 53 Forslag Volumenstrøm Tryktab [l/s] [Pa] Forslag 1 Indblæsning Udsugning Udsugning bad og toilet Forslag 2 Indblæsning Udsugning Udsugning bad og toilet Tabel 9.1: Volumenstrøm og tryktab for de to skitseforslag. Af tabel 9.2 fremgår prisen for skitseforslagene. Det fremgår at prisen for skitseforslag 1 er højest. Dette skyldes primært to årsager. For det første er der brugt fortrængning i kantinen, hvilket medfører en ekstra udgift på ca kr. For det andet er der brugt betydeligt flere kanaler i forslag 1, mhp. at opnå symmetri i systemet. Pris Forslag [dkr] Prisforskel Tabel 9.2: Pris for de to skitseforslag Valg af skitseforslag Det vælges at arbejde videre med skitseforslag 1, da det vurderes at fordelene er størst ved dette. Ved valg af skitseforslag 1 bliver kravet til centralaggregatet betydeligt mindre og dette medfører derfor et mindre energiforbrug i ventilationssystemet. Det vurderes at denne besparelse er langt vigtigere end den besparelse i prisforskel der fremgår af tabel 9.2. Da tryktabet i skitseforslag 1 er mindst, er det nemmere at overholde de vejledene hastigheder for ventilationssystemer. Dette betyder endvidere at støjniveauet holdes på et mere rimeligt niveau, se bilag I.I. Ved valg af skitseforslag 1 er der dog flere emner der skal undersøges ved videre bearbejdning: Opblanding vs. fortrængning Det vil være relevant at vurdere hvilke rum der fordelagtigt kan ventileres med opblanding og hvilke der kan ventileres med fortrængning. Valg af armaturer Det vil undersøges hvilke armaturer der kan løse ventileringen mest optimalt. Mulighed for indregulering For at sikre, at der blæses den rigtige mængde luft rundt i systemet er det nødvendigt at kigge på placering af spjæld. Placering og valg af centralaggregat Der er i skitseprojektet ikke taget hensyn til aggregatets placering og hvorledes aggregatet skal forbindes med kanalsystemet, dette skal fastsættes ved videre den projektering. Montage og æstetik Det er naturligt, at vurdere hvordan systemet monteres i bygningen. Ligeledes kan placeringen af armaturer optimeres, så de ikke skæmmer æstetikken i de forskellige lokaler.

65 54 Kapitel 9: Dimensionering af kanaler og armaturer Hastighed/lyddæmpning Flere steder i skitseforslag 1 overskrides de fastsatte hastigheder, det er derfor relevant at undersøge disse. Dette er ligeledes vigtigt for at sikre at støjkravene i bygningen er overholdt. 9.2 Dimensionering af kanalsystemet I det følgende dimensioneres kanalsystemet i administrationsbygningen. I forbindelse med dette bestemmes placering og valg af armaturer. Kanalsystemet er optimeret udfra de sidstnævnte punkter i afsnit 9.1. Yderligere optimeres ventilationssystemet udfra følgende punkter: Komfortforhold dvs. komfortforhold i de forskellige rum i administrationsbygningen. Herunder vurderes de termiske forhold og de aktuelle luftstrømme mhp. træk. Anlægstype valg af anlægstype dvs. hvorvidt der benyttes CAV(Constant Air Volume ) eller VAV(Variable Air Volume) i de forskellige lokaler. Optimeringen af kanalføringen dvs. skabe mindst muligt tryktab og minimalt materiale forbrug. Udfra klimaanalysen i kapitel 8, fremgår det, at den nødvendige ventilation ikke overholder temperaturkravene for administrationsbygningen. Dette resulterer i højere luftskifte for de enkelte lokaler i bygningen, disse fremgår af tabel I.L.1 i bilag I.L Komfortanalyse For at sikre et optimalt antal og placering af armaturer i de enkelte rum, udføres en analyse af komforten i administrationsbygningen. Det vil sige en analyse af lufthastigheder mht. træk og støj i administrationsbygningen. Analysen udføres for mødelokalet på 1. sal. Det vælges at undersøge dette lokale, da luftskiftet i dette lokal samtidig med at loftarealet er relativt lille, hvilket stiller krav til valg af armaturer. Mødelokalet undersøges både for ventilation i form af opblanding og fortrængning. Som udgangspunkt benyttes kanalføringen i skitseforslag 1, se figur 9.3 Figur 9.3: Mødelokale H, fra skitseforslag 1. Opblanding For at undgå træk i form af høje lufthastigheder, kontrolleres minimumsafstandene for indblæsningsarmaturerne. Afstanden findes til 1 m, fra armatur til væg og til 2 m mellem to armaturer. Dette betyder at afstandene ikke er overholdt i skitseforslag 1, derfor ændres placeringen af armaturerne.

66 Afsnit 9.2: Dimensionering af kanalsystemet 55 Det vælges ligeledes kun, at benytte et udsugningsarmatur. Ændringerne fremgår af figur 9.4. Denne løsning kan medføre en kortslutning mellem indblæsning- og udsugningsarmaturerne. Dette tab vurderes som ubetydeligt. Figur 9.4: Mødelokale H, ny placering af opblandingsarmaturer. Det af gruppen opstillede støjkrav for mødelokalet overholdes, da støjen ikke overstiger et niveau på 35dB. Komfort kravene overholdes dermed ved brug af opblanding. Fortrængning Ved undersøgelse af fortrængning væges det, at placere fortrængningsarmaturer i to modstående hjørner. Det vælges ligeledes at benytte det ændrede udsugningsarmatur fra undersøgelsen af opblanding. På figur 9.5, fremgår systemet til fortrængning. Figur 9.5: Mødelokale H, ny placering af fortrængningsarmaturerarmaturer. Nærzonen for armaturerne undersøges, for at kontrollere om denne skaber gene i form af træk i mødelokalet. Af resultaterne, se bilag I.L, afsnit I.L.3 fremgår det, at nærzonen ikke volder problemer for brugere af lokalet. Støjkravene overholdes ligeledes ved brug af fortrængning. Dette betyder at fortrængning godt kan benyttes til ventilation i mødelokale H Valg af system Udfra komfortanalysen fremgår det at både opblanding og fortrængning kan benyttes til ventilation i mødelokalet. Da fortrængningsarmaturerne skæmmer lokalets udseende betydeligt mere end opblanding, ses dette som en fordel for valg af opblanding. Fortrængningsarmaturer er endvidere betydeligt dyrere end opblandingsarmaturer, dette vægter yderligere til valg af opblanding. Til

67 56 Kapitel 9: Dimensionering af kanaler og armaturer fortrængnings fordel kan det nævnes, at luftkvaliteten kan opnå et mindre forureningsniveau, da ren luft og forurening adskilles. Det vurderes at fordele er størst ved brug af opblanding, derfor vælges det at ventilere mødelokalet med opblanding. Analysen for mødelokalet bruges som vejledning for de resterende lokaler, det vil sige at alle lokaler i administrationsbygningen ventileres ved brug af opblanding. Kantinen ventileres dog med fortrængning, da det her vil være mere fordelagtigt. Minimums afstandene fra analysen benyttes ligeledes, dvs. at det så vidt muligt forsøges at holde en minimumsafstand på 1 m til vægge og en afstand på 2 meter mellem armaturer Placering af kanaler og armaturer Som det tidligere er nævnt tages der udgangspunkt i skitseforslag 1, men da luftskiftene er forhøjet væsentligt i flere lokaler er det kun hovedkanalerne der medtages ved optegningen af en ny kanalføring. Da luftskiftet er forøget er det nødvendigt at bruge både større og flere armaturer for at overholde lydkravene for systemet. Lydniveauet sættes ifølge DS447 til 35dB for hele bygningen, dog ikke for kantinen, da minimumskravet her er 40dB [DS , s. 29]. Det er dog ikke eftervist at dette krav overholdes da dette er udenfor projektets fagområde. Det er istedet valgt at holde støjen under de ovenfor nævnte værdier for det enkelte armatur. Volumenstrømme og for de enkelte armaturer fremgår af tabel I.L.3 og I.L.4, i bilag I.L, afsnit I.L.4 Den endelige kanalføring og placering af armaturer fremgår af figur 9.6 og 9.7. Systemet er delt op i følgende tre farver; indblæsning - rød, udsugning - blå og udsugning for bad og toilet - grøn. På figur 9.6 ses stueetagen øverst og 1.sal nederst. Figur 9.6: Placering af armaturer i admininstrationsbygning. Tryktabet i dette system udregnes ved hjælp af CADvent og resultaterne fremgår af tabel 9.3. Dette tryktab er brugt ved den videre beregning af centralaggregatet og energiforbruget for administrationsbygningen. Den totale pris for anlægget bliver i følge LindabPrice a dkr. Dette er dog uden brandspjæld, VAV-spjæld og centralaggregat. På Projekt CD en er pris- og stykliste vedlagt for ventilationssystemet. a LindabPrice er et applikations program til CADvent der gør det muligt at beregne prisen for det optegnede anlæg.

68 Afsnit 9.3: Konklusion 57 Figur 9.7: Endelig udformning af ventilationssystemet. System Volumenstrøm Tryktab [l/s] [Pa] Indblæsning Udsugning Udsugning Tabel 9.3: Volumenstrømme og tryktab for de tre kanalsystemer. 9.3 Konklusion I dette kapitel er den endelige kanalføring bestemt. Kanalføringen er krav primært optegnet udfra tre faktorer; en optimal placering af armaturer, et lavt materiale forbrug og mindst muligt tryktab. I dette kapitel er den endelige placering af armaturer ligeledes bestemt. Dette er primært udført udfra komfort betragtninger for brugere af administrationsbygningen, dvs. betragtninger af træk og støj. Ligeledes er det forsøgt, at bruge et minimum af armaturer og disse er primært valgt til den samme type af hensyn til æstetikken i bygningen.

69 58 Kapitel 9: Dimensionering af kanaler og armaturer

70 10 Aggregat og anlægstype I det følgende kapitel beskrives valg af anlæg og dernæst dimensioneres centralaggregatet for administrationsbygningen. Der redegøres for de vigtigste forudsætninger for dimensioneringen, de enkelte komponenter beskrives kort og hvordan anlægget reguleres Anlægstype Det fremgår af bygningsbeskrivelsen i afsnit 1.2 at, der i bygningen er to rum der kun benyttes i korte perioder hver dag, kantinen og baderummet, og at der er to rum der sandsynligvis ikke bruges hverdag, nemlig mødelokalet og showrummet. Derfor vælges det, at udføre anlægget som et blandet CAV- og VAV-anlæg, hvilket medfører at disse rum ikke ventileres fuldt når de ikke er i brug. Af figur 10.1 fremgår det, hvilke rum der ventileres med CAV og VAV. Der benyttes både CAV og VAV, da det vurderes, at der herved kan spares på energiforbruget. Dog stiger prisen på anlægget ved brug af VAV, da der skal placeres VAV-spjæld og CO 2 følere i de valgte lokaler. Det vurderes at den ekstra pris på anlægget modsvarer energibesparelsen. Figur 10.1: Fordeling af CAV og VAV i administrationsbygningen. 59

71 60 Kapitel 10: Aggregat og anlægstype 10.2 Aggregat Ventilationsanlægget er opdelt i tre systemer, indblæsning, udsugning og udsugning fra bade og toiletter. Der dimensioneres et centralaggregat for indblæsning og udsugning, og der dimensioneres et seperat aggregat for udsugning af bade og toiletter. Begge aggregater placeres i ventilationsrummet over entréen. Centralaggregatet fremgår af tegning I.2 i tegningsmappen. Figur 10.2: Principskitse af ventilationsaggregatet. På figur 10.2 fremgår en principskitse af ventilationsaggregaterne. I det følgende beskrives anlægget i grove træk. For en mere detaljeret beskrivelse henvises til bilag I.M Centralaggregat Ved dimensionering af centralaggregatet tages der udgangspunkt i produkter fra Danvent A/S. Udfra den tilgænglige plads i ventilationsrummet vælges et aggregat af typen TC 18. De enkelte komponenter der indgår i aggregatet fremgår herunder, og af tabel 10.1 fremgår komponentbetegnelserne. For yderligere oplysning henvises til bilag I.M. Varmeveksler Til genanvenvendelse af den termiske energi fra administrationsbygningen indsættes en varmeveksler. Det vælges at bruge en roterende varmeveksler med en virkningsgrad på 73 %, og denne fremgår af figur Varmeflade Til regulering af udeluftens temperatur indsættes en vandvarmeflade. Denne ændrer temperaturern til de ønskede 20 C ved indblæsning. Vandvarmefladen fremgår af figur 10.4.

72 Afsnit 10.2: Aggregat 61 Figur 10.3: Varmeveksler [Stampe 2000, s. 176]. Figur 10.4: Varmeflade [Stampe 2000, s. 150]. Ventilator Der indsættes en ventilator med bagudkrummede blade for både indblæsning og udsugning. Disse skal klare en volumenstrøm på hhv. 1,56 m 3 /s og 1,25 m 3 /s, over et tryktab på hhv. 528 Pa og 319 Pa. Filtre For indblæsningen placeres der både et fin- og et grovfilter til at rense indblæsningsluften, og disse placeres inden varmeveksleren. For udblæsning placeres der et finfilter inden varmeveksleren for at sikre, at denne ikke beskadiges. Spjæld Der indsættes to afspærringsspjæld af klasse 2 i aggregatet. Disse lukker når aggregatet ikke kører. Yderligere placeres der brandspjæld mellem ventilationsrummet og den resterende bygning, for at sikre mod spredning af brand og røg fra ventilationsrummet. Brandspjældene lukkes ved 70 C og 40 C, hhv. for indblæsning og udsugning. Lyddæmper Mellem brandsjældet og ventilatoren placeres en lyddæmper for at sikre bygningen mod støj fra ventilatoren. Frekvensomformer Da anlægget delvist er et VAV-anlæg, placeres der en frekvensomformer til regulering af ventilatorens motor. Type Antal Komponentbetegnelse Varmeveksler 1 TCC H1 - T - S - B Varmeflade 1 TCH H - E11 Grovfiltersektion 1 TCA H - EU3 Finfiltersektion 2 TCA H - EU6 Spjæld 2 TCA H - Kl.2 Ventilator 1 TCV BK o/min Ventilator 1 TCV BK o/min Tabel 10.1: Centralaggregatets komponenter og deres komponentbetegnelse Aggregat - Bad og toilet Udsugningssystemet til bade og toiletter består ikke af et egentligt aggregat, men istedet kun enkeltkomponenter placeret på selve ventilationskanalen. Det vælges at bruge komponenter fra Lindab A/S, og disse fremgår herunder. Af tabel 10.2 fremgår komponentbetegnelserne. For yderligere oplysning henvises til bilag I.M.

73 62 Kapitel 10: Aggregat og anlægstype Ventilator Til udsugning indsættes en ventilator i kanalen, og denne skal afvikle en volumenstrøm på 0,314 m 3 /s over et tryktab på 103 Pa, denne fremgår af figur Lyddæmper Mellem brandspjældet og ventilatoren placeres en lyddæmper for at sikre bygningen mod støj fra ventilatoren, se figur Figur 10.5: Ventilator til udsugning af bad of toilet. Figur 10.6: Lyddæmper til udsugning af bad of toilet. Spjæld Der placeres brandspjæld mellem ventilationsrummet og den resterende bygning, for at sikre mod spredning af brand og røg fra ventilationsrummet. Frekvensomformer Da anlægget delvist er et VAV-anlæg placers der en frekvensomformer til regulering af ventilatorens motor. Type Antal Komponentbetegnelse Kanalventilator 1 CBU 315 Lyddæmper 1 SLU Brandspjæld 1 DBU 315 Tabel 10.2: Toiletudsugningens komponenter og deres komponentbetegnelse Regulering af aggregater Til regulering af aggregaterne placeres der fire regulatorer og en centraltilstandsstyring. Disse beskrives i listen herunder. En mere detaljeret beskrivelse fremgår i bilag I.M. R1 Denne regulator styrer indblæsningstemperaturen, ved at bestemme temperaturen af varmefladen og omdrejningshastigheden for varmeveksleren. Regulatoren fungerer ligeledes som frostsikring for både varmeveksleren og varmefladen. R2 Måler trykfaldet over filtrene, både på indblæsnings- og udsugningssiden, mhp. at give en advarsel hvis filtrene er ved at blive tilstoppet. R3 Denne regulator styrer hastigheden på ventilatoren mhp. at opretholde et konstant tryk i indblæsningssystemet. R4 Regulatoren justerer hastigheden på ventilatoren til udsugning for bad og toilet. CTS Denne centralestilstandsstyring er programmeret med alle bestemmelserne for de fire regulatorer og styrer ligeledes disse fire. Derfor er den centraletilstandsstyring koblet til regulatorene R1 til R4

74 Afsnit 10.3: Konklusion Konklusion I dette kapitel er der bestemt anlægstype og ventilationsaggregater for administrationsbygningen. Det blev valgt at benytte anlæg, hvor der både benyttes CAV og VAV. Centralaggregatet og tilhørende komponenter blev bestemt for indblæsning og udsugning. derudover blev de nødvendige komponenter for udsugningsanlægget til bade og toiletter bestemt.

75 64 Kapitel 10: Aggregat og anlægstype

76 11 Varmeanlæg Dette kapitel omhandler dimensionering af varmeanlægget der indgår i administrationsbygningen. Varmeanlægget fremgår af tegning I.1 i tegningsmappen. Dimensioneringen udføres i henhold til den gældende lovgivning, dvs BR95 og DS469. Når et varmeanlæg skal udformes er der flere ting der skal tages i betragtning inden beregningerne af anlægget påbegyndes, her tænkes på: Bygningens behov. Myndighedskrav. Sikkerhedskrav. Krav fra fjernvarmeværket. Zoneindeling. Valg af radiatortype. Valg af fordelingssystem. Placering af rør. Disse ting fastlægges for administationsbygningen i de følgende afsnit Beskrivelse af indledende betragtninger De ovenfor nævnte ting der skal tages i betragtning bliver beskrevet i det næste afsnit Bygningens behov Det fremgår af bilag I.G at der er behov for opvarmning i administrationsbygningen i nogle perioder af året. Behovet for hvert enkelt rum fremgår af tabel I.G.2 i bilag I.G. Det fremgår i tabellen at, der er behov for varmetilskud i alle rum i bygningen, men det vælges at se bort fra varmebehovet i rum D, E, J og M, da behovet i disse rum er lavt. Desuden er disse rum placeret midt i bygningen med varmekilder fra alle sider, dog med undtagelse af kopirummet. Apparaterne i kopirummet er varmegivende nok til rummet, og denne problemstilling behandles i bilag I.K. Endvidere regnes der ikke på radiatorer for rum A, da dette rum opvarmes via gulvvarme, hvilket ikke behandles yderligere. 65

77 66 Kapitel 11: Varmeanlæg Myndighedskrav I bygningsreglement 1995 er der følgende krav til dimensionering af et varmeanlæg: Varmeanlæg, der skal tilsluttes fjernvarme, dimensioneres for en fjernvarmefremløbstemperatur på 70 C og en afkøling af fjernvarmevandet på mindst 30 C ved -12 C udetemperatur [BR , 12.2, stk 5]. Endvidere er der i DS 469 krav for følgende: Termisk indeklima Varmeanlægget skal dimensioneres og udføres så det er muligt at opretholde et tilfredsstillende termisk indeklima under hensynstagen til brugen af bygningen og dens enkelte rum i anlæggets levetid [DS , s. 14]. Ressourceforbrug Varmeanlæg skal udføres således at unødvendigt ressourceforbrug undgås. Varmeanlæg skal være udført således at energiforbruget i alle rum med varmegivere kan styres og reguleres, og således, at det totale resourceforbrug til anlæg, drift og vedligeholdelse gøres mindst muligt [DS , s. 14]. Sikkerhed og sundhed Varmeanlæg skal udføres således, at de bidrager til, at brugere får tilfredsstillende vilkår hvad angår sikkerhed og sundhed og ikke påføres unødvendige ulemper i anlæggets levetid. Varmeanlæg skal være udført således, at de er i overensstemmelse med bygningens tilsigtede brug og således, at de ikke forringer konstruktionens bæreevne utilladeligt [DS , s. 15]. Der må ikke dispenseres for et af de ovenstående krav ved en øgelse af en anden, dvs. alle tre skal overholdes Sikkerhedskrav Sikkerhedskravene til et varmeanlæg består primært af krav om en sikkerhedsledning samt en sikkerhedsventil. Sikkerhedsledningen er strækningen fra varmetilkoblingen til den fri atmosfære, og sikkerhedsventilens opgave er, at hindre et overtryk i anlægget, efter grænsen for en eventuel ekspansionsbeholder opnås [SBI , s. 211] Krav fra fjernvarmeværk Administrationsbygningen tilkobles varmeforsyningen fra Esbjerg fjernvarmeværk. På værkets hjemmeside findes følgende oplysninger og krav fra kommunen: Varmeflader for opvarmning af varmt brugsvand skal dimensioneres for en fjernvarme fremløbstemperatur på 60 C og en afkøling af fjernvarmevandet på mindst 30 C. Gulvvarmeanlæg i nyopførte bygninger skal styres af rumtermostater, der sikrer, at den følte temperatur er repræsentativ for den operative temperatur i opholdszonen. Enhver nytilslutning, udvidelse eller udskiftning af en varmeinstallation, der tilsluttes direkte, skal af VVSinstallatøren trykprøves og anmeldes til EKF. Under vinterforhold tilstræbes 75 C ved en dimensionsgivende udetemperatur på -12 C. Fremløbstemperaturen kan ved ekstrem kolde forhold, afhængig af ejendommens beliggenhed, max. være 95 C. Under sommerforhold (maj-oktober) tilstræbes en fremløbstemperatur på minimum 60 C ved hovedledningen. Det maksimale fremløbstryk (manometrisk tryk) i ledningssystemet er 6,5 bar (overtryk), men trykket vil variere efter beliggenhed og belastningsforhold. Ved varmeanlæg i bebyggelse opført efter må returtemperaturen ikke overstige 40 C. [Esbjerg kommunes kraftvarmeværk 25. November 2003]

78 Afsnit 11.1: Beskrivelse af indledende betragtninger Zoneindeling Når et anlæg deles op i zoner er det primært af driftmæssige hensyn, hvilket gøres for at få lettere adgang til fjernvarmenettet. Der findes flere typer af zoner [SBI , s. 101]: Reguleringszoner Reguleringszoner er de dele af et anlæg hvor alle fremløbsparametre styres fra et sted. Hele administrationsbygningen er en reguleringszone, da hele bygningen har samme krav til indeklimaet. Reperationszoner En reparationszone er en del af anlægget der kan lukkes ned til reparation, uden at have effekt på resten af anlægget, for derved at mindske gener fra en eventuel reparation eller vedligeholdelse. Der er i administrationsbygningen to reperationszoner, en for hver etage. Målezoner Målezone er en zone hvor det er muligt at måle energiforbruget. I administrationsbygningen er der en målezone, og denne er sammenfaldende med reguleringszonen. Trykzoner Ledningsnettet opdeles i trykzoner for store anlæg på over 200 m, hvilket ikke er aktuelt for dette anlæg. Forsyningszoner En forsyningszone er en zone der forsynes fra et sted. Administrationsbygningen forsynes via én tilkobling til fjernvarmeværket, og der er derfor kun en forsyningszone i administrationsbygningen Placering og valg af radiator Radiatorerne placeres under vinduer hvor det er muligt, eller hvor de ikke er i vejen. Placeringen af radiatorer i administrationsbygningen ses på figur 11.1 og Figur 11.1: Placering af radiatorer i stuen. Det vælges at bruge panelradiatorer da disse er holdbare og nemme at vedligeholde og reparere, se figur 11.3 [SBI , s. 177].

79 68 Kapitel 11: Varmeanlæg Figur 11.2: Placering af radiatorer på første sal. Figur 11.3: Radiatormodellen der benyttes [Hudevad 2003] Valg af fordelingssystem Der findes flere forskellige typer af fordelingsanlæg, men de to oftest benyttede er enstrengsog tostrengsanlæg. Enstrengsanlæg Enstrengsanlæg er et anlæg hvor frem- og returløb fra hver enkelt radiator løber i samme ledning, se figur Denne type anlæg benyttes meget lidt i dag, og årsagen til dette er at bereg- Figur 11.4: Placering af radiator i enstrengsanlæg. ningerne igennem anlægget er mere komplicerede og tidskrævende i forhold til tostrengsanlæg. En anden hindring er, at det er svært at opnå stor køling netop fordi radiatorerne er koblet på den samme streng, hvilket medfører at der er behov for radiatorer med større effekt desto længere hen i anlægget radiatorerne placeres. Tostrengsanlæg Tostrengsanlæg har, modsat enstrengsanlæg, et rørsystem til fremløb og et til returløb, se figur Fordelene ved tostrengsanlæg er at temperaturen igennem hele fremløbet er ens hvilket forenkler tryktabsberegningerne. Derudover kan hver enkelt radiator indstilles individuelt, uden at det har indvirkning for det resterende anlæg hvis dette dimensioneres fornuftigt. Der tages under beregningerne ikke højde for naturligt drivtryk i tostrengsanlæg [SBI , s. 91].

80 Afsnit 11.2: Bestemmelse af radiatorstørrelse 69 Figur 11.5: Placering af radiator i tostrengsanlæg. Figur 11.6: Sløjfeanlæg [SBI , s. 93]. Figur 11.7: Fordelerrørsanlæg [SBI , s. 93]. Der benyttes et tostrengsanlæg i administrationsbygningen med vendt retur. Vendt retur betyder at alle afstande i anlægget er tilnærmelsesvis lige lange, hvilket resulterer i at modstanden i ledningsnettet er tilnærmelsesvis ens for frem- og returløb Placering af rør Når rørene placeres i bygningen benyttes et sløjfeanlæg. Dette betyder at rørene følger ydervæggene rundt på hele etagen hvorved rørene i byggeperioden ikke er udsat for fysisk overlast, og desuden er rørforbruget nedsat i forhold til et centralt fordelerrørsanlæg. Et fordelerrørsanlæg har den fordel i beboelseskomplekser med centralfordeling, at frem og returløb kan placeres sideløbende hvilket letter indregulering og service. De to forskellige typer anlæg ses på figur 11.6 og Rørene der benyttes er udformet i plastik som rør i rør, hvilket betyder at selve vandrørene er nemme at skifte, hvis der skulle opstå lækage eller lignende på rørnettet. Det endelige rørforløb ses på figur Der er i dette forløb ikke påtegnet et rørforløb til varmefladen i ventilationssystemet, da denne ledning ikke indgår i dimensionering af varmeanlægget i dette projekt, dog skal den generelt medtages i beregningerne af et varmeanlæg. Denne udformning bygger på at samle de væsentligste måle og fremløbsparametre på et sted for at lette justeringen. Dette ses nederst til højre på figur 11.8 hvor fremløb fra og returløb til kraftvarmeværket også er placeret. En principskitse af sammenkobling mellem bygning og ledningsnettes fra kraftvarmeværket fremgår af figur På figuren er FF, fremløbet fra fjernvarmeværket og FR er returløb til kraftvarmeværket. Dette kontrolpanel tænkes placeret i produktionshallen på væggen ind mod administrationsbygningen. Efter de indledende betragtninger begyndes den egentlige dimensionering Bestemmelse af radiatorstørrelse Ud fra varmebehovet for rummene i administrationsbygningen, bestemmes den størrelse af radiatoren der er nødvendigt for at kunne opretholde en indetemperatur på 22 C. Radiatorernes størrelse samt den nødvendige vandstrøm for disse fremgår af bilag I.N. Det fremgår af bilaget at det vælges at benytte en radiatorkarakteristik med parametrene 75/65 for fremløb- og returtemperatur,

81 70 Kapitel 11: Varmeanlæg Figur 11.8: Placering af rørsystem i tostrengsanlæg Figur 11.9: Principskitse af tilkobling.

82 Afsnit 11.3: Bestemmelse af rørtab 71 hvorved vandstrømmen igennem radiatoren mindskes i forhold til en 70/40 radiator. Dette resulterer også i en mindre radiatorstørrelse. Beregningerne viser, at den samlede nødvendige vandstrøm bliver på 188,89 l/s Bestemmelse af rørtab Rørtabet opstår i ledninger pga. vandets modstand mod siderne samt modstanden der opstår når vandmængderne passerer sideløb og indsnævringer af rørnettet. Fremgangsmåden for disse beregninger samt delresultaterne er beskrives nærmere i bilag I.O. Herudfra fastslåes det samlede tryktab for ledningsnettet og det konkluderes at de største tryktab opstår i de rør der er placeret længst fra centralaggregatet. Resultatet af tryktabene for rørnettet fremgår af tabel I.O.12 for stuen og I.O.13 for 1. sal, i bilag I.O Indregulering Der foretages en indregulering af anlægget for at fastsætte at alle radiatorer får den nødvendige vandmængde. Til indregulering benyttes der ventiler for at opnå denne indregulering Indstilling af radiatorventiler Det vælges at indstille radiatorventilerne statisk, dvs. efter tryktabet igennem systemet. Da der i anlægget benyttes vendt retur, indstilles radiatorerventilerne efter forskellen i tryktabet for hele rørstrækningen fra aggregatet i fremløb tilbage til aggregatet i returløb. Der vælges en Danfossventil af typen RA-N med integreret forudindstilling, se figur Alle beregningerne til bestemmelse Figur 11.10: Den valgte ventil [Danfoss 2003] af ventiltabet ses i bilag I.P. Ud fra beregningerne viser det sig at det største trykfald fremkommer over en radiator placeret på første sal i rum K og har et trykfald på 2073,57 Pa. Denne radiator indstilles med et fortryk på 300 Pa, hvorefter de resterende radiatorer indstilles efter denne. Der benyttes yderligere en reguleringsventil i stuen for at udligne trykforskellen mellem de to etager. Den endelige ventilindstilling ses i bilag I.P i tabel I.P.3 og I.P Valg af pumpe og varmeaggregat For at anlægget skal kunne fungere er der behov for en pumpe der pumper vandet rundt i systemet i den rigtige mængde. Selve beregningerne af pumpen fremgår af bilag I.Q. Der vælges en pumpe fra Grundfos og af typen COMFORT UP-N UP-B Serie 100. Pumpen og dens karakteristik fremgår af figur På figuren er rørnetskarakteristikken også indtegnet, og pilen viser hvor den dimensionerende vandstrøm er placeret. Efter at have bestemt pumpestørrelsen, findes der en varmeveksler og en ekspansionsbeholder, der kan klare de krav anlægget stiller. Der vælges et aggregat der har disse to ting samlet i en, se figur Nærmere beregninger af størrelse på ekspansionsbeholder fremgår af bilag I.Q.

83 72 Kapitel 11: Varmeanlæg Figur 11.11: Pumpe og dens karakteristik [Grundfos 2003]. Figur 11.12: Den valgte varmeveksler med ekspansionsbeholder [Redan 2003].

84 Afsnit 11.6: Betjening og vedligeholdelse af anlæg Betjening og vedligeholdelse af anlæg Anlægget ønskes udført således at der efter indsætning er et minimum af vedligeholdelse samtidig med, at anlægget kører tilfredsstillende med små udgifter til drift og vedligeholdelse Konklusion Varmeanlægget kan nu opstilles, radiatorernes størrelse er blevet bestemt, alle ventiler kan indstilles ud fra rørtabet i ledningsnettet, og der er bestemt et centralaggregat der opfylder kravene for det valgte anlæg med hensyn til pumpekraft, varmeveksler og ekspansionsbeholder. Anlægget er opført i henhold til den gældende lovgivning. Udformningen af det endelige anlæg fremgår tegning I.1 i tegningsmappen. Skulle anlægget optimeres kunne dette gøres ved en eventuel formindskelse af rørdiameteren i ledningsnettet, dette kan ske da hastighederne er forholdvis langtunder de fastsatte 0,5 m/s, med de nuværende rørdimensioner. Dette vil forårsage nogle større rørtab for systemet hvorved den dimensionerede pumpe muligvis ikke længere kan levere den ønskede vandmængde. En anden mulighed er at benytte dynamiske ventiler istedet for statiske da disse er nemmere indregulere.

85 74 Kapitel 11: Varmeanlæg

86 12 Energibetragtning af klimatekniske anlæg Der ses i dette kapitel nærmere på energiforbruget i bygningen. Energiforbruget bestemmes for varmeforbruget ved opvarmning af den indblæste ventilationsluft dette beregnes vha. to beregningsmetoder: graddøgnmetoden og beregning ved hjælp af varighedsdiagrammer. En nærmere gennemgang af metoderne og beregningerne fremgår af bilag I.R. Endelig sammenlignes det samlede energiforbrug med værdier beregnet af programmet Bv98. Desuden foretages en beregning af ventilatorernes elforbrug, samt en bestemmelse af om det specifikke elforbrug (SEL) overholder kravene opsat i BR95 [BR , kap 12.3 stk 9] Varmeforbrug Varmeforbruget i bygningen bestemmes ud fra kendskab til hvilke varmetilskud og varmetab der finder sted i bygningen. Graddøgnmetoden bygger på data fra fyringssæsonen, som er fra september til maj, hvorimod varighedsdiagrammer behandler hele året. Ud fra beregningerne i bilag I.R, fås et varmetab ved brug af graddøgnmetoden på kwh/år og ved at benytte varighedsdiagrammer fås et varmetab på kwh/år, hvilket giver en forskel på 0,5 %, hvorved det kan fastslåes at de to metoder med god tilnærmelse kan benyttes med samme resultat. Det vurderes dog at det mest nøjagtige resultat findes ved brug af varighedsdiagrammer, da denne tager hele året i bragtning Opvarmning af ventilationsluft Opvarmning af ventilationsluft sker ud fra arealbetragtninger i varighedsdiagrammet, samt et kendskab til hvor stor en mængde luft ventilationssystemet benytter. En vigtig parameter i disse beregninger er benyttelsen af varmeveksler. I bilag I.R fremgår beregninger af systemet både med og uden varmeveksler. Uden varmeveksler bliver energibehovet kw h/år og med varmeveksler bliver behovet kw h/år hvilket resulterer i en besparelse på 320 % og er værd at tage med i overvejelsen når et anlæg opføres. En andn måde hvorved dette kan tjekkes er ved at foretage en LCA (livscyklusanalyse) af systemet, som gjort for Novenco aggregatet, se Projekt CD en. 75

87 76 Kapitel 12: Energibetragtning af klimatekniske anlæg 12.3 Bygningens energiforbrug Det samlede energiforbrug for bygningen bestemmes som summen af de beregninger, hvor der benyttes varighedsdiagrammer. Energiforbruget i bygningen bestemmes til kw h/år eller 278,7 MJ/m 2 år, beregningerne fremgår af bilag I.R. Det beregnede energiforbrug sammenlignes med behovet fundet i Bv98. Her foretages to beregninger af varmebehovet for hhv. en rumtemperatur på 22 og 20 C. Disse beregninger giver et varmebehov på hhv. 445,9 og 385,1 MJ/m 2 år, dvs. en procentvis forskel på 60 % og 38,5 % i forhold til den i bilag I.R beregnede. En anden konklusion af Bv98 beregningerne er, at for en rumtemperatur på 20 C overholdes energirammen med en margin på 0,2 %, hvor der ved 22 C er en forskel på 16 %. Det skal her nævnes at, i hjælpefilen til programmet fremgår det at som standard benyttes en dimensionerende indetemperatur til beregningerne på 20 C. En grafisk afbildning af energiberegningerne fremgår af figur På figuren er de forskellige energiforbrug vist, bygningens samlede energiforbrug fremgår som summen af varmetab bestemt ved varighedsdiagrammer og forbruget til opvarmning af ventilationsluft. Figur 12.1: Bygningens energiforbrug [MJ/m 2 år] Ventilatorens elforbrug og SEL-værdi Elforbruget til ventilatoren bestemmes ud fra kendskab til tryktabene i systemet, samt hvilken mængde luft ventilationsanlægget benytter. Energiforbruget bestemmes til 8417,46 kwh/år, nærmere beregninger fremgår af bilag I.R. Endelig kontrolleres det om denne overholder kravet til specifik elforbrug (SEL) for ventilatorerne i BR95. Det viser sig at den beregnede SEL-værdi er på 1205 J/m 3 som er langt under kravet på 2500 J/m 3.

88 Afsnit 12.5: Konklusion Konklusion I dette kapitel blev energiforbruget for administrationsbygningen bestemt ved at benytte graddøgnmetoden og varighedsdiagrammer, er det vurderes at begge metoder er gyldige, men varighedsdiagrammet er dog mest præcis. Der er en rimelig stor variation på bygningens beregnede energiforbrug sammenlignet med energiforbruget beregnet vha. BSim. Endvidere overholdes energirammen med en margin på 0,2 % for en rumtemperatur på 20 C.

89 78 Kapitel 12: Energibetragtning af klimatekniske anlæg

90 13 Konklusion - Ventilation I den klimatekniske del af denne rapport, blev det valgt at betragte og undersøge forskellige aspekter indenfor ventilation og indeklima med administrationsbygningen i fokus. Nødvendig ventilation Den nødvendige ventilation af administraionsbygningen mht. sensorisk- og CO 2 -forurening, samt kravene fra Norm for Ventilationsanlæg angående basisventilation, dannede grundlag for videre dimensionering af bygningens klimainstallationer. Da den minimale ventilation var dermed bestemt. Termiske analyse Ved nærmere undersøgelser af klimaet i administrationsbygningen, blev den termiske belastning bestemt. De termiske belastninger, både interne og eksterne, blev bestemt mhp. at belyse varmetilførsel til bygningen. Ydermere blev bygningselementernes transissionskoefficienter, samt bygningens varmetab ved den dimensionsgivende temperatur, bestemt. De interne belastninger samt den nødvendige ventilation dannede grundlag for en mere dybdegående analyse af bygningens indeklima og energiforbrug. Denne blev foretaget ved at modellere bygningen vha. det hygrotermiske simuleringsprogram BSim. Ved modellering i BSim fremkom det at der var temperatur problemer i bygningen. Dette gav anledning til at optimere modellens indgangsparametre. Modellen spillede dermed en vigtig rolle mht. at belyse de foranstaltninger der er nødvendige til at holde temperaturen, og dens variation, indenfor acceptable grænser. Kanalføring og armaturer Komforten i bygningen blev undersøgt udfra kriterier vedrørende støj og lufthastigheder. Dette dannede det nødvendige grundlag til at vælge og placere indblæsnings- og udsugningsarmaturer i bygningen. Udfra placeringen af armaturerne og de bestemte volumenstrømme blev kanalføringen til ventilationsanlægget bestemt. 79

91 80 Kapitel 13: Konklusion - Ventilation I adminstrationsbygningen er der dimensioneret tre kanalsystemer, indblæsning, udsugning og et seperat udsugningssystem for bade og toiletter, da det ønskes ikke at føre luften fra disse via den roterende varmeveksler. CAV og VAV En af de ting der fremgik af forundersøgelserne var at der i bygningen er flere rum der kræver store luftskifte, men kun benyttes periodisk, f.eks. omklædningsrum og kantinen. Derfor blev det valgt at ventilere disse med en variabel lufststrøm (VAV), mens de resterende rum er ventileret med en konstant lufstrøm (CAV). Centralaggregat Udfra det samlede tryktab og den totale volumenstrøm i kanalsystemet, blev centralaggregatet dimensioneret. Centralaggregatet er placeret i toppen af administrationsbygningen, på et etagedæk udført særligt mhp. dette. Der er dimensioneret et centralaggregat med en roterende varmeveksler, og derudover er der dimensioneret en ventilator til afvikling af luften i udsugningssystemet for bade og toiletter. Varmeanlæg For varmeanlægget i administrationsbygningen er det valgt, at bruge radiatorer i alle rum, med undtagelse af omklædningslokalet hvor der benyttes gulvvarme. For radiatorne er det valgt at benytte et tostrengssystem. I dette system er radiatorer, ventiler, pumpe og ekspansionsbeholder dimensioneret og en varmeveklser valgt. Afslutningsvis blev der valgt et aggregat der indeholder flere af disse funktioner. Energibetragtning Efter optimering af BSimmodellen og dimensionering af ventilationsanlægget beregnes bygningens energiforbrug. Dette bestemmes både ved brug af Graddøgnmetoden og ved brug af varighedsdiagrammer. Disse beregninger er sammenlignet med beregning af bygningens energiforbrug der blev udført i Bv98 med udgangspunkt i bygningen som modelleret i BSim.Denne sammenligning viste at der var betydelig forskel på de energiforbrug der blev fundet frem til, 12 %, og det vurderes at denne forskel stammer fra de forskellige detaljeringsgrade der indgår i hver af metoderne Yderligere optimering af klimatekniske installationer Hvis bygningens klimatekniske installationer skal optimeres yderligere er der flere aspekter der kan undersøges. Det kunne f.eks. være: Fugt Der er i projektet ikke taget højde for fugtpåvirkninger, og det er derfor relevant at undersøge hvilke fugtpåvirkninger bygningen udsættes for, mhp. at belyse om det er behov for at tilføre, og/eller fjerne, fugt. Komfort analyse Under projektetforløbet blev komforten kun analyseret i ét rum, mødelokalet. Derfor er det naturligt at fortsætte dette arbejde og udføre en lignende analyse for de resterende rum i bygningen, for herved at danne et bedre grundlag for placering og valg af

92 Afsnit 13.1: Yderligere optimering af klimatekniske installationer 81 armaturer. Personbelastninger Ved bestemmelse af personbelastning i adminstrationsbygningen blev der ikke taget højde for hvorvidt det var sommer eller vinter. Personbelastningen i bygningen ændres mellem de to årstider, da folk generelt har lettere beklædning om sommeren end vinteren. Dette resultere både i en større varmeafgivelse fra personer og en større følsomhed for træk og temperaturændringer. Det er derfor relevant at undersøge, hvorvidt denne ændring i varmeafgivelse påvirker temperaturen, og dermed den termiske komfort. Diameter på varmerør Da der er en relativ stor restkapacitet på pumpen til varmeanlægget, kan diameteren på varmerørene gøres mindre hvilket betyder en lavere anlægspris. Dette kan dog medføre højere driftsomkostninger. I et mere dybdegående projekt kunne dette danne grundlag for en økonomisk analyse, der belyser denne problemstilling. Dimensionering af varmeanlæg Der er ved dimensionering af varmeanlægget ikke taget hensyn til gulvvarmesystemet i omklædningslokalet og vandvarmefladen i ventilationsanlægget. Før varmeanlægget kan udføres må dette tages med i beregningene, ellers risikeres det at varmeanlægget ikke har nok kapacitet. Opvarming med ventilationsanlægget Det kunne undersøges om det var rentabelt at erstatte radiatorene i bygningen med opvarming via en vandvarmaflade i ventilationsanlægget.

93 82 Kapitel 13: Konklusion - Ventilation

94 14 Reflektion I det følgende beskrives gruppens subjektive opfattelse af projektforløbet. Herunder både vurdering af selve projektarbejdet, projektets faglige indhold og ligeledes om gruppen har opnået de mål der fremgår Studievejledningen. Projektarbejde Arbejdet i projektgruppen har generelt forløbet uden vanskeligeheder. De forskellige arbejdsopgaver i projektet er blevet ligeligt fordelt mellem alle gruppemedlemmer. Dog har det ikke været muligt for de enkelte gruppemedlemmer at arbejde med alle delemner indenfor de forskellige fagområder. Dette medfører at det enkelte gruppemedlem kan have opnået større indsigt indenfor enkelte fagområder end andre. Fagligt niveau I hele projektforløbet har projektgruppen forsøgt at efterleve målene fra Studievejledningen. For at opnå disse mål er studievejledningen brugt, og ligeledes har gruppen jævnligt rådført sig hos projektets vejledere. Det generelle formål med 5. semester er, at udbygge og samordne de faglige færdigheder fra 3. og 4. semester og herved give den studerende en bedre opfattelse af bygningen som en funktionel enhed. Derfor er det såvidt muligt forsøgt igennem hele projektet, at medtage flest mulige overvejelser vedrørende byggeriet generelt. Som eksempler kan det nævnes, at gruppen har betragtet hele bygningen ved dimensioneringen af ventilationsystemet, istedet for kun at betragte enkelte rum i administrationsbygningen. Her tænkes både på modellering i BSim og optegning i CADvent. Ligeledes kan det nævnes at det er forsøgt at dimensionere hele murværket omkring administrationsbygningen, istedet for kun at betragte separate pladefelter. Samarbejde med vejledere I hele projektforløbet har samarbejdet med vejledere været problemløst. Generelt er det gruppens opfattelse, at de tre vejledere har forsøgt at hjælpe gruppen mest muligt gennem hele forløbet. Alle vejledere har ligeledes givet objektiv og brugbar kritik gennem hele forløbet. 83

95 84 Kapitel 14: Reflektion Forbedringer til fremtidige projektforløb Det primære formål ifølge studievejledningen, er for den studerende at opnå en opfattelse af bygningen som en funktionel enhed. For at danne dette overblik, har gruppen i mange sammenhænge valgt at bruge computerprogrammer, da det herved er hurtigere at betragte store komplekse problemer. Dette medfører dog at der flere steder ikke er udført beregninger i hånden, hvilket kan betyde gruppen ikke har opnået det tilstrækkelige overblik med den mere vanskeligt tilgængelige teori. Eksempelvis kan STAAD.Pro nævnes, da dette program er benyttet til beregning af snitkræfter og deformationer, hvilket har betydet at disse beregninger ikke er udført manuelt.

96 Litteratur Almind Murerforretning A/S. Telefon Interview med Gunnar Gadegaard (2003). Amitech Thin Client (2003). : 24. November. Ask Projektor (2003). : 26. November. At-vejledning A.1.2. Vejledning om de hyppigste årsager til indeklimagener samt mulige løsninger. Arbejdstilsynet (2001). Blass, H.J. et al. Timber Engineering STEP 1. Centrum Hout, 1st ed. (1994). Bonnerup, Bent & Jensen, Bjarne Chr. Stålkonstruktioner efter DS 412. Ingeniøren bøger, 1st ed. (2002). BR95. By- og Boligministeriet (1995) okt Byggelov (2003) December. Centrumpaele.dk (2003). Christiansen, Knud. Armerede betonplader. Danmarks Ingeniørakademi Bygningsafdeling, 2nd ed. (1992). Christiansen, Poul, Buhelt, Mogens, Jepsen, Rasmus Bak & Andersen, Klaus. Murværksprojektering version 3.0 copyright Teknologisk Institut, Murværk og SBI (2003). Condor Kemi A/S (2003). : 26. November. CR1752. Ventilation for buildings - Design criteria for the indoor environment. EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION (1988). Danfoss (2003) December. Danvent. Katalog (1999). DBI. Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut (2003) December. DIN-Norm. DIN-Taschenbuck 69. Deutsches Institut für Normen, 9th ed. (2003). 85

97 86 LITTERATUR DS409. Norm for sikkerhedsbestemmelse på konstruktioner. Dansk Standard, 4th ed. (1998). DS410. Norm for last på konstruktioner. Dansk Standard, 4th ed. (1999). DS411. Norm for betonkonstruktioner. Dansk Standard, 4th ed. (1999). DS412. Norm for stålkonstruktioner. Dansk Standard, 3rd ed. (1998). DS414. Norm for murværkskonstruktioner. Dansk Standard, 5th ed. (1998). DS415. Norm for fundering. Dansk Standard, 4th ed. (1999). DS418. Beregning af bygningers varmetab. Dansk Standard, 6th ed. (2002). DS428. Norm for brandtekniske foranstaltninger ved ventilationsanlæg. Dansk Standard, 2nd ed. (1986). DS447. Norm for Ventilationsanlæg. Dansk Standard, 1st ed. (1981). DS467. Norm for kranlast. Dansk Standard, 1st ed. (1989). DS469. Norm for varmeanlæg med vand som bærende medium. Dansk Standard, 1st ed. (1991). DS474. Norm for specifikation af termisk indeklima. Dansk Standard, 1st ed. (1993). DS700. Kunstig belysning i arbejdslokaler. Dansk Standard, 5th ed. (1997). Erhvervs- og Boligstyrelsen (2003) December. Esbjerg kommunes kraftvarmeværk 25. November (2003). BA46-00B0D0AAA961. Funch, G. J. Ventilationsteknik. Institut for bygningsfysik (1986). Grundfos (2003) November. Harremoës, Poul, Jacobsen, H. Moust & Ovesen, N. Krebs. Lærebog i geoteknik. Polyteknisk Forlag, 5th ed. (2000). Heshe, Gert, Jensen, Aage Peter, Jakobsen, Poul Kring & Christensen, René. Betonkonstruktioner. Aalborg Universitet, 3rd ed. (2001). Hp Plotter (2003). pageseq= : 20. November. Hp Printer (2003). : 26. November. Hp Server (2003). : 26. November. Hudevad (2003). November.

98 LITTERATUR 87 Hyldgård, Carl Erik. Klimateknik, Note fra 10. forelæsning (2003a). Hyldgård, Carl Erik. Ventilations teknik (2003b). Hyldgård, Carl Erik, Funch, E. J. & Steen-Thøde, Mogens. Grundlæggende Klimateknik og Bygningsfysik. Aalborg Universitetscenter: Intituttet for Bygningsteknik (2001). Jysk Geoteknik. Esbjerg, Storstrømsvej nr. 8, Villemoes Holding ApS, Jordbundsundersøgelse for opførelse af produktions/-lagerhal i et plan. Jysk Geoteknik A/S (2003). Vedlagt på Projekt CD en. Larsen, Gunnar. Træk ved Danmarks geologi (1989). Lindab Comfort. Comfort Lindab A/S (2001). Lindab Prisliste. Lindab Comfort April Vejledende prisliste. Lindab A/S (2003). Lindab Ventilation. Ventilation Lindab A/S (2001). Lundgaard Tegl (2003a). : 10. November. Lundgaard Tegl (2003b). : 10. November. Munckcranes (2003) December. Nielsen, M P & Hansen, L Pilegaard. Mekanik 3.3, del 1: Spændninger og deformationer i rumbjælker. Den private Ingenørfond ved Danmarks tekniske Højskole (1978). Nielsen, M P, Hansen, L Pilegaard & Rathkjen, A. Mekanik 2.2, del 1 og del 2: Rumlige spændingsog deformationstilstande. Den private Ingenørfond ved Danmarks tekniske Højskole (1979). Optiroc (2003). : 10. November. Redan (2003) November. SBI175. Varmeanlæg med vand som medium, SBI-anvisning 175. Statens Byggeforskningsinstitut, 41st ed. (2000). Spaencom (2003) December. Stampe, Ole B. Varme- og klimateknik: Ventilationsteknik. Danvak Aps (2000). Steen-Thøde, Mogens. Grundlæggende klimateknik, Dias til 3. forelæsning (2003). Sydvestenergi (2003). : 16. December. Teknisk Ståbi. Teknisk Ståbi. Ingeniøren bøger, 18th ed. (2002).

99 88 LITTERATUR Teknologisk Institut, Murværk og SBI. Notat vedr. Beregning af vandret- og lodretbelastede murede vægfelter med huller (2003). Terry Library. Referencing using the Harvard System: frequently asked questions. South Bank University - London (2001). Varme og ventilation 2. Varme og ventilation 2. Poul Becher, 4th ed. (1972). Varme Ståbi. Varme Ståbi. Ingeniøren bøger, 3rd ed. (2000). Ventilation Ståbi. Ventilations Ståbi. Ingeniøren bøger, 2nd ed. (2001). Xerox Printer (2003). K=1779,Sxi=0,Case=obj(1406) : 20. november.