Development of advanced indoor climate monitoring and controlling concept in commercial office buildings based on stakeholder’s needs and requirements
Eloranta, Sampsa (2019)
Diplomityö
Eloranta, Sampsa
2019
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201901081532
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201901081532
Tiivistelmä
As we are fighting against the climate change, the values of energy efficiency and environment have raised. The purpose of this thesis was to create a ventilation concept for Halton Oy, based on the needs of different stakeholders of office buildings, while taking into consideration the current energy policy and new possibilities of technology development. In addition, the thesis strived to provide a viable proposal for the technical implementation for the concept.
Conceptualization in this thesis was conducted based on theoretical research on global energy policy drivers such as legislation and standards, general technical improvements in areas that could be utilized in building management systems and inside air controlling techniques. Office building stakeholders’ needs for the concept were clarified by empirical study with surveys for each stakeholder. The outcome of one stakeholder group was completed with interviews due to the inadequate number of respondents. In addition, the state of art in ventilation system innovations were examined by benchmarking other companies’ product concepts.
The concept itself was the result for the thesis. It shows 13 features in total for three different stakeholders. Secondary result was transient power measuring function for chilled beam, coded into room controller that could be used in real-time monitoring. According to measurements and simulation results, the function had 0.3-2.0% error. Despite air perspiration is always subjective, the thesis presents also ideas on how to indicate inside air quality and additionally involve office occupants to the ventilation controlling loop in order to achieve controlling set point in consensus between people inside one room. Ilmastonmuutoksen seurauksena energiatehokkuuden ja ympäristöarvojen merkitykset ovat kasvaneet. Tämän diplomityön tarkoituksena oli luoda Halton Oy:lle ilmanvaihtokonsepti toimistotalojen eri sidosryhmien tarpeiden mukaan, huomioiden nykyinen energiapolitiikka sekä nykyteknologian innovaatiot. Lisäksi työ tarjoaa ehdotuksen konseptin käytännön toteutukselle.
Konseptointi perustui globaalin energiapolitiikan ohjaamaan lainsäädäntöön ja standardeihin, sekä olemassa oleviin teknisiin ratkaisuihin, joita voitaisiin hyödyntää rakennusten hallintajärjestelmissä ja sisäilman säädössä. Toimistorakennusten sidosryhmien tarpeita selvitettiin empiirisellä kyselytutkimuksella. Yhden sidosryhmän tuloksia täydennettiin haastatteluilla, vastaajien pienestä määrästä johtuen. Lisäksi nykypäivän ilmanvaihtojärjestelmiä tarkasteltiin vertailuanalyysin avulla.
Diplomityön päätuloksena saatiin ilmanvaihtokonsepti edellä mainitun tutkimuksen pohjalta. Se sisältää yhteensä 13 ominaisuutta työlle rajatulle kolmelle eri sidosryhmälle. Toissijainen tulos oli jäähdytyspalkin hetkellistä tehoa mittaava funktio huoneohjaimessa, mitä voitaisiin käyttää reaaliaikaisessa seurannassa. Funktion virheeksi saatiin 0,3-2,0 prosenttia mittaus- ja simulointituloksia vertaamalla. Huolimatta siitä, että ilmanlaadun aistiminen on aina subjektiivista, diplomityössä esitellään myös ideoita ilmaisemaan ilmanlaatua, sekä kuinka sisällyttää toimistotilassa olijat ilmanvaihdon säätöpiiriin säätöjärjestelmän asetusarvon saavuttamiseksi konsensuksessa kaikkien kesken.
Conceptualization in this thesis was conducted based on theoretical research on global energy policy drivers such as legislation and standards, general technical improvements in areas that could be utilized in building management systems and inside air controlling techniques. Office building stakeholders’ needs for the concept were clarified by empirical study with surveys for each stakeholder. The outcome of one stakeholder group was completed with interviews due to the inadequate number of respondents. In addition, the state of art in ventilation system innovations were examined by benchmarking other companies’ product concepts.
The concept itself was the result for the thesis. It shows 13 features in total for three different stakeholders. Secondary result was transient power measuring function for chilled beam, coded into room controller that could be used in real-time monitoring. According to measurements and simulation results, the function had 0.3-2.0% error. Despite air perspiration is always subjective, the thesis presents also ideas on how to indicate inside air quality and additionally involve office occupants to the ventilation controlling loop in order to achieve controlling set point in consensus between people inside one room.
Konseptointi perustui globaalin energiapolitiikan ohjaamaan lainsäädäntöön ja standardeihin, sekä olemassa oleviin teknisiin ratkaisuihin, joita voitaisiin hyödyntää rakennusten hallintajärjestelmissä ja sisäilman säädössä. Toimistorakennusten sidosryhmien tarpeita selvitettiin empiirisellä kyselytutkimuksella. Yhden sidosryhmän tuloksia täydennettiin haastatteluilla, vastaajien pienestä määrästä johtuen. Lisäksi nykypäivän ilmanvaihtojärjestelmiä tarkasteltiin vertailuanalyysin avulla.
Diplomityön päätuloksena saatiin ilmanvaihtokonsepti edellä mainitun tutkimuksen pohjalta. Se sisältää yhteensä 13 ominaisuutta työlle rajatulle kolmelle eri sidosryhmälle. Toissijainen tulos oli jäähdytyspalkin hetkellistä tehoa mittaava funktio huoneohjaimessa, mitä voitaisiin käyttää reaaliaikaisessa seurannassa. Funktion virheeksi saatiin 0,3-2,0 prosenttia mittaus- ja simulointituloksia vertaamalla. Huolimatta siitä, että ilmanlaadun aistiminen on aina subjektiivista, diplomityössä esitellään myös ideoita ilmaisemaan ilmanlaatua, sekä kuinka sisällyttää toimistotilassa olijat ilmanvaihdon säätöpiiriin säätöjärjestelmän asetusarvon saavuttamiseksi konsensuksessa kaikkien kesken.