usporedna analiza ukupnih troškova više sustava ventilacije na
TRANSCRIPT
STRUČNO USAVRŠAVANJE
OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA
XIII. tečaj 09. i 10. studeni 2012.
TEMA:
"USPOREDNA ANALIZA TROSKOVA RAZLIČITIH KGHV SUSTAVA "
Autori: mr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.stroj Arhitektonski fakultet, Zagreb Prof.dr.sc. PETAR DONJERKOVIĆ, dipl.ing.stroj DON PROJEKT, Zagreb ZDENKO VAŠATKO, dipl.ing.stroj Trox Austria GmbH, Predstavništvo u RH, Zagreb
LCC-Usporedba
Referetna zgrada
Dužina zgrade:
Širina zgrade:
Visina zgrade:
Udaljenost elemenata na fasadi
195 m
15,6 m
21 m
1,3 m
Lokacija:
Orijentacija:
Frankfurt na Majni
SI / JZ
LCC-Usporedba
Karakteristike građevine
Prozor:
Vanjski zid:
Krov:
Pod na tlu:
UAF = 1,20 W/m²K
UAW = 0,22 W/m²K
UDa = 0,20 W/m²K
UFB = 0,24 W/m²K
Mora biti omogućen
povrat topline.
LCC-Usporedba
Prizemlje (Pr)
Kafić:
Konf. dvorana:
760 m²
16 x
dodatno: stubišta,
hodnici, ostali prostori
Konferencijska dvorana
Kafić
LCC-Usporedba
1. Gornji katovi
Prostorija A:
Prostorija B:
3 x
10 x
Dodatno: stubišta,
hodnici, ostali prostori
Prostorija B
Prostorija A
LCC-Usporedba
2. Gornji katovi
Dodatno: stubište, hodnik,
ostali prostori
Prostorija A:
Prostorija B:
Spojene prostorije:
2 x
6 x
30 x
Ured za dvije osobe
Prostorija A
Prostorija B
LCC-Usporedba
3. do 5. Gornji katovi
Dodatno: stubište, hodnik, ostali
prostori
Ured za jednu osobu:
Ured za dvije osobe:
36 x po etaži
54 x po etaži
Ured za dvije osobe
Jedan ured
LCC-Usporedba
Sažetak
Ured za jednu osobu:
Spojene prostorije:
Prostorija A:
Prostorija B:
Konf. dvorana:
108 x
192 x
5 x
16 x
16 x
108
384
60
160
480
Vrste prostorija
ca. 700
prostorija
LCC-Usporedba
Građevina
Bruto razvijena površina:
Neto razvijena površina:
18.252 m²
16.062 m²
70 %
Uredi i konferencijske dvorane
30 %
Kafić, Gospodarske zgrade
i tehničke površine
Površina Površina po zaposlenom
m2 m2
Ured za 1 osobu 16,9 16,9
Ured za 2 osobe 25,35 12,68
Ured A 182,52 15,21
Ured B 152,1 15,21
LCC-Usporedba
Specifikacije i pretpostavke
Proračun rashladnog opterećenja
Količina svježeg zraka EN 15251 dio II
Interno toplinsko opterećenje Osoba Računalo Monitor Višenamjenski
uređaj Soba za
sastanke
W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2
20 20 15 20 20
Vanjsko toplinsko opterećenje Ured za 1 osobu Ured za 2 osobe Ured A Ured B Soba za
sastanke
W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2
20 20 15 20 20
Osobe Površine
m2/h.Osobi m2/h.m2
25,2 2,52
LCC-Usporedba
Ured za jednu osobu
• 2 osi • 6,5 m dubina prostorije • 16,9 m² površina • 1 osoba • 1 notebook • 1 TFT-Monitor • 1 višenamj. ureĎaj
unutarnje rashladno opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje
22,6 W/m² +
20,0 W/m² specifično rashladno optrećenje
42,6 W/m²
Rubni uvjeti Proračun rashladnog opterećenja
Ukupno rashladno opterećenje za
jedan ured je ca. 720 W
LCC-Usporedba
Uporaba aktivne betonske jezgre
Za pokrivanje toplinskih tereta
korištenjem aktivne betonske jezgre
Smanjuje toplinsko optrećenje u svim
prostorijama za 25 W/m².
http://www.rehau.de/bau02102008.shtml (25.08.2011)
37 % do 67 %
ukupno rashladno opterećenje po prostoriji
LCC-Usporedba
Ured za jednu osobu
• 2 osi • 6,5 m dubina • 16,9 m² površina • 1 osobe • 1 notebook • 1 TFT-Monitor • 1 višenamjenski
ureĎaj
unutrašnje rashladno
opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje
22,6 W/m²
20,0 W/m² meĎusuma
42,6 W/m²
Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine
25 m³/h
43 m³/h
Minimalna količina svjeţeg
zraka 68 m³/h
+
+
=
=
Rubni uvjeti
Proračun količine zraka
Proračun rashladnog opterećenja
aktivna betonska jezgra
-
25,0 W/m²
specifično rashladno
optrećenje
=
17,6 W/m²
LCC-Usporedba
Ured za dvije osobe
• 3 osi • 6,5 m dubina • 25,35 m² površina • 2 osobe • 2 notebooka • 2 TFT-Monitora • 1 višenamjenski
ureĎaj
Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine
50 m³/h
64 m³/h
Minimalna količina svjeţeg
zraka 114 m³/h
+
=
Rubni uvjeti
Proračun protoka zraka
unutrašnje rashladno
opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje
25,6 W/m²
20,0 W/m² meĎusuma
45,6 W/m²
+ =
aktivna betonska jezgra -
25,0 W/m²
specifično rashladno
optrećenje
=
20,6 W/m²
Izračun rashladnog opterećenja
LCC-Usporedba
Prostorija A
• 9 osi • 15,6 m dubina • 182,5 m² površina • 12 osobe • 12 notebooka • 12 TFT-Monitora • 2 višenamjenska
ureĎaja
Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine
302 m³/h
460 m³/h
Minimalna količina svjeţeg
zraka 762 m³/h
+
=
Rubni uvjeti
Proračun protoka zraka
unutrašnje rashladno
opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje
22,4 W/m²
15,0 W/m² meĎusuma
37,4 W/m²
+
=
aktivna betonska jezgra
-
25,0 W/m²
specifično rashladno
opterećenje
=
12,4 W/m²
Izračun rashladnog opterećenja
LCC-Usporedba
Prostorija B
• 18 osi • 6,5 m dubina • 152,1 m² površina • 10 osobe • 10 notebooks • 10 TFT-Monitore • 2 višenamjenska
ureĎaja
Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine
252 m³/h
383 m³/h
Minimalna količina svjeţeg
zraka 635 m³/h
+
=
Rubni uvjeti
Proračun protoka zraka
unutrašnje rashladno
opterećenje vanjsko rashladno opterećenje
22,4 W/m²
20,0 W/m² meĎusuma
42,4 W/m²
+
=
aktivna betonska jezgra
-
25,0 W/m²
specifično rashladno
opterećenje
=
17,4 W/m²
Izračun rashladnog opterećenja
LCC-Usporedba
Konf. dvorana
• 9 osi • 6,5 m dubina • 76 m² površina • 30 osoba
Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine
756 m³/h
192 m³/h
Minimalna količina svjeţeg
zraka 948 m³/h
+
=
Rubni uvjeti
Proračun protoka zraka
unutrašnje rashladno
opterećenje vanjsko rashladno opterećenje
48,2 W/m²
20,0 W/m² meĎusuma
68,2 W/m²
+
=
aktivna betonska jezgra
-
25,0 W/m²
specifično rashladno
opterećenje
=
43,2 W/m²
Izračun rashladnog opterećenja
LCC-Usporedba
Rješenje fasadnim ventilacijskim uređajima
Uređaj za dovod i odsis zraka
• Ventilacija ureda uključivo
sustav povrata topline • Pokrivanje toplinskih
opterećenja
Sekundarni uređaji
• Pokrivanje toplinskih opterećenja
Prednosti sustava
• Autonomna ventilacija • Vrlo prihvatljivo za korisnika • Smanjenje teh. površina u zgradi • Smanjena potrošnja energije za
transport zrakom • Idealno rješenje za renovacije
Nedostaci sustava
• Neučinkovit pri povećanim aktivnostima
osoba u prostoriji • Neučinkovit za dubinu prostorija > 7 m • Neučinkovit za velika toplinska
opterećenja • Potrebna ugradnja obloga oko ureĎaja
Dimenzije: 1085 x 319 x 630 mm (B x T x H)
Protok zraka: 80, 100 und 120 m³/h
Zvučna snaga 31 do 39 dB (A)
LCC-Usporedba
Oprema za dovod i odsis zraka– FSL-B-ZAB
Rashladni učin pri 120 m³/h: 781 W (intern: 425 W)
Ukupni toplinski učin pri 120 m³/h: 1788 W (intern: 417 W)
1. Regulator protoka 2. Nepovratna zaklopka 3. Ţaluzina vanjskog
zraka 4. F7 filter 5. EC ventilator 6. Rekuperator 7. Prigušivač buke 8. Grijač 9. Hladnjak 10.Premosnik (bypass) 11.G3 Filter
Dimenzije: 1085 x 319 x 630 mm (B x T x H)
Protok zraka: 100, 120 und 150 m³/h
Zvučna snaga 29 bis 42 dB (A)
LCC-Usporedba
Uređaji za zrak – FSL-B-SEK
Rashladni učin pri 150 m³/h: 490 W (intern)
Ukupni toplinski učin pri 150 m³/h: 790 W (intern)
1. Filter za zrak klasa G2 2. Grijač 3. Hladnjak 4. Ventilator 5. Termostat
Lo
ka
lno
up
ravlj
an
je/ c
en
tra
lni n
ad
zo
r P
ove
zn
ica
Vodeći uređaj
Slijedni uređaj
CNUS
Uređaj za
povezivanje
LCC-Usporedba
Autonomna regulacija svake prostorije
LCC-Usporedba
Raspored opreme po prostoru
Ured za jednu osobu • 1 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak
Prostorija A • 7 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak
Prostorija B • 6 x Oprema za dovod i odsis zraka • 1 x Sekundarni ureĎaj za zrak
Konf. dvorana • 8 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak
Ured za dvije osobe • 1 x Oprema za dovod i odsis zraka • 1 x Sekundarni ureĎaj za zrak
LCC-Usporedba
Raspored uređaja po građevini
559 x Oprema za dovod i odsis zraka
+ 208 x Sekundarni ureĎaj
za zrak
+ 767 x Regulacija
≈ 1.896.000,- € Trošak investicije
uključivo 15 % za projektiranje
LCC-Usporedba
Rješenje ventilokonvektorima
Ventilokonvektor- PWH
• OdvoĎenje toplinskih tereta • Ventilacija ureda mješanjem
zraka iz prostora sa zrakom koji je pripremljen u klima komori
Prednosti sustava
• Niski troškovi investicije • Korištenje EC ventilatora • Projektiranje prema
potrebama projekta
Nedostaci sustava
• Dodatni ventilatori za ventilaciju i klimatizaciju
• Potrebito oblaganje ureĎaja • Dodatne komponente za odsis
LCC-Usporedba
Rješenje ventilokonvektorima
PWH 1
Dimenzije: 680 x 880 x 270 (B x T x H)
Broj priključaka: 4 komada
Standardni promjer priključka: 250 mm
Dovod zraka max. 520 m³/h
Unutrašnji rashladni učin max. 630 W
LCC-Usporedba
Rješenje ventilokonvektorima
PWH 2
Dimenzije: 980 x 880 x 270 (B x T x H)
Broj priključaka : 4 komada
Standardni promjer priključka : 250 mm
Dovod zraka max. 738 m³/h
Unutrašnji rashladni učin max. 900 W
LCC-Usporedba
Raspored opreme po prostoru
Jedan ured
• 1 x PWH 1 • 2 x distributera
Prostorija A
• 3 x PWH 2 • 6 x distributera
Prostorija B
• 3 x PWH 2 • 6 x distributera
Konf. dvorana
• 4 x PWH 2 • 8 x distributera
Ured za dvije osobe
• 1 x PWH 1 • 2 x distributera
LCC-Usporedba
Raspored uređaja po građevini
300 x PWH 1
+ 127 x PWH 2
+ 854 x
Klima komora (30.000 m³/h po komori) uklj. kanalski razvod i regulaciju
≈ 1.310.000,- €
Distributer
+ 2 x
Investicijski troškovi uključivo 15% za projektiranje
LCC-Usporedba
Troškovi rada sustava ???
Fasadni ventilacijski uređaji Ventilokonvektori
• Nema potrebe za centralnim sustavom kondicioniranja
• Nema kanalske mreţe
(smanjeni gubici pada tlaka)
• Ako je potrebno mogu se ugraditi dodatni ureĎaji za
pokrivanje toplinskih opterećenja
• Centralni sustav za kondicioniranje zraka
• Potrebita kanalska mreţa
• Korištenje sekundarnih
ventilatora unutar ventilokonvektora
LCC-Usporedba
Potrošnja el. energije
Izvori zraka
max. 20 W/ureĎaju
Ventilokonvektor
14 bis 23 W/ureĎaju
Centralni ventilacijski uređaj
24.800 W (dovod) 19.000 W (odsis)
LCC-Usporedba
Potreba za održavanjem i servisom
Oprema za dovod i odsis zraka/ Sekundarni uređaj za zrak
• Skidanje obloge oko ureĎaja • Promjena filtera • Čišćenje izmjenjivača topline • Ako je potrebno manji popravci
Ventilokonvektor
• Osigurati pristupnost ureĎaju • Sekundarni filter zraka • Čišćenje izmjenjivača topline • Ako je potrebno manji popravci
LCC-Usporedba
Potreba za održavanjem odn. ponovnim puštanjem u rad
Oprema za dovod i odsis zraka
Vrijeme rada: 30 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter 32 €/ po ureĎaju Ventilokonvektor
Vrijeme rada: 45 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter: 20 € po ureĎaju
Uređaj za kondicioniranje uklj. kanalski razvod
Vrijeme rada: 120 h/a Troškovi: 2000 €/a
Sekundarni uređaj za zrak
Vrijeme rada: 20 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter: 5 € po ureĎaju
LCC-Usporedba
Potreba za održvanjem i popravcima
Troškovi el. energije
0,20 €/kWh
Godišnja inflacija 4%
Troškovi radne snage 45 €/h
Godišnja inflacija 2%
Period 15 godina
LCC-Usporedba
Fasadni uređaji FSL- Ventilokonvektori
Održavanje i puštanje u pogon kroz 15 godina
Troškovi energije kroz
15 godina
Investicija
LCC-Usporedba
Rashladne grede kao drugi alternativni sustav
DID 632
• Ventilacija ureda i konferencijskih dvorana
• Pokrivanje toplinskih opterećenja
Prednosti sustava
• Zbog indukcije moguć velik rashladni
učin • Smanjenje presjeka kanala • Mogućnosti višestrukog servisa
Nedostaci sustava
• Dodatne komponente za odsis zraka • Potreban sustav centralnog nadzora • Ovisno o varijanti moguća potreba za
spuštenim stropom
Dimenzije:
• Duţina: 900 – 3000 mm • Širina: 593/598 mm odn. 618/623 mm • Visina: 210 mm Primarni protok zraka:
• 18 do 252 m³/h Ukupni rashladni učin:
• do 2500 W Ukupni toplinski učin: • do 3000 W
LCC-Usporedba
Rashladne grede - DID 632
Opće informacije:
LCC-Usporedba
Rashladne grede - DID 632
Odabrano:
DID632-LR-4-M-ML / 2400 x 1800 x 623 / LE sa rubnim proširenjem
Radi bolje usporedbe korištena je jedna varijanta ureĎaja, dodatna količina svjeţeg zraka putem pasivnog dijela ureĎaja!
Karakteristike uređaja:
• Indukcijska rešetka oko perforirane ploče • četverocjevni izmjenjivač topline • srednja veličina sapnice
Tehnički podaci:
• Primarni protok zraka 86 m³/h • Zvučna snaga: 28 dB (A)
LCC-Usporedba
Rashladne grede - DID 632
• Toplinsko opterećenje: 1080 W • Rashladno opterećenje: 1050 W
Pogled
odozdo
LCC-Usporedba
Raspored opreme po prostoru
Ured za jednu osobu
• 1 x DID 632 • 0 x Slijepi dio
Prostorija A
• 3 x DID 632 • 2 x Slijepi dio
Prostorija B
• 3 x DID 632 • 2 x Slijepi dio
Konf. dvorana
• 4 x DID 632 • 2 x Slijepi dio
Ured za dvije osobe
• 1 x DID 632 • 1 x Slijepi dio
LCC-Usporedba
Projektiranje cijele građevine
427 x DID 632
+ 266 x Slijepi komad
+ 2 x
≈ 1.136.000,- €
Klima komora (30.000 m³/h po komori) uklj. kanalski razvod i regulaciju
Troškovi investicije uključivo
15% za projektiranje
LCC-Usporedba
Troškovi pogona ???
• Centralni ureĎaj za
kondicioniranje zraka
• Potrebita kanalska mreţa – pad tlaka
• Zahvaljući principu indukcije
nisu potrebni dodatni ventilatori
• Minimalno odrţavanje
• Nema potrošnih djelova
LCC-Usporedba
Potreba za održavanje i porpavcima
DID 632
Vrijeme rada: 10 min/ureĎaju Troškovi zamjene dijelova 0 €/ureĎaju
• Čišćenje izmjenjivača topline • Nema mehaničkih pokretnih djelova
LCC-Usporedba
Usporedba sustava s obzirom na troškove vremena trajanja
15 godina 20 godina
Razlika izmeĎu sustava izvora
zraka i ventilokonvektora
35.000,- €
Razlika izmeĎu sustava izvora
zraka i ventilokonvektora
114.000,- €
einvesticijTroškovi
trošakUkupni
_
_
periodVremenski
vijekŽivotni
_
_
LCC-Usporedba
Vrijeme trajanja i troškovi tijekom vremena trajanja sustava
LCC - Usporedba
Zamjena uređaja
Odnosi se na prezentirane sustave:
• Mogućnost demontaţe kućišta
• Mogućnost demontaţe priključaka radnih tvari
• Mogućnost zamjene ureĎaja bez remećenja rada sustava
LCC - Usporedba
Uklanjanje i odlaganje otpada
Prikazani sustavi:
• ne sadrţe opasne tvari kao npr. freon
• velik udio metala – visoka vrijednost otpada
• lako se moţe ukloniti
• mogućnost potpune reciklaţe ureĎaja
Niski troškovi odlaganja za sve sustave!
LCC-Usporedba
Tehničke karakteristike:
Sustav povrata topline:
• Smanjeni troškovi pogona smanjenjem
gubitaka na ventilacijskom sustavu
• Visoko učinkoviti sustavi povrata topline vrlo
često uzrokuju povećanu potrošnju el- energije uslijed visokog pada tlaka. Osobito ukoliko je potrebito provoditi mjere protiv smrzavanja izmjenjivača
• Za primjenu sustava slobodnog hlaĎenja
(Free cooling) potrebita ugradnja premosnika (by pass)
LCC-Usporedba
Tehničke karakteristike:
Utjecaj korisnika:
• Regulacija temperature
• Regulacija brzine ventilatora
• Uključivanje/isključivanje ureĎaja
• Funkcija mogućnosti rada kada korisnik nije prisutan
LCC-Usporedba
Karakteristike
Količina potrebne energije
³300
m
WsSFP 1
+
³460
m
Ws
+ ³
1314m
Ws
³112
m
Ws
SFP 1
SFP 4 + SFP 1
Uzimajući u obzir
sekundarnu cirkulaciju uslijed indukcije
LCC-Usporedba
Karakteristike:
Fleksibilnost u korištenju, promjena geometrije prostorija
• Moguće za sve sustave uz pravovremeno planiranje
• Decentralizirani sustav omogućava izrazitu fleksibilnost.
• Mogućnost ugradnje decentraliziranih ureĎaja u okvire prozora, pa je tako postignuta maksimalna fleksibilnost
LCC-Usporedba
Karakteristike
Pogodno za projekte rekonstukcije
Visina etaže
3,3 m Visina etaže
3,0 m
• Rashladna greda (npr. DID 632)
• Sustav ventilokonvektora sa zasebnim distributerima
• Lokalna ventilacija
• Lokalna ventilacija
LCC-Usporedba
Karakteristike
Povećanje temperature na fasadi
Decentralizirani sustav ventilacije
• Usis svjeţeg zraka sa čela zgrade
• Ovisno o orjentaciji fasade
• Povećanje učina hlaĎenja
(Period hlaĎenja – 5 mjeseci)
• Smanjenje učina grijanja (Period grijanja – 7 mjeseci)
• Potrebno obratiti paţnju
na kretanje zraka uz fasadu
LCC-Usporedba
Karakteristike
Dodatni troškovi
• Oblaganje dovoda zraka i dovoda toplinskog medija
• Kućište ureĎaja
• Kanalski sustav odn. razvod zraka po prostoriji uz naknadno oblaganje u kućište
• Dodatni tehnički prostori
• Kućište ureĎaja
LCC-Usporedba
Rekapitulacija decentraliziranog sustava ventilacije
• Cijena ovog vrlo učinkovitog sustava je
vrlo visoka
• Nisu primjenjivi u slučaju vrlo visokih
toplinskih opterećenja
• UreĎaji osiguravaju najveći mogući
komfor za korisnika
• Prilikom rekonstrukcije graĎevina, često
su jedino moguće rješenje uslijed
nemogućnosti razvoda kanalske mreţe
unutar graĎevine.
LCC-Usporedba
Rekapitulacija sustava ventilokovektora
• Niski troškovi investicije, ali visoki troškovi u radu
sustava.
• Sustav je pogodan za pokrivanje visokih toplinskih opterećenja, korisnik ima mogućnost na utjecaj rada
sustava
• Za dovod svjeţeg zraka potreban je centralni
sustav s klimatizacijom.
• UreĎaj se mora ugraditi i preko njega staviti
ukrasna maska
LCC-Usporedba
Rekapitulacija rashladnih greda
• Niski investicijski troškovi
obzirom na razinu komfora koju ovi ureĎaji osiguravaju
• Utjecaj korisnika na rad sustava je ograničen
• Sustav je pogodan za primjenu pri visokim toplinskim opterećenjima
• Učinkovitost sustava
ovisna o radu klima komore
LCC-Usporedba
Sažetak
• Za sva tri sustava postoji optimalna primjena
• Ventilokokvektori imaju najniţi trošak
investicije, dok su rashladne grede najpovoljnije s obzirom na troškove u radu
• Rashladne grede su prikladne za visoka toplinska opterećenja, meĎutim potreban je
centralizirana priprema zraka
• Potrebita je dobra analiza u ranoj fazi projektiranja graĎevine kako bi se odabralo
optimalno rješenje