Dette måler vi: Trykkforskjeller i bygninger

Airthings

Airthings

september 1, 2021

I følge nye rapporter må byggsektoren ligge på null i karbonutslipp innen 2050 for å holde global oppvarming under terskelen på 2°C1. Ettersom karbonutslippene fra denne sektoren for øyeblikket overstiger utslippene fra alle former for transport, er vi et godt stykke unna å nå dette målet2.

Globalt står bygninger for 55 % av elektrisitetsbruken, og energibruken i næringsbygg svarer til 6,6 % av CO2-utslippene3, som er tre ganger utslippene fra felling av skog globalt4. Hva kan vi gjøre med dette? Les videre for å få vite mer.

Innhold:
1. Hva er differensialtrykk?
2. Hvorfor er det viktig å overvåke og kontrollere differensialtrykket i bygget ditt?
3. Hvilke faktorer påvirker differensialtrykket i bygget ditt?
4. Hvordan kan du håndtere trykkforskjeller i bygget ditt?

1. Hva er differensialtrykk?

Utendørs kommer lufttrykket fra vekten av luftmolekylene i atmosfæren som presses ned mot deg. Inne i bygninger eller lukkede beholdere, forteller lufttrykket i hvor stor grad luften presser mot veggene til beholderen og alt som befinner seg i den. Lufttrykket avhenger av temperatur og konsentrasjonen av luftmolekyler i bygningen. 

Trykk er generelt kraften som utøves på et gitt område5, mens lufttrykk representerer hvor mye luftmolekylene presser på alt rundt seg6 . Differensialtrykket beskriver trykkforskjellen mellom lufttrykket på to forskjellige områder, for eksempel innenfor og utenfor en bygning. Dette gjør at du kan forstå og forutsi luftstrømmen og forhindre luftlekkasje i bygningen din. 

Luft, akkurat som mennesker, har en tendens til å bevege seg bort fra situasjoner med høyt trykk, hvis mulig. Uten noe som stopper den, som en knute på en ballong, vil luften innendørs sive ut, og gå fra høyt trykk til lavt trykk. Det relative trykket på innsiden og utsiden av bygninger er i stadig endring, noe som betyr at luften kontinuerlig prøver å bevege seg enten inn eller ut av bygningen. 

2. Hvorfor er det viktig å overvåke og kontrollere differensialtrykket i bygget ditt?

I USA står bygninger for 71 % av elektrisiteten og 54 % av naturgassforbruket, og de utgjør 40 % av landets klimagassutslipp, ifølge Berkeley Labs7 . Å fikse utette bygninger har derfor et stort potensial når det gjelder å redusere energisvinn. 

Selv små endringer i trykkforskjellen kan påvirke luftstrømmen og merkbart redusere trivselen i og levetiden til bygningene dine. Det er ikke bare selve luftstrømmen som kan ha uheldig innvirkning på inneklimaet, negative trykkforskjeller kan føre til høyere konsentrasjoner av VOC, CO2, svevestøv og til og med mikroorganismer inne i bygningen8. Det antas ofte at næringsbygg er mer lufttette enn boligbygg. Forskning har imidlertid vist at dette ikke stemmer i praksis9. Det er derfor avgjørende for alle bygg at man vet hva differensialtrykket ligger på. Det er viktig for de fleste virksomheter og bygg å opprettholder et differensialtrykk på 0, for å unngå de negative virkningene av ukontrollerte luftstrømmer. 

Før koronapandemien forsvant 30 % av energien i et bygg ut i ventilasjon og luftlekkasjer. Nå som folk drar tilbake til jobb og ventilasjonen økes i byggene for å redusere risikoen for smittespredning, forventes det økt energiintensitet i bygninger10.

 

Energisvinn

Når det er forskjellig trykk på innsiden og utsiden av en bygning, vil luft lekke ut av bygningen, eller den blir sugd luft inn fra utsiden. Dette kan by på flere problemer. 

Når den varme luften siver ut gjennom spriker i bygningens fasade om vinteren, er det nesten bokstavelig talt som å kaste penger ut av vinduet. Det å varme opp et bygg kan være svært kostbart. Dessuten står oppvarming og nedkjøling for 40 % av energibruken i bygninger11. Totalt utgjorde driften av bygginger 28 % av de globale energirelaterte karbonutslippene12 og 55 % av det globale elektrisitetsforbruket13. Å redusere energisvinn kan i stor grad redusere bygningens karbonavtrykk.

Stabil temperatur og trivsel i bygninger

Rom med mye trekk kan føles ubehagelige for både leietakere, ansatte, besøkende og alle andre som oppholder seg på arealene dine. Hvis folk føler seg ukomfortable, skrur de ofte opp varmen om vinteren eller klimaanlegget om sommeren, selv om ingen av delene direkte løser problemet. Å stabilisere temperaturen og minske trekk er helt avgjørende for å redusere det generelle energiforbruket og få folk til å føle seg mer komfortable. Folk presterer bedre14 og betaler til og med mer for varer15 når omgivelsene er behagelige. Manglende lufttetthet i et bygg kan føre til både ubehag og økt energiforbruk16. Det kan også koste både tid og penger for deg som driftsleder eller eier av bygget17

Luftkvaliteten påvirkes

Luftkvaliteten kan også bli verre når en bygning ikke er lufttett. Differensialtrykket, som får luften til å bevege seg inn og ut av bygget, trekker med seg inn utendørs luftforurensninger, skadelige luftbårne kjemikalier (VOC)18 eller andre farlige elementer, som Radon19. Du kan se dette noen ganger når støv og svevestøv samler seg på innsiden av vinduskarmen. På den andre siden, hvis en bygning er for lufttett og det ikke er tilstrekkelig ventilasjon, kan luftkvaliteten også bli dårlig ved at det hoper seg opp CO2 og andre forurensninger inne i bygningen20

Kvaliteten på bygget 

Utover de umiddelbare problemene forårsaket av mangel på lufttetthet, må du også vurdere de langsiktige konsekvensene. Forskjellene i lufttrykk og temperatur på innsiden og utsiden av en bygning kan føre til kondens mellom veggene. Og mer vannansamling fører igjen til fuktig interiør, noe som utgjør ideelle forhold for muggsopp. I tillegg til de skadelige helsevirkningene av mugg, reduserer dette også levetiden til bygningen. 

Når man tenker på en bygnings levetid og all energien og naturressursene som går inn i den, tenker de fleste på det å slå av lyset eller skru ned klimaanlegget om sommeren som måter å hjelpe miljøet på. Men det er også viktig å vurdere alle ressursene som kreves for å bygge bygningen i utgangspunktet. Hvis kondensering gjør skade på bygningen, kan det være behov for flere reparasjoner i løpet av levetiden og det kan bety at hele bygningen må rives tidligere, noe som igjen påvirker karbonavtrykket og lommeboken.

Learn more about how you can use the  Airthings for Business solution to monitor your buildings Facility managers, get in touch   

3. Hvilke faktorer påvirker differensialtrykket i bygget ditt?

Det finnes tre hovedelementer som påvirker trykkforskjellene i bygninger: Vind, skorsteinseffekten og ventilasjon. Selv om de to første er utenfor vår kontroll, kan det å administrere den tredje ved hjelp av korrekt data og teknologi gi bedre balanse i bygningen din. 

Vinden blåser rundt bygninger og endrer på den måten lufttrykket på utsiden og dermed også trykkforskjellen. Det trekkes luft inn noen steder og ut andre. Selv om dette ikke alltid er et stort problem, kan det være problematisk i områder med mye vind, og den eneste potensielle løsningen er å blokkere vinden med andre bygninger eller å plante høye trær som kan gi ly21

Skorsteinseffekten er et passende navn. Dette fenomenet forekommer naturlig på grunn av fysikkens og gassens lover. I utgangspunktet stiger varm luft, noe som gir økt lufttrykk på toppen av bygningen22. Noe av luften presses derfor ut. Når det kommer luft ut av den øvre delen av bygningen, vil forandringen i lufttrykket nederst i bygget trekke inn mer kald luft. Den nye kjølige luften blir varmet opp, noe som igjen får den til å stige og gjenta prosessen. Denne effekten fører med seg en ekstra ulempe. Det gir ikke bare økt energiregning og karbonavtrykk, ettersom du hele tiden må varme opp mer luft, men luften som suges inn nederst i bygningen kan inneholde farlige stoffer som radon23.

Det er umulig å forhindre disse to naturfenomenene, men man kan motvirke dem ved riktig bruk av et smart ventilasjonssystem. Mekaniske ventilasjonssystemer er designet for å transportere luft inn i, ut av og rundt i bygninger. Disse er avgjørende for å opprettholde et komfortabelt inneklima og regulere CO 2-nivåer, temperatur og luftfuktighet. De fleste av disse systemene er imidlertid ikke smarte nok til å ta hensyn til forskjeller i lufttrykk på egenhånd. Det innebærer at de kan kaste bort energi ved å varme opp eller kjøle ned ekstra luft som trekkes inn i bygningene mens den tempererte luften siver ut. En måte å løse dette på er å forbedre lufttettheten i bygningene. Dette kan imidlertid bli ekstremt dyrt, spesielt i eldre bygg24. Hvis en bygning dessuten er for lufttett og mangler et skikkelig ventilasjonsanlegg, er det større risiko for dårlig innendørs luftkvalitet, ettersom dårlig luft kan bli fanget inne. Det er derfor nødvendig å måle differensialtrykk, overvåke innendørs luftkvalitet og ta tak i ubalanser for å sikre maksimal komfort og effektivitet i bygningene.

 

 

Referanser: 

  1. https://www.worldgbc.org/news-media/every-building-planet-must-be-‘net-zero-carbon’-2050-keep-global-warming-below-2°c-new
  2. https://ourworldindata.org/emissions-by-sector
  3. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  4. https://ourworldindata.org/emissions-by-sector
  5. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/press.html
  6. https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/pressure
  7. https://eta.lbl.gov/research-development/buildings-energy-efficiency
  8. https://www.mdpi.com/1660-4601/15/2/230/htm
  9. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1744259111423085
  10. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  11. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.08.039
  12. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  13. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  14. https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2007%20B10%20papers/047_Sandberg.pdf
  15. https://doi.org/10.1016/j.jcps.2013.11.003
  16. https://archive-ouverte.unige.ch/unige:129181
  17. https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2007%20B10%20papers/047_Sandberg.pdf
  18. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360132315301785?casa_token=3MehKz1IeUUAAAAA:RcMRzn6fAOrV9MCSn_VQycFGZ_DSewzqKtFCPi5s_0Xz8aREpWgXXeHx_NmNBXbm7En1UUtwIQ
  19. https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2007%20B10%20papers/047_Sandberg.pdf
  20. https://www.aivc.org/sites/default/files/members_area/medias/pdf/Inive/LBL/LBNL-53356.pdf
  21. https://www.ecohome.net/guides/2221/air-sealing-for-air-tightness-of-homes-relies-on-balancing-air-pressure-in-a-house/
  22. https://www.ecohome.net/guides/2221/air-sealing-for-air-tightness-of-homes-relies-on-balancing-air-pressure-in-a-house/
  23. https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2007%20B10%20papers/047_Sandberg.pdf
  24. https://patentimages.storage.googleapis.com/ec/61/8c/760eacc3ffcac5/WO2020167133A1.pdf

Get started Airthings for Business

Ready to learn more about how our solution can help your business breathe better?

B2B page illustration_Get started