TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

Tallinn Tööstushariduskeskuse õpilaskodu sisekliima ja energiatarbe analüüs

Ilinõh, Ilmar (2018) Tallinn Tööstushariduskeskuse õpilaskodu sisekliima ja energiatarbe analüüs. [thesis] [en] Analysis of the Indoor Climate and Energy Efficiency of the Tallinn Centre of Industrial Education Dormitory.

[img] PDF - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (2MB)
[img] Other (lihtlitsents - bdoc) - Other
Restricted to Registered users only

Download (78kB)
[img] Other (retsensioon - bdoc) - Other
Restricted to repository personnel only

Download (17kB)

Abstract

Käesoleva lõputöö raames analüüsiti Tallinna Tööstushariduskeskuse õpilaskodu olemasolevat sisekliima olukorda, teostati hoone energiatarbimise analüüs ning tehti ettepanekud nii sisekliimaga seotud probleemide lahendamiseks kui ka energiatarbimise vähendamiseks ja säästmiseks [4]. Ettepanekute tegemise aluseks oli tarkvaraprogrammis IDA ICE koostatud hoone ehitustehnilisele infole ning reaalsele õpilaskodu energiatarbele tuginev arvutuslik simulatsioonimudel, mis võimaldas hinnata tehtavatest parandusettepanekutest tulenevaid sääste. Parandusettepanekuteks vajalike investeeringute ja tekkivate säästude suhtena arvutati ettepanekute tasuvusaeg. [4] Lõputöö teostamisel selgus, et peamiseks probleemiks on kõrge süsihappegaasi kontsentratsiooni tase, mis saadi hoone sisekliima kaardistamisel, see ületab keskmiselt üle 60% nõuetest, mis on tingitud värskeõhuklappide filtrite ummistumisest ja klappide kinni katmisest õpilaste poolt. Süsihappegaasi kontsentratsiooni taseme tõusu tingib ka ventilatsiooni süsteemi säästlik kasutusprofiil nii väljatõmbe kui sissepuhke-väljatõmbe ventilatsiooni süsteemil. Teise probleemina ilmnes keldri korruse kõrge temperatuur, mis on tingitud küttetorustiku halvast isoleerimisest, kohati selle puudumisest ning rikkumisest. Hoone visuaalsel vaatlusel ei tuvastatud probleeme fassaadil, sokli korrusel ega katusel. Termografeerimise tulemused näitasid, et peamised soojuslekkekohad õpilaskodu avatäidete ümbruses ja sokli/välisseina liite kohtades. Nende renoveerimistööde lahendustega antud lõputöös ei täheldata. Logerite mõõtmistulemustest selgus, et keskmine sisetemperatuur on ligikaudu 22,5⁰C ja keskmine õhuniiskus 33%. Antud lõputöös ventilatsiooni õhuhulkade mõõtmist ei tehtud. Nimetatud probleemide lahendamiseks on välja pakutud komplekssed energiasäästlikud renoveerimisettepanekud. Hoone soojus- ja elektrienergia tarbimisandmete alusel on analüüsitud hoone energiatarbimist ja arvutatud hoone kaalutud energiaeritarbimine ehk KEK. Saadud tulemuse järgi - KEK 171 kWh/(m2 a), kuulub hoone kaalutud energiaerikasutuse skaalas klassi D. Hoone inventariseerimisplaanide ja tarbimisandmete alusel on koostatud IDA ICE programmis hoone simulatsioonimudel, mis on viidud tegeliku olukorraga vastavusse nii, et mudeli arvutuslikud soojus- ja elektrienergia tarbimised vastaksid mõõdetud tarbimisele. IDA ICE energiasimulatsiooni tulemusena on saadud hoone kütteenergia vajaduseks kokku ligikaudu 312 MWh, mis erineb tegelikust keskmisest kraadpäevadega korrigeeritud soojusenergia tarbimisest ~5,94% võrra suurem. Saadud vahe võib tuleneda sellest, et osades õpilas korterites hoitakse tegelikkuses madalamat temperatuuri kui seal sees keegi ei ela. Soojusenergia tarbeerinevust võib olla tingitud ka õppeklasside madalamast öisest kütte temperatuurist, mida on muudetud sellele otstarbel, et säästa soojusenergiakulu haldusosakonna juhata väitel. Projekti järgse töö tulemuseks, kus ventilatsioon töötab terve ööpäev, saadi kogu aastaseks kütteenergia tarbimiseks 539 MWh. Nõuete kohase ventilatsioonisüsteemi optimiseerimise, reguleerimise ja hooldusega saadi kütteenergia kuluks 383 MWh aastas. Pakutud renoveerimislahenduste tulemusena, peaks õpilaskodu korterite energiatõhususe saavutamiseks paigaldama ventilatsiooni soojustagastusega tsentraalse plaatsoojustagastiga kõrge efektiivsusega ventilatsiooniagregaat. Renoveerimistööde tulemusena, kus on väljaehitatud soojustagastusega tsentraalse plaatsoojustagastiga ventilatsiooni süsteem oleks hoone prognoositav kütteenergia vajadus 216 MWh aastas ja kaalutud energiaerikasutus arv 166 kWh/(m²·a). Alternatiivse lahenduse resultaadiks, kus on välja ehitatud soojustagastusega ventilatsiooni süsteem ja elektrienergia tootmiseks kasutatud päikesepaneele, oleks hoone prognoositav kütteenergia vajadus 216 MWh aastas ning kaalutud energiaerikasutus arv 138 kWh/(m²·a). Tarbitava sisse ostetava elektrienergia 30% vähendamiseks oleks alternatiivina taastuv elektrienergia kasutamine. Elektrienergia saadaks päikesepaneelide rakendamisel, milleks on 300 tükki võimsusega 265 W/tk, energiakogus kaetakse 68 688 kWh/m² aasta ulatuses. Lõputöö lahenduseks oli näidata haldusosakonnale soojusenergia kadude hulk ja kuidas seda oleks võimalik kokku hoida. Piirdeid ei plaanita renoveerida. Tulevikus tuleks vaadelda antud õppehoonete kompleksi kui tervikuna.

Abstract [en]

In the framework of this graduation paper, the author analysed the existing indoor climate of the Tallinn Industrial Education Centre (Tallinna Tööstushariduskeskus), performed an analysis of the building’s energy consumption, and proposed solutions for improving indoor climate, and for reducing energy consumption. The proposals were prepared on the basis of the building technical information, compiled in a computed simulation model developed with the IDA ICE software and using the actual energy consumption of the student home. This enabled to assess the savings resulting from the proposed improvements. The payback period of the proposals was calculated as a ratio of proposed investments and resulting savings. Mapping of the building’s indoor climate showed that a key problem is the high level of carbon dioxide (CO2) concentration, which on average is more than 60% higher than the permitted level. This is due to the clogged filters of air inlet valves and the blocking of the air inlet valves by students. One reason for higher CO2 concentration is also the fact that the ventilation system is operated in the economy mode, both with regard to the exhaust and inlet-exhaust ventilation. Another problem is the high temperature of the basement, resulting from poor insulation of heating pipelines, and, in some cases, lacking or damaged insulation. The visual inspection of the building did not reveal any problems with regard to the facade, the basement floor or the roof. The results of the thermography showed that the main heat losses occur around the building’s windows and doors as well as in the junction of the basement floor and the external wall. The renovation solutions of these problem areas have not been covered in this thesis. The readings of the loggers showed that the average indoor temperature is approximately 22.5 °C and that the average humidity is 33%. The air flow of the ventilation system was not measured as part of this thesis. For solving the highlighted problems, the author has made integrated energy-efficient renovation proposals. Based on the building's thermal and electric energy consumption data, the author analysed the building’s energy consumption and calculated the building’s specific energy consumption or KEK. According to the calculations, the building’s KEK is 171 kWh/(m²·a), meaning that by the weighted energy usage scale the building belongs to energy class D. On the basis of the building’s inventory plans and consumption data, the author prepared the building’s simulation model with the help of the IDA ICE software, and adjusted it with the actual situation to ensure that the model's calculated thermal and electric energy consumption corresponds to actual measured consumption. According to the energy simulation model developed with the IDA ICE software, the building’s total heating energy need is approximately 312 MWh, which is 5.94% higher than the actual average thermal energy consumption adjusted with degree days. The difference can be due to the fact that the indoor temperature in vacant apartments is lower. The difference in the heat consumption may also be due to the lower night-time heating temperature of the classrooms for saving heat, according to the head of the administration department. The calculations made as part of this study show that if the ventilation systems were to work all day, the total annual thermal energy consumption would be 539 MWh. With the optimization, regulation and maintenance of the ventilation system, the heat consumption could be cut to 383 MWh per year. According to the proposed renovation solutions, for achieving energy efficiency of the rooms of the student home, the building should by equipped with a high-efficiency ventilation unit including a central heat-recovering plate heat exchanger. As a result of renovation work which includes installation of a ventilation system with a heat-recovering central plate heat exchanger, the building’s projected heating energy need would be 216 MWh per year and a weighted energy consumption would be 166 kWh/ (m²·a). In the alternative solution which includes installation of heat-recovering ventilation system and solar panels for electricity generation, the building’s projected heating energy need would be 216 MWh per year and weighted energy consumption would be 166 kWh/(m²·a). An additional alternative is to reduce the purchased electricity amount by 30% as a result of switching to electricity generated from renewable sources. Electricity would be supplied by 300 solar panels with a capacity of 265 W each, generating 68,688 kWh/m² per year. The purpose to the thesis was to show to the administrative department the amount of heat loss and ways of reducing it. There are no plans to renovate the building envelope. In the future, these buildings should be considered as a whole.

Item Type: thesis
Advisor: Anti Hamburg
Subjects: Construction > Building Construction > Building construction and design > Building technical systems and energy efficiency
Divisions: Institute of Construction > Building Construction
Depositing User: Ilmar Ilinõh
Date Deposited: 11 Jun 2018 05:44
Last Modified: 11 Jun 2018 05:44
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/3839

Actions (login required)

View Item View Item