Tekniske løsninger - Behovsstyring

Alt energibrukende utstyr i en bygning bør i størst mulig grad styres etter behovet som sjelden er konstant over døgnet, uka eller året. Det er store energibesparelser å hente ved en optimal behovstilpasning.
I prinsippet kan all behovsstyring foregå manuelt ved at f.eks. vaktmester går rundt og passer på å slukke lys, justere oppvarming, etc. I praksis er det ikke mulig å gjennomføre dette fullt ut fordi vaktmesteren ikke kan være “over alt til enhver tid”. I tillegg er det nå en trend å redusere vaktmestertjenestene mest mulig for å spare penger. Den eneste realistiske måten å få til kostnadseffektiv behovsstyring på er å ta i bruk moderne automatikk. Med dagens elektronikk- og datateknologi er det “nærmest ingen grenser” for hva man kan få til på en rimelig og driftsikker måte.
I det følgende blir det kort gjennomgått aktuelle former for behovsstyring som reduserer energiforbruket, uten at det går på bekostning av inneklimaet.

Start energibruk

Belysning
Solavskjerming
Ventilasjon
Oppvarming og kjøling
Reguleringsteknologi
 

 

 

Belysning
I skolebygg er det som regel relativt store vindusarealer som slipper inn rikelig med dagslys i store deler av året. Dagslyssensorer sammen med egnede lysarmaturer (med elektronisk forkopling) kan redusere den elektriske belysningen i takt med innfallende dagslys (dimming) for å oppnå konstant belysning av arbeidsflatene.
Et rimeligere alternativ er å la dagslyssensoren skru av armaturrekken(e) nærmest vinduene når dagslysinnfallet er tilstrekkelig. Denne måten å gjøre det på vil gi noe variasjon i belysningen av arbeidsflatene, men innen helt akseptable grenser.

I tillegg til dagslyssensor bør det være en persondetektor i rommet som kan skru av belysningen helt når rommet står tomt. I dagens skole, hvor det benyttes mange spesialrom, er det til enhver tid mange rom som står tomme.

 


Topp
 

Solavskjerming
Når det gjelder solavskjerming, er det mekaniske avskjermingssystemer som markiser og innvendige/utvendige persienner som er aktuelle for behovsstyring. Disse kan styres av utvendige dagslys- sensorer som avdekker behov for solavskjerming.
Spesielt for utvendige persienner er det mulig å få meget “smarte” løsninger. I en elektronisk styringsenhet programmer man inn byggets beliggenhet (lengde- og breddegrad), fasadenes orientering (nord, syd, osv,), retning og høyde på nabobygg/terreng. Til enhver tid beregner da styringsenheten solas posisjon i forhold til bygget. Dersom det er klarvær, og direkte solstråling, senkes ikke bare persiennene på solbestrålte fasader, men bladene vinkles bare så mye at kun den direkte solstrålingen stenges ute.  I varierende grad slipper derfor diffust dagslys inn, og man kan også se ut.

Det er viktig at persienner/markiser styres av en form for automatikk. Ta for eksempel et østvendt rom i april/mai. Dersom ingen husker på å senke persiennene/markisene om ettermiddagen, vil rommet, på solrike dager, være overoppvarmet allerede ved skolestart neste dag. Å senke persiennene da vil ikke ha så stor effekt fordi bygningskonstruksjonen er blitt oppvarmet og vil fortsette å avgi varme utover dagen.

Slike problemstillinger som beskrevet ovenfor unngår man fullstendig om det benyttes vinduer med solavskjermende egenskaper. Helt uten elektronikk og mekanikk passer de seg selv. Man går glipp av noe nyttig solvarme i perioden november – februar, men dette blir som regel neglisjerbart i forhold til de vedlikeholdskostnadene man har med mekanisk solavskjerming.

 


Topp

 

Ventilasjon
Formålet med ventilasjon i skolebygg er primært å fjerne “forurensninger” skapt av mennesker. I denne sammenheng er “forurensninger” kroppslukt, tarmgasser, utåndingsgasser (CO2 ), varme og fuktighet. Ventilasjon er også, men i vesentlig mindre grad, nødvendig for å fjerne gasser/lukt fra bygningsmaterialer, matlaging etc. Behovet for ventilasjon vil derfor variere over døgnet, uka, året. For å variere ventilasjonen i forhold til menneskelig aktivitet er det to prinsipper som er mest aktuelle:

  • I mindre rom (kontorer, grupperom, ..) er det tilstrekkelig å styre luftmengden etter tilstedeværelse ved hjelp av en persondetektor. Persondetektoren stiller om spjeld i tilluft- og avtrekkskanalene til rommet fra min. til maks. posisjon og vice versa. Minimum ventilasjon når rommet er tomt, maksimum ventilasjon når det er folk til stede.

  • I større rom med varierende personantall, bør ventilasjonen reguleres kontinuerlig av en CO2 –sensor for å holde CO2 –innholdet i lufta på et akseptabelt nivå, f.eks. 600-700 ppm. Maksimalt nivå innendørs i følge forskrifter er 1000 ppm (nivået ute er gjerne 380-400 ppm).  

I tillegg til CO2 –nivå eller tilstedeværelse blir ventilasjonen gjerne også styrt av romtemperaturen. Stiger temperaturen over et satt nivå øker ventilasjonen selv om rommet er tomt, eller CO2 –nivået er tilfredsstillende.

I tillegg til behovstilpasningen når det er folk til stede, som beskrevet ovenfor, er det vanlig å kjøre ventilasjonen etter ur. Avslått, eller på minimum, om natten, i helger og i ferier.

 


Topp

 

 

Oppvarming og kjøling
Hva som er “riktig” romtemperatur er i stor grad avhengig av om det er mennesker i rommet eller ikke. I oppvarmingssesongen kan man spare energi ved å la romtemperaturen synke om natten, i helger og i ferier. Dette kan man få til med såkalt “nattsenkingsautomatikk”. Enkle systemer bare senker og hever temostatsettpunktet mellom gitte grenser etter tiden på døgnet. Mer sofistikerte systemer tar i tillegg hensyn til hvor kalt det er ute og starter oppkjøringen til komforttemperatur tidligere på kalde enn på mildere dager (“optimal start”). Dette for å sikre at komforttemperatur er nådd når folk kommer om morgenen. Tidspunkt for å starte oppkjøring som funksjon av utetemperatur (og i noen tilfeller også vind) kan være lagt inn som fast(e) kurve(er) i automatikksystemet. Men det finnes også “smarte” systemer som prøver seg fram og “lærer”, og på denne måten får man derfor de helt riktige kurvene for akkurat dette bygget.

På samme måte som i oppvarmingssesongen kan man i kjølesesongen spare energi ved å redusere kjølingen og la romtemperaturen stige når folk ikke er til stede. Man har i tillegg mulighet for “frikjøling” ved å la ventilasjonsanlegget gå for fullt i en periode om natten og kjøle ned bygningskonstruksjonen for å møte neste dags varmebølge. Her ligger et betydelig potensialet som er svært lite utnyttet i dag. Selv i døgn hvor temperaturen ute kommer opp i  26-27 oC på ettermiddagen er temperaturen vanligvis nede i 13-15 oC på etter natten.

Også oppvarming og kjøling kan til en viss grad styres etter tilstedeværelse for å spare energi. Dersom rommet står tomt på dagtid kan automatikken la romtemperaturen synke/stige en grad eller to under/over komforttemperatur, men ikke lenger enn at den relativt raskt kan bringes tilbake til komforttemperatur når det kommer folk.

 


Topp

 

Moderne reguleringsteknologi gir nye undervisningsmuligheter
Ved å benytte digital styringsteknologi (”bus”) kan man etablere en forbindelse mellom styringssystemet mellom bygningsautomatiseringssystemene (BAS) med feltbus-anleggene - og skolens  og skolens vanlige datanett (Ethernet). Derved kan elever med en vanlig PC få ”lese-adgang” til temperaturer, kWh-forbruk, CO2-nivåer mm. Dette kan så benyttes aktivt i undervisningen i miljøfag.

Fordelen med å gjøre det på denne måten er at man ikke behøver å ”plage” vaktmesteren med å låne hans PC, eller at elever må slippe til i elektriske skap etc.  
En kobling mellom datanettverk og styringsnettverk kan etableres slik at hele skolens tekniske anlegg ser ut som en WEB-side, hvor man kan ”klikke seg fram” og se på det man ønsker med en vanlig nettleser som elevene er fortrolige med fra før.

 

 


Topp