I et godt indeklima tagers der højde for aktivitetsniveauet i lokalet.
Ventilation er en nødvendighed, når der tales om et optimalt indeklima. Mange parametre er med til at påvirke indeklimaet. Figuren nedenfor viser de basale parametre, der skal tages hensyn til, når der skal opnås komfort. Det er nødvendigt at analysere hvert enkelt lokale for at tilgodese den aktivitet, der foregår.
Analysen danner grundlag for at designe indeklimaet i hvert lokale, Hvis den enkelte person tilgodeses, vil det være optimalt. Vent2U tilgodeser personrne med en friskhed af personlig luft.
Indeklima
Indeklimaets mange påvirkninger, der har indbyrdes indflydelse på hinanden. God ventilation kan være med til at stabilisere en del af komforten. Dog er det nødvendigt, at bygningen også har gode fysiske og termiske forhold, for at der kan skabes det optimale indeklima.
Ventilation anvendes til både køling og luftkvalitet. Med den energioptimerede udvikling bygningerne har haft med større tæthed og isolering, er det blevet sværere at komme af med varmen. Det er blevet nødvendigt at etablere køling i større grad end tidligere.
Ventilation har udviklet sig i takt med byggeriet til at håndtere det stigende kølebehov, hvilket har betydet, at indblæsningen er blevet udviklet til at håndtere større luftmængder og/eller større temperaturdifferens. Udviklingen har taget afsæt i historikken omkring byggeriet. I dag betragtes ventilation værende for dyrt både i installation og drift. Derfor er der behov for at tænke innovativt for at finde løsninger, der kan sænke omkostningerne uden at forringe indeklimaet.
Med det kendskab der er til indeklimaets påvirkninger på menneskernes aktiviteter, har Vent2U taget afsæt i behovet for udeluften indendøre. Vent2U kan designe et luftmønster i lokalet der både forhøjer luftkvaliteten og sundhed i bygningen på trods af lavere omkostninger.
Vent2U er en ny og høj effektiv metode til at skabe et godt indeklima i de energiøkonomiske bygninger. Vent2U bringer luften frem til dig på måde, således den er mindst mulig forstyrret af de aktiviteter der sker i lokalet. Vent2U har udviklet metoden til at få en høj luftkvalitet specielt frem til dig.
Tag en dyb indånding af god Vent2U luft og skab bedre resultater. Mindre sygefravær er også en del af resultaterne med den gode luftkvalitet.
Energiøkonomiske bygninger presser indemiljøet og luften indenfor forøger forureningen med optil 50 gange mere forurenet end udeluften! WHO rapporterede i 2015, at de skønnede at 1 udaf 8 dødsfald sker for tidligt grundet den indendøres luftforurening, svarende til ca. 1/10 af EUs BNP i 2013.
Indemiljøet presses dels af:
den udendørs luftforurening,
bygningens afgivelser af partikler, VOC og allegener
menneskelige aktivitet
inventar og dyrs afgivesler af støv og gasarter
Vent2U fokusere først og fremmest på undervisnings-lokaler med Vent2Learn. Der er et stort efterslæb på opretholdelsen af et godt læringsmiljø – efter bygningerne er blevet tætnet og efterisoleret efter gode energi-økonomiske overvejelser.
De energiøkonomiske tiltag har presset indeklimaet yderligere, specielt når kontrolleret metoder til opretholdelse af et godt læringsmiljø, har energiøkonomiske konsekvenser. Vent2Learn har lavere energiøkonomiske konsekvenser end andre systemer.
Traditionel ventilation udskifter og omrører rumluften og blander den til hele lokalet. Princippet er veludviklet for at skabe balance i temperaturforholdene, samtidig med at luftkvaliteten højnes.
Med omrøring af luften i hele lokalet bliver luften næsten ens i hele lokalet, alt afhængig af hvor godt det er projekteret i forhold til belastningerne. Det betyder også, at de interne belastninger bliver fordelt til hele lokalet. Smitterisiko ensartes i lokalet. På samme måde vil afdampning fra inventar, møbler og bygningsdele fordeles ens i lokalet. Omrøringsventilation fortynder rumluften med en stor mængde udeluft og ensarter den i afhængighed af belastningen. Det betyder, at luftkvaliteten stabiliseres afhængig af belastningen, og hvad der reguleres efter.
Forbrug af luft
Med omrøringsventilation ventileres der ofte med mere end 100 gange den luft end der bliver brugt i lokalet. Derfor er der potentiale i at fokusere på at få luften frem til indåndings området, inden den når at blive opblandet med den brugte omrørte luft.
Køling med ventilation
Omrøringsventilation anvendes til både køling og opnåelse af ønsket luftkvalitet. Med den udvikling bygningerne har haft med større tæthed og isolering, er det blevet sværere at komme af med varmen, og derfor blevet nødvendigt at etablere køling i større grad end tidligere.
Omrøringsventilation har udviklet sig i takt med byggeriet til at håndtere det stigende kølebehov, hvilket har betydet, at indblæsningsmetoderne er blevet udviklet til at håndtere større luftmængder og/eller større temperaturdifferens. Udviklingen har taget afsæt i historikken omkring byggeriet.
Kølebafler er udviklet til at anvende mindre udeluft, der hurtigt bliver opblandet med rumluften i lokalet. Således er udeluftskiftet blevet sænket og energiforbruget samt størrelsen af installationen mindsket. Kølebaflerne virker på den måde, at de tiltrækker en stor del af rumluften og opblander den hurtigt med den tilførte udeluft, således temperaturen på rumluften hurtigt bliver som ønsket.
Når CO2 niveauet bliver sænket, vil brugen af informationer stige voldsomt.
Kontormiljø og kognitive egenskaber
Derudover viser det sig, at folk i kontormiljøer med de lave CO2-niveauer scorer højere point i den kognitive funktionstest, end de folk der arbejder i kontormiljøer med højere CO2-niveau. Hjernens udnyttelse af kompetencer hænger signifikant sammen med luftens CO2-niveau.
Undervisning indenfor, og luftens kvalitet i undervisningslokalet og på kontoret har stor indflydelse på hele dagen og resultaterne. Det er der slet ingen tvivl om. Det drejer sig om at vi som mennesker omgives af de mest naturlige ting. Luften er den mest naturlige anvendte ting. Vi bruger 25-30 kg luft hver dag.
Hvad er CO2 niveau
CO2 niveauet på udeluft ligger omkring 400 ppm. Niveauet indenfor fortæller også hvor meget rumluften er belastet. Gennem luftskifte sænkes belastningerne og CO2 niveauet. Når der ventileres mere, vil rumluften også blive fortyndet mere af de forurening det indendørs miljø tilfører rumluften.
Før end 1970 lå CO2 niveauet på udeluft under 200 ppm. Der fokuseres på at nedbringe CO2 udslippet for at skåne miljøpåvirkningerne. Det er der stor forståelse for. Når vi opholder os i belastede klasselokaler kommer CO2 niveauet hurtigt op over 2.800 ppm. Der går typisk 15-20 minutter fra et klasselokale har frisk luft til at det kommer op over 2.800 ppm i en klasse hvor der ikke ventileres. For at skåne mennesket bør der skabes effektive ventilationssystemer.
Vent2Learn virker ved at indblæse mest mulig ufortyndet udeluft ned i din zone hvori du trækker vejret. Der er stor forskel på indemiljøet med forskellige typer af ventilation. Langt de fleste børn i Danmark undervises i klasselokaler med et dårligt indemiljø.
Indeluften presses af energiøkonomiske tiltag. Specielt når vi deler luften alt for meget og de interne belastninger påvirker i stor stil. De interne belastninger kan være afgasninger fra gulvtæpper, tekstiler, bemalet eller lakeret overflader.
I undersøgelsen fra Harvard University MIT offentliggjort oktober 2015 var resultatet, at man opnåede en stigning i SMS score på 299% i forhold til anvendelsen af informationer. Stigningen opnåede de ved alene at sænke CO2 niveauet fra 1400 til 5-600 ppm.
Hvor meget luft bruger vi
Det har stor betydning for os, at indemiljøet har en god luftkvalitet. Vi bruger alle 25-30 kg luft hver dag og en lille ændring i luften giver store konsekvenser for den enkelte. Det drejer sig om hvordan vi kan tage viden til os, udføre opgaver og på hvordan luften påvirker vores helbrede.
Når vi deler luften påvirkes vi af hinandens vira. At vi deler luften har fået en ny dimension. Når luften er mere brugt behøver hjernen længere tid til at opnå samme resultat. Eller også at der må mere specialundervisning til for at opnå ønskede resultat.
CO2 niveau anvendes som indikation af luftkvaliteten i indeklimaet
Udeluften er den luft der er mest naturlig og den luft vi har det bedst i. I DK lovgives den luftkvalitet vi kan acceptere i vores indemiljø. Grænseværdien for luftkvalitet måles i CO2 niveauet og ligger på 1.000 ppm, svarende til 0,1%. CO2 niveauet for udeluft ligger i dag tæt på 400 ppm, svarende til 0,04 %. Når vi trækker vejret med udeluft, trækker vi iltet luft ned i lungerne der transformeres ind i vores blod og udskiftes med CO2. Ilten bruges i forbrænding i vores krop og hjerne og omdannes til CO2. Vores røde blodlegmer optager CO2 300 gange nemmere end O2. Blodet transportere CO2 tilbage til lungerne. I lungerne fortyndes luften fortyndes med CO2. Derfor er CO2 niveauet en meget god indikator for hvor meget indeluften er brugt.
Luftkvalitet
Luftkvaliteten i konventionel ventilation bliver oftest styret efter et stabilt niveau på 1.000 ppm CO2. Nogle bygherre ønsker en bedre luftkvalitet og dermed et lavere CO2-niveau. Med den viden der er om luft, giver det god mening at ønske en høj luftkvalitet. En europæisk norm EN15251 angiver følgende kategorier I: maksimal 700 ppm, II: optil 850 ppm og III: optil 1.150 ppm.
For at beskrive luftkvaliteten bedre, har jeg lavet et simpelt forsøg på mit kontor. Jeg blæste en ballon ligeså stille op med den luft jeg selv havde brugt i mit kontor der på daværende tidspunkt havde et CO2 niveau på 410 ppm. Den luft jeg blæste i ballon indeholdt den luft jeg havde brugt en enkelt gang. Luften i ballon blev ledt ind i en CO2-måler og min brugte luft målte 2.300 ppm CO2. Det var CO2-niveau min brugte luft lå på, ved at bruge den en enkelt gang.
Højere luftkvalitet i indemiljøet kræver et større luftskifte. Luftskiftet i lokalet er en form for fortynding af den brugte luft med udeluften. Beregninger af den nødvendige luftmængde der skal til at holde en krævet luftkvalitet, kan udregnes med fortyndingslingning med afsæt i aktivitetsniveauet, antal personer samt udeluftens CO2-niveau.
En stabil luftkvalitet kræver et styret luftskifte. Luftskifte kan gøres på flere forskellige måder. De mest anvendte er opblandingsventilation og naturligt luftskifte. Den nyeste form for ventilation er Vent2U systemløsninger med mere Personlig Luft.
Naturlig luftskifte
Med naturlig luftskifte, luftes der ud ved at åbne/lukke døre og vinduer for at skabe gennemtræk med udeluft i lokalet. Nogle steder er der automatisk åbning/lukning af vinduerne og dørene i afhængighed af målt CO2-niveau og rumtemperatur. Andre steder skal brugerne selv sørge for at åbne og lukke.
Luftskiftet bliver ikke stabilt og støj udefra lukkes forstyrrende ind. Dog er den største ulempe, at udeluften ikke bliver opvarmet og at den varme luft der lukkes ud ikke genvindes. Den manglende opvarmning giver trækgener og forhøjet energiforbrug. Derfor bliver det begrænset hvor meget der bliver luftet ud i kolde og kølige perioder. De steder hvor der er automatisk naturlig ventilation, bliver det taget ud af drift når udetemperaturen kommer under 15-18 oC. Og det er det meste af skoleåret her i DK at udetemperaturen ligger lavere end 15-18 oC.
Selv i et godt stort klasselokale kommer CO2 niveauet meget langt op med naturlig ventilation.
Et godt stort klasselokale med naturlig ventilation
I det naturligt ventileret klasselokale er der et stort volumen, hvilket giver et bedre indeklima. I dette klasselokale var der i uge 18 2018 i tidsrummet 8-16 målt CO2 gennemsnittet 1.212 ppm og maksimal 2.242 ppm samt minimum 639 ppm. Luften varierede således fra at være god til at være meget brugt.
Det maksimale niveau ligger tæt på den værdi jeg målte min egen oppustning af luften i ballonen. Det kan tolkes, at hele luften i lokalet er brugt på samme niveau end som den luft jeg havde brugt og pustede i ballonen. Dog er en luft i klasselokalet opblandet af alle de der opholder sig i lokalet. Det tyder på, at der ikke blev luftet ud i timerne i denne klasse, men at der blev luftet ud i løbet af dagen. Der går ikke mange minutter i et fyldt klasselokale inden CO2-niveauet kommer over 1.500-2.000 ppm, når der ikke luftes ud.
Hvis der ikke luftes ud konstant, vil indemiljøet blive tung og ubehagelig efter ganske kort tid. Det betyder, at der skal kæmpes mere for at opfatte den viden end som læreren forsøger at videregive til eleverne. På DTU har man testet hvor meget viden der mistes i et dårligt indemiljø. Det viste sig at eleverne klare sig 9% dårligere i det dårlige indemiljø. Svarende til at elever i et velventileret klasselokale er et helt år foran de der har gået i skole i det dårlige indemiljø.
Vent2Learn med god luftkvalitet
Vent2Learn ventileres efter Vent2U systemløsningen i klasselokaler. Der fokuseres på at få indblæsningsluften ufortyndet ned i den højde hvori eleverne og læreren trækker vejret. Det gøres ved at blæse luften kontrolleret ind fra loftet ned i opholdszonen. Den indblæste luft beskyttes af nogle luftstrømninger dannet i tekstil indblæsningen. Din personlige luft kvalitet bliver meget høj med Vent2U systemløsningerne. Der skabes en meget høj luftkvalitet med mindre luftskifte. Den luft der kommer frem til dig når ikke at blive blandet op med den i forvejen brugte luft. Selv med samme CO2-niveau vil luftkvaliteten være højere med Vent2U systemløsninger, da luften endnu ikke har bevæget sig forbi loftet, bemalede, farvede, fuger, lim, mennesker og gulve før end den lander i dine lunger.
Klasselokale med halvrunde Vent2Learn tekstilindblæsning i loftetVent2Learn med helrunde tekstil indblæsning i loftet og en udsugningsrist i væggen.
I klasselokalet med Vent2Learn blev CO2 niveauet målt i tidsrummet kl 8-16 med et gennemsnittet på 679 ppm, maksimalt 840 ppm og minimum 575 ppm. Hvilket er en god luftkvalitet. Der blev ventileret med 35% mindre luft end med traditionel ventilation til opnåelse af 1.000 ppm med den aktuelle belastning.
Traditionel ventilation
Oftest anvendes en ventilationsform med fuld omrøring af den indblæste luft. Det er en effektiv metode til at få en ensartet luft og temperatur i lokalet. Det drejer sig om at indblæsningen sørger for at luften kommer opblandet ned i opholdszonen. Denne metode giver en god og ensartet luftkvalitet.
Det drejer sig om at anvende velegnet indblæsningsarmaturer der er placeret hensigtsmæssigt og fordelt i hele lokalet. Placeringen af armaturet har betydning for fordelingen af luften.
Luftskiftet beregnes udfra hele lokalets volumen, antal personer og aktivitetsniveau i forhold til ønsket CO2-niveau.
Energiøkonomi
Det koster energi at skifte luften ud og holde kvaliteten af indemiljøet ved lige. Med naturlig ventilation og en god luftkvalitet vil energiforbruget være voldsomt til opvarmning.
I et projekt med et luftbehov på 3.370 m3/h til opretholdelse af 1.000 ppm CO2 sammenlignes forskellige ventilationsformer med en drifttid på 8-16:
Naturlig ventilation forventes
et varmetab på ca. 29.700 kWh om året.
Med et effektivt og traditionelt ventilationssystem vil
varmetabet årligt komme helt ned på ca. 2.700 kWh mod en
el-drift af ventilatoren på ca. 4.100 kWh. Traditionel ventilation giver en stor besparelse på varmeforbruget og en mindre stigning i strømforbruget til driften.
Med Vent2Learn i samme projekt, vil
luftbehovet komme ned på 2.200 m3/h og
en aggregatstørrelse mindre.
Årligt varmetabet blev reduceret til 3.000 kWh og
1.400 til ventilatorens el-drift.
Med disse beregninger og kendskab til bygningsdrift, er der ikke nogen klasselokaler der bliver ventileret tilstrækkeligt med naturlig ventilation.
Installation
Med et centralt ventilationsaggregat og omrørings ventilation anvender mere luft for at opnå det samme luftkvalitet end Vent2Learn. Derfor fylder både kanaler og aggregat mere med det traditionelle ventilationssystem end med Vent2Learn. Med samme dimensionering betød det at hovedkanalen på Bredballe Privatskole blev 500 mm fremfor 710 mm.
Vi bruger alle 8-10.000 liter luft og 2 liter vand hver dag, og under ekstreme fysiske aktiviteter helt op til 200.000 liter luft og 5 liter vand om dagen.
Luften er den største influent på alt levende her på jorden. Luften bruges til forbrænding af energi, og i særdeleshed til at ernære hjernen. Selv små ændringer i luften omkring os har derfor stor indflydelse på den måde, vi lever på eller kommer til at leve på. Mængden af luft, vi bruger, overstiger langt vores fantasi. Luften deler vi med hele kloden, og vi har alle den samme luft.
Ren luft må være den luft, der ikke påvirker livet negativt, og som gør det muligt at leve et liv uden luftbåren smitte eller livspåvirkninger. Ren luft er en videnskab og en af de brancher, der vokser kraftigst i Danmark.
Luften indeholder en række afbalancerede gasarter og små partikler.
Luften påvirkes af jordens liv, beplantning, tryk- og varmeforhold, fugtighed og forbrænding. Igennem de seneste 100 år er drivhusgasserne, herunder CO2-niveauet, steget markant. Således lå CO2-niveauet på 270 ppm før industrialiseringen og på 390 ppm i 2010. Udover ændringer i drivhusgasserne stiger partikelmassen i udeluften lokalt og ses at være meget kraftig fra de centralafrikanske til de kinesiske lande. Stigningen i partikelmassen i Danmark skyldes især de trafikale forhold og ikke mindst anvendelsen af brændeovne. Partikeldannelsen sker i motorernes eller brændeovnens ufuldstændige afbrænding og manglende filtrering af udstødningen/afkast.
Den udendørs luft bruges af alle og er den, der trænger ind i eller bliver ledt ind i bygningerne. Luften i bygningerne bliver til indeluft, og luften her bliver anderledes end den udendørs luft. Indeluften påvirkes forskelligt i hvert enkelt lokale og bliver den luft, vi bruger i mere end 90% af livet. Jo længere tid luften bliver i rummet, jo mere er den blevet påvirket af den aktivitet, der foregår i det enkelte lokale. Man kan sige, at rumluften har en vis alder. Jo ældre rumluften er, jo større karakteristika har den for det enkelte rum. Det er derfor vigtigt at skifte luften ud afhængigt af den forventede aktivitet.
Uden rensning af rumluften vil rumluften altid være mere belastet end udeluft.
Derfor vil udeluften generelt have højere luftkvalitet end rumluften, med mindre rumluften renses for belastningerne eller skiftes direkte ud med udeluften. Der kan selvfølgelig forekomme lokale uhensigtsmæssige forureninger, der kortvarigt gør udeluften mere belastet end rumluften, så skal vinduer, døre og ventilationsanlægget lukkes.
Indtil for nyligt blev CO2-niveauet i lokalet anvendt som indikator for, hvor høj grad der var af menneskelig aktivitet i lokalet. Nu viser det sig, at selve CO2-niveauet påvirker den måde, vi tænker på, og hvordan vi reagerer. Ved højere CO2-niveau sænkes de intelligente kompetencer markant, og resultatet påvirkes i samme retning.
Vent2U er en metode til at bringe yngre luft frem til netop der, hvor du opholder dig mest og trækker vejret i lokalet. Vent2U er således med til at højne sundheden i lokalet.
Udover at Vent2U højner sundheden, viser det sig, at metoden også nedsætter energiforbruget i forhold til traditionelle ventilationsmetoder. Energiforbruget nedsættes, dels fordi der ikke r behov for samme luftmængde for at opnå samme luftkvalitet målt i CO2, dels fordi mindre mekaniske komponenter i dag har højere effektgrader end større mekaniske komponenter, og sidst fordi systemopbygningen kræver lavere trykforhold til transport af den ventilerede luft.
Princippet for fortrængningsventilation indblæser underkølet luft ligeså stille ved gulvet. Den underkølede luft er tungere end den tempererede rumluft, hvorfor den vil krybe langsomt hen til varme overflader.
På denne måde finder den indblæste luft selv frem til de varmekilder, der tilfører lokalet varme. Varmekilderne kan være personer, maskiner og radiatorer. Ved varmekilderne stiger der varme luft op og trækker den indblæste kølige luft med op. Herved fortrænges den varme luft, der stiger op under loftet. Oppe under loftet udsuges den varme luft, og der er opstået en fortrængning af varmen nedefra gulvet op til under loftet. Med fortrængningen følger også de afgasninger, der foregår i lokalet, dog bliver den indblæste luft påvirket af afgasningerne på sin vej frem til varmekilderne.
Fortrængningsventilation er effektiv til at nedkøle lokalet, da den varme luft bliver ledt ud af opholdszonen ved kilden i stedet for at blive opblandet. Derfor er princippet ret effektivt til at køle lokalet, men det kræver, at der hele tiden kan indblæses med underkølet luft. Det betyder, at der omkring hvert armatur bliver et område, kaldet nærzone, der ikke kan opholdes mennesker i, og at der i forbindelse med opvarmningsbehov vil blive ledt den kølige luft hen til radiatorerne fremfor til menneskerne eller maskinerne.
Indeluften er gammel udeluft, der yderligere er påvirket af de belastninger, mennesket, inventar og bygninger giver.
Rumluften vil være mere belastet end udeluften, med mindre der indbygges luftrensende egenskaber i rummet eller den systemløsning, der ventilerer rummet. Her har det valgte ventilationsprincip også stor indflydelse. Vent2Learn blandes mindre med den belastede brugte rumluft og bidrager til, at man indånder bedre luft.
Den største forskel, der er på indeklimaet i skolen, er, hvor godt brugt luften er!
Hvis luften når at blive brugt af mange flere og i længere tid, påvirkes hjernens funktioner. Noget tyder på, at det er de mest krævende funktioner, der påvirkes mest, når luften er blevet brugt af mange igen og igen. Og det er specielt de svageste, det går ud over.
Hvis 5% af de bedste specialundervisningselever, med 15 timer specialundervisning om ugen og i gennemsnit 1,5 lærertime pr. undervisningstime, kan gå i en normal klasse, vil der blive frigivet lærerressourcer i Danmark svarende til mere end 1000 fuldtidsstillinger. De mere end 1000 frigjorte lærerstillinger vil sikkert give bedre tid til de tilbageblevne og øge deres mulighed for at modtage en normal klasse undervisning. Det giver en positiv spiral for de dårligst stillede i skolen.
Min påstand vil være, at der vil blive mindre behov for specialundervisning og større ro og koncentration til at modtage undervisning, når luftkvaliteten er i orden.
Det ligger måske i luften, ikke mindst når luften føres direkte frem til eleven, inden nogen andre når at bruge den. Det giver flere ressourcer til de svageste med en forbedring af indeklimaet.
Green Tech Center i Vejle arbejder med at fremme innovation, demonstration og kommercialisering af vedvarende energiløsninger. Et af deres vækstprojekter er Smart Energy 2 Market som Vent2U deltog i.
