Teknik och forskning. | 15 maj

Självdrag eller FTX – vilken ventilation är bäst?

Samhällsutvecklingen präglas av ökad trafik, industriell tillväxt och minskade grönområden, vilket försämrar utomhusluften med partiklar och emissioner. I vissa städer blir föroreningarna så påtagliga att ansiktsmasker rekommenderas. Detta arbete undersöker hur olika bostäder i Göteborg filtrerar bort dessa partiklar med olika ventilationssystem för att säkerställa en hälsosam inomhusmiljö för framtiden.

Under de senaste åren har partikelhalten i uteluften höjts i takt med de klimatförändringar som föranleds av ökad bilism [1]. I och med ett högre antal partiklar i utomhusluften finns risken att luften människor andas i sina bostäder också är förorenad av partiklar som kunnat ta sig in. Mängden partiklar i den luft som andas kan skilja sig beroende på vilket typ av ventilationssystem, självdragssystem eller FTX-system.

Inledning
Innan arbetet utfördes diskuterades det vilka olika ventilationssystem som används i störst utsträckning. Självdragssystem och FTX-system var två av de system som oftast hittas i bostäder.

I och med att mätningarna genomfördes under vintertid har vädret fått bli en typ av begränsning då det kan variera stort från dag till dag i Göteborg.

I princip alla nya flerbostadshus installeras i dag med någon typ av luftbehandlingsaggregat [2]. Därför är det extra viktigt att mäta luftkvaliteten efter behandling av sådant aggregat. Äldre hus har i största utsträckning självdrag. En viss mängd hus har i efterhand fått frånluftsfläktar monterade för att, genom ett ökat undertryck i bostaden, öka ventilationen. Systemet går då från att vara ett självdragsystem till ett frånluftssystem.

Undersökningen som utfördes i detta arbete undersökte enbart självdragssystem då dessa system släpper in utomhusluften in i rummet och inte behandlas i något aggregat och därmed är mest ”olik” ett FTX-system. Eftersom det är just skillnaden mellan olika ventilationssystem som arbetet bygger på var det mest givande att mäta mellan de system som är mest olika.

För att uppnå ett bra resultat kontaktades Familjebostäder som äger och förvaltar lägenheter i större delar av centrala Göteborg för att få tillgång till utrymmen och lägenheter i dessa hus. Med hjälp av Familjebostäder har fältstudier kunnat göras och det har gett en bild av hur luftkvaliteten är beroende på ventilationssystem samt närhet till motorväg kontra grönområde.

Genomförande
I genomförandet har Adam Emretsson varit delaktig med sin kunskap och hjälpt till med tillvägagångssätt samt tankar kring ventilationssystem och påverkan på mätdata. Han arbetar för Ingenjörsbyrån Andersson & Hultmark.

För att kunna dra slutsats kring hur olika ventilationssystem påverkar hälsan hos de människor som vistas i bostäder krävs en undersökning på plats.

Familjebostäder har bistått med mycket hjälp för genomförandet genom att göra det möjligt för mätningar i olika bostäder samt att arbetet givits tillgång till diverse dokument gällande hur ventilationen fungerar på plats.

De mätningar som genomförts har kunnat utföras med stor hjälp av institutionen för installationsteknik på Chalmers där Anders Trüchel och Håkan Larsson har kunnat bistå med stor kunskap kring mätinstrument och metoder.

Mätningarna genomfördes i både bostäder med självdragsystem och FTX-ventilation. Här mättes halten av koldioxid inomhus och utomhus, temperatur inomhus och utomhus samt även partiklar inomhus och utomhus.

Begränsningar
Arbetet stötte på olika typer av begränsningar. Det har fått ske på ett så väl fungerande sätt som möjligt under den begränsade tid som fanns. I ett idealt fall hade mätningarna gärna gjorts under flera dagar i rad i helt tomma lägenheter.

Arbetet har även begränsat sig då mätningar inte kunnat utföras i självdragsventilation och FTX-ventilation samtidigt, på de platser där husen legat intill varandra, då vi inte haft utrusning för att klara det.

Arbetet har även fått avgränsa de flesta typer av gaser, förutom koldioxid. Detta för att mätutrustning för denna typ av mätning inte har funnits tillgänglig. Under mätning har vi även begränsat oss för att kunna mäta ventilationsflöden i självdragsventilation och enbart kunnat få flöden i FTX-ventilation.

 

I och med att mätningarna genomfördes under vintertid har vädret fått bli en typ av begränsning då det kan variera stort från dag till dag i Göteborg. Övriga ventilationstyper har valts att bortse ifrån då det är skillnaden mellan obehandlad och behandlad inomhusluft som varit intressant. I arbetet har inte energikostnaderna varit något som behandlats då detta hade varit en komplex del.

Metod
För att kunna dra slutsats kring hur olika ventilationssystem påverkar hälsan hos de människor som vistas i bostäder krävs en undersökning på plats. Detta genomfördes under vintern 2022–23 för att få en trovärdig bild av hur partiklar och föroreningar sprids in i bostäder i Göteborg.

När en bostad ventileras med ett självdragssystem tas luften in genom en ventil i väggen och blandas då med den redan uppvärmda luften i rummet.

Områdesbeskrivning
De områden som valts för mätningarna är Gårda, Krokslätt och Kungsladugård. Dessa områden är tätt bebyggda och att trafiken varierar. När diskussion med Familjebostäder skedde om var mätningar kunde göras minskade urvalet snabbt.

Anledningar till att urvalet minskade var att i vissa områden fanns inga bovärdar som kunde hjälpa till. I andra områden fanns inte de specifika system som skulle mätas där de yttre parametrarna var snarlika.

Problematiken som finns är att det ligger äldre hus i dessa stadsdelar. Äldre hus är oftast ventilerade med självdrag och därmed riskeras en sämre termisk komfort samt sämre kvalitet på luften. De äldre landshövdingshusen som finns i de olika stadsdelarna tenderar att få sämre ventilation på sommaren med inomhustemperaturer som kan bli väldigt höga. Dessutom skapar tryckskillnaden i huset minst tryck längst upp, de bostäder som ligger placerade längst upp i husen tenderar att ha en upplevelse av att luften står till under sommaren.

Mätinstrument
För att kunna mäta antalet partiklar har en PSI P-Trak modell 8525 använts. När denna maskin mäter partikelhalterna suger den in partiklarna genom sin Ultrafine Particle Counter där antalet partiklar räknas [3]. Storleken på de uppmätta partiklarna varierar mellan 0,02 och 1 mikrometer.

När den relativa fuktigheten (RF), temperaturer (°C) samt koldioxidhalt (PPM) ska tas fram har Testo 440 tillsammans med en handhållen givare använts [4]. Denna maskin och givare tar fram den information som söks genom att placeras eller hålla i handen på det ställe där det finns intresse av ovanstående värden. När värdena har stabiliserats och ingen ytterligare förändring sker pausas den med ett knapptryck och kan enkelt läsas av.

För mätning av luftflöden har Swema Air 3000 & Swema Flow 6500 använts. Dessa tillsammans bildar en fyrkantig kona i tyg som har sensorer som mäter hastigheten och utefter den givna arean i konen beräknar fram luftflödet i l/s och presenterar det i instrumentet Swema Air 3000.

För att få ett bra och trovärdigt luftflöde sätts den kloss an antingen tilluftsdonet eller frånluftsdonet.

Tillvägagångssätt på mätning
Mätningarna har utförts för att få genomsnittsvärden. För att åstadkomma detta har mätningen gjorts under 30 minuter i varje lägenhet där instrumenten har fått logga de värden som finns i lägenheten.

Instrumenten har varit placerade strategiskt vid frånluftsdon i de lägenheter som varit utrustade med dessa. Under mätning har vi som utfört mätningen inte varit i samma utrymme. Däremot har de personer som bott i bostäderna i vissa fall varit i samma utrymme där mätningen skett.

Resultat
I denna del visas resultat från fältmätningar. Resultaten som visas är koldioxidhalt [ppm/10], partikelmängd [pt/cm³/1 000], temperatur [°C] samt RF [%].

Enheten för partikelmängden är pt/cm³ men delad i 1 000 för att korrelera bra med övriga värden i diagrammet. Koldioxidhalten är reviderad från ppm till ppm/10 för att kunna få ett mer överskådligt diagram.

För att bestämma den absoluta fuktigheten har tabellvärden för mättnadsånghalt använts och multiplicerats med RF. Detta jämförs sedan med riktvärden från Folkhälsomyndigheten.

Felkällor
Under fältmätningarna dök det upp oväntade problem som inte gick att styra över men som påverkat resultatet.

Snöstorm: Under en av dagarna som mätning utfördes rådde det snökaos i Göteborg. Det är något vi misstänker kan påverka resultatet då partiklar i uteluften fastnar i snöflingor och snö.

Oönskad aktivitet: I tre av lägenheterna där mätning utfördes fanns människor på plats under mätningen. Detta har också påverkat resultatet.

Värmeljus: I en av lägenheterna där mätning utfördes fanns levande ljus som var tända. Detta har påverkat resultatet.

Diskussion
I resultaten går det att utläsa partikelhalterna inomhus. Det som kan läsas ut är att lägenheterna med FTX-system i samma område varierar mycket i partikelhalt trots att förutsättningarna var desamma.

Dock varierade en sak – i den ena lägenheten hade den boende två små värmeljus tända samtidigt som mätningarna pågick. I lägenheten på Majstångsgatan 3 var partikelhalten ungefär 20 gånger högre än på Kennedygatan 4. Partikelhalterna var 20 940 pt/cm³ respektive 1 033 pt/cm³.

Vi misstänker att sotet från de levande ljusen är det som ger upphov till ökningen av partiklar då värmeljus kan generera mycket partiklar [5]. Men eftersom ingen mätning gjordes utan att släcka ljusen är det svårt att säga att den ökade partikelhalten enbart beror på de levande ljusen.

Utöver partiklarna visas andra skillnader i data från de mätningar som gjorts. Uppmätt data indikerar att i lägenheterna med FTX-system är RF generellt sett lägre än självdragssystemen när de andra faktorerna varit snarlika.

Anledningen till att luften som behandlats av ett FTX-system har en lägre RF beror på att utomhusluften under fältmätningarna varit mellan 0 °C och 5 °C. Aggregatet har då värmt luften för en behaglig inomhustemperatur och RF minskar.

När luft värms minskar RF eftersom luftens fuktinnehåll är den samma medan den varma luftens absoluta fuktighet ökar [6].

I alla bostäder var inomhustemperaturen cirka 20 °C vilket innebär att all luft har samma absoluta fuktighet oavsett vilket ventilationssystem.

När en bostad ventileras med ett självdragssystem tas luften in genom en ventil i väggen och blandas då med den redan uppvärmda luften i rummet.

När resultatet granskas ger det bilden att FTX-system är bättre på att rensa bort partiklar än vad ett självdrag är. Detta avviker dock på Strandridaregatan 8B då det också har en väldigt låg partikelhalt trots självdragssystemet.

En potentiell anledning till detta har kunnat vara att denna lägenhet stått tom dagarna före mätning.

Artikelförfattare: Philip Lifjorden, högskoleingenjör/vvs-ingenjör, Chalmers tekniska högskola,  och Johan Hansson, högskoleingenjör/vvs-ingenjör, Andersson & Hultmark. Kontakt: philip.lifjorden@aohab.se och johan.hansson@aohab.se