Sulanapidon tehonmitoitus
Ventä, Sami (2014)
Ventä, Sami
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404104156
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404104156
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli tuottaa talotekniikka-suunnittelutoimistolle helppokäyttöiset laskentakaavat ulkoalueen sulanapitojärjestelmän tehon mitoittamiseksi. Totuudenmukaisen sulanapitojärjestelmän tehon määrittämiseksi on työssä selvitetty lämpöhäviötehojen ja lumenominaisuuksien vaikutusta tehoon. Lisäksi on esitetty omat laskukaavat tehon laskemiseksi varsinaisen lumen sulatuksen jälkeen tapahtuvan sulaveden jäätymisen estämiseksi. Laskukaavojen tuloksien oikeellisuutta oli tarkoitus tarkastella kenttämittauksissa toteutetulla vesikiertoisella alueen sulanapitokohteella, josta mitattiin toteutunut teho sekä sulatetun ja sataneen lumen ominaisuudet.
Insinöörityön teoriaosuus koostuu kolmesta osa-alueesta: Suomen sääolosuhteet, alueen sulanapito tehojen laskentakaavat ja yleisimmät alueen sulanapitojärjestelmän rakennetekniset ratkaisut, jotka perustuvat kirjallisiin lähteisiin. Kenttämittauksilla mitattiin toteutetun vesikiertoisen alueen sulanapitojärjestelmän hetkellisiä kokonaistehoja mittaamalla lämmönsiirtonesteen virtausnopeutta ja meno- sekä paluujohdon lämpötilaa. Samalla tehtiin mittauksia sulanapitopinnalla sekä sen välittömässä läheisyydessä lumen sulamisesta ja sateessa kerääntyneen lumen ominaisuuksista. Mitatuilla lumen ominaisuuksilla ja toteutetun järjestelmän häviöillä pystyttiin laskennallisesti ratkaisemaan järjestelmän kokonaisteho.
Työn tuloksena syntyi helppokäyttöiset kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaiset tehon laskentakaavat lumen lämmittämiseksi, sulattamiseksi ja sulaveden jäätymisen estämiseksi sulanapidettävällä pinnalla, sekä järjestelmän alapuolisiin rakenteisiin suuntautuvien johtumislämpöhäviötehojen ratkaisemiseksi. Alueen sulanapitojärjestelmän hyöty ja häviötehoista muodostettiin taulukkomuotoiset esitykset, joista voidaan arvioida sulanapitojärjestelmän häviö- ja hyötytehoja yleisimmin käytetyissä rakenteissa ja sääolosuhteissa. Kenttämittauksissa todennetun toteutetun alueen sulanapitojärjestelmän kokonaisteho mitatuissa lumiolosuhteissa pystyttiin ratkaisemaan laskentakaavoilla lähes saman suuruiseksi, eroa mitattuun kokonaistehoon oli 11 %.
Insinöörityön teoriaosuus koostuu kolmesta osa-alueesta: Suomen sääolosuhteet, alueen sulanapito tehojen laskentakaavat ja yleisimmät alueen sulanapitojärjestelmän rakennetekniset ratkaisut, jotka perustuvat kirjallisiin lähteisiin. Kenttämittauksilla mitattiin toteutetun vesikiertoisen alueen sulanapitojärjestelmän hetkellisiä kokonaistehoja mittaamalla lämmönsiirtonesteen virtausnopeutta ja meno- sekä paluujohdon lämpötilaa. Samalla tehtiin mittauksia sulanapitopinnalla sekä sen välittömässä läheisyydessä lumen sulamisesta ja sateessa kerääntyneen lumen ominaisuuksista. Mitatuilla lumen ominaisuuksilla ja toteutetun järjestelmän häviöillä pystyttiin laskennallisesti ratkaisemaan järjestelmän kokonaisteho.
Työn tuloksena syntyi helppokäyttöiset kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaiset tehon laskentakaavat lumen lämmittämiseksi, sulattamiseksi ja sulaveden jäätymisen estämiseksi sulanapidettävällä pinnalla, sekä järjestelmän alapuolisiin rakenteisiin suuntautuvien johtumislämpöhäviötehojen ratkaisemiseksi. Alueen sulanapitojärjestelmän hyöty ja häviötehoista muodostettiin taulukkomuotoiset esitykset, joista voidaan arvioida sulanapitojärjestelmän häviö- ja hyötytehoja yleisimmin käytetyissä rakenteissa ja sääolosuhteissa. Kenttämittauksissa todennetun toteutetun alueen sulanapitojärjestelmän kokonaisteho mitatuissa lumiolosuhteissa pystyttiin ratkaisemaan laskentakaavoilla lähes saman suuruiseksi, eroa mitattuun kokonaistehoon oli 11 %.