Evaluation of Ventilation Configurations for Icelandic Conditions
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
Ensuring healthy indoor air quality (IAQ) and preventing mold growth is critical in Icelandic residential buildings, where cold climate, airtight construction, and limited ventilation can compromise occupant well-being and building durability. At the same time, improving energy efficiency is essential, even in a country with mostly renewable energy sources. This study examines how different ventilation configurations, including natural and mechanical ones, will affect five evaluated parameters: energy consumption, IAQ, thermal comfort, mold growth, and cost. This study was conducted through a simulation approach to evaluate five ventilation configurations: No ventilation, natural ventilation, natural ventilation with night ventilation, constant air volume ventilation (CAV), and variable air volume ventilation (VAV) across three apartment types. Two simulation software were used in this study, IDA ICE and WUFI.Results showed that mechanical ventilation consistently ensured good IAQ and mitigated mold risk. The VAV systems had lower energy consumption and operational cost than the CAV system. All ventilation configurations had exhibited similar levels of thermal discomfort based on average PPD values; however, natural ventilation scenarios had more hours during the year within the acceptable thermal comfort range, based on PMV. In contrast, the absence of ventilation resulted in critically poor IAQ, and mold growth would be inevitable. Natural ventilation had varying and inconsistent IAQ and could not eliminate the risk of mold growth. The evaluation of the ventilation configurations showed clear trade-offs. Despite higher costs, mechanical ventilation, notably VAV ventilation, offered the most reliable results across all parameters. Natural ventilation may be an attractive option for its simplicity and affordability, but it’s highly dependent on occupant behavior and favorable outdoor conditions. It may still be viable in certain scenarios, but it cannot guarantee a healthy indoor environment without careful design and occupant engagement. Mechanical ventilation offers consistency, reliability, and a healthy indoor climate, balancing sustainability.
Abstract [sv]
Att säkerställa god inomhusluftkvalitet (IAQ) och förebygga mögeltillväxt är avgörande i isländska bostadshus, där kallt klimat, lufttäta konstruktioner och begränsad ventilation kan äventyra både de boendes välbefinnande och byggnadens hållbarhet. Samtidigt är det viktigt att förbättra energieffektiviteten, även i ett land där energin till största delen är förnybar. Denna studie undersöker hur olika ventilationskonfigurationer, inklusive naturliga och mekaniska, påverkar fem utvärderade parametrar: energiförbrukning, IAQ, termisk komfort, mögeltillväxt och kostnad.Studien genomfördes med en simuleringsbaserad metod för att utvärdera fem ventilationskonfigurationer: ingen ventilation, naturlig ventilation, naturlig ventilation med nattventilation, konstant luftvolymventilation (CAV) och variabel luftvolymventilation (VAV) över tre olika lägenhetstyper. Två simuleringsprogram användes i studien: IDA ICE och WUFI.Resultaten visade att mekanisk ventilation konsekvent säkerställde god IAQ och minskade risken för mögel. VAV-systemen hade lägre energiförbrukning och driftskostnad jämfört med CAV-systemet. Alla ventilationskonfigurationer uppvisade liknande nivåer av termiskt obehag baserat på genomsnittliga PPD-värden; dock hade scenarier med naturlig ventilation fler timmar under året inom det acceptabla området för termisk komfort, baserat på PMV. I kontrast ledde avsaknaden av ventilation till extremt dålig IAQ och oundviklig mögeltillväxt. Naturlig ventilation hade varierande och inkonsekvent IAQ och kunde inte eliminera risken för mögeltillväxt.Utvärderingen av ventilationskonfigurationerna visade tydliga kompromisser. Trots högre kostnader erbjöd mekanisk ventilation, särskilt VAV, de mest tillförlitliga resultaten över alla parametrar. Naturlig ventilation kan vara ett attraktivt alternativ på grund av dess enkelhet och kostnadseffektivitet, men är starkt beroende av de boendes beteende och gynnsamma utomhusförhållanden. Det kan fortfarande vara acceptabelt i vissa scenarier, men kan inte garantera en hälsosam inomhusmiljö utan noggrann design och användarengagemang. Mekanisk ventilation erbjuder konsekvens, tillförlitlighet och ett hälsosamt inomhusklimat, och balanserar hållbarhet.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 25251
Keywords [en]
IDA ICE, WUFI, Energy, IAQ, thermal comfort, mold growth, cost, CAV, VAV, natural ventilation
Keywords [sv]
IDA ICE, WUFI, energi, IAQ, termisk komfort, mögeltillväxt, kostnad, CAV, VAV, naturlig ventilation
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-364489OAI: oai:DiVA.org:kth-364489DiVA, id: diva2:1968768
Supervisors
Examiners
2025-06-132025-06-13