This project discusses the effect of reducing the amount of fresh air supplied mechanically to a typical Swedish house, remaining constant the amount of air removed from the building. The new ventilation technique studied through this project is used by the so-called FtX ventilation systems, whose main difference comparing to FTX ones is that the supply airflow rate is reduced. This reduction of the supply airflow rate is simulated by means of commercial software called IDA Indoor Climate and Energy, which provides the energy consumption in the dwelling so as the temperature in the building and the different airflows. Firstly, the model of the house is built in IDA taking into account the regulations established by the Swedish Building Code and the materials and size of a typical construction in Scandinavian region. The building is located in Bromma, near Stockholm. The reason to situate the building in this place is that IDA ́s database contains the meteorological data registered in this location during a whole year, so yearly simulations can be carried out using real meteorological data. After simulating every model, results are gathered and compared. On the one hand, an energy study is carried out for a whole year in order to determine the optimal quotient between the supply airflow rate and the exhaust airflow rate which minimizes the energy consumption. This study indicates that when the supply airflow rate is 0.95 times the exhaust airflow rate, the energy consumed by the building is minimal. On the other hand, an economical study is done. To calculate the economical cost of the energy purchased by the building, the tariffs of a company which sells district heating and electricity in Stockholm are used. Considering these data and the energy consumption for the whole year, it is calculated the economical cost in each case. The optimal ventilation rate, in monetary terms, is (Qs/Qe) ≅0.9. In this case, the energy cost amounts to 13,880 SEK.

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Licentiatavhandling (sammanfattning) Stockholm : Tekniska högskolan, 2005. / Härtill 3 uppsatser.

Thèse (M.Sc. )--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Thesis (doctoral)--Kungl. Tekniska högskolan, 1996.

L’instabilité de la ventilation est un phénomène connu chez l’homme. Elle était jusqu’à présent observée chez l’homme sain en altitude et chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque (IC) et de syndrome d’apnées du sommeil (SAS), d’origine centrale, obstructive ou mixte, le plus souvent pendant le sommeil. Une analyse spectrale rétrospective de tests d’effort en hypoxie a mis à jour une instabilité ventilatoire lorsque le système de contrôle de la ventilation est soumis à une double contrainte, physiologique (exercice modéré) et environnemental (hypoxie simulant une altitude de 2000 à 4800 m d’altitude). Des protocoles prospectifs ont corrélé positivement l’amplitude de ces oscillations de la ventilation au débit cardiaque (Q̇c) et au niveau de ventilation (V̇E), tandis que la période est raccourcie lorsque V̇E et Q̇c augmentent. À l’opposé d’une période des apnées d’environ 1 minute chez les patients IC et SAS, nos observations ont permis de mesurer la période des oscillations ventilatoires à l’exercice et en hypoxie entre 11 et 12 secondes. Les sujets montrant une plus forte réponse ventilatoire à l’hypoxie et une sensibilité plus élevée au CO₂ exhibent une plus grande instabilité ventilatoire. L’hyperoxie et l’hypercapnie ont des effets opposés : alors que l’inhalation d’O₂ ne modifie pas la stabilité du système (vs normoxie), l’hypercapnie hyperoxique exacerbe le phénomène oscillatoire. Un traitement pharmacologique par acétazolamide (ACZ) améliore la stabilité ventilatoire, appuyant ainsi, en regard des données précédentes, le rôle central des chémorécepteurs périphériques dans la survenue des oscillations de la ventilation. Un modèle mathématique du contrôle de la ventilation intégrant, parmi de nombreux paramètres cardiorespiratoires, les sensibilités à l’O₂ et au CO₂, et les interactions périphérique-central, confirme l’implication du niveau d’hypoxie et du délai de convection sanguine entre les poumons et les chémorécepteurs périphériques dans la période des oscillations. Il souligne également le rôle potentiel de l’espace mort dans la survenue de l’instabilité respiratoire. / Breathing instability is a well-known phenomenon in human. Until now, it was observed in healthy subjects at altitude et in patients suffering from chronic heart failure (CHF) or sleep apnea syndrome (SAS), central, obstructive or mixed, mostly during sleep. A retrospective spectral analysis of standard hypoxic exercise test evidenced a ventilatory instability when the control system is submitted to a double stress, physiological (moderate exercise) and environmental (hypoxia, from 2000 to 4800m simulated altitudes). Prospective analyses positively correlated magnitude of the ventilatory oscillations to cardiac output (Q̇c) and ventilation (V̇E), whereas their period is shortened with increasing V̇E and Q̇c. Unlike the one-minute period apneas in CHF and SAS patients, we observed a much shorter period at exercise in hypoxia, between 11 and 12 seconds. Subjects with a higher ventilatory response to hypoxia and a greater sensitivity to CO₂ showed a deeper breathing instability. Hyperoxia and hypercapnia have opposite effects : O₂ inhalation does not alter the system stability, hypercapnia enhances the oscillatory phenomenon. A pharmacological treatment by acetazolamide (ACZ) improves breathing stability, supporting a major role of peripheral chemoreceptors in the genesis of ventilatory oscillations. A mathematical model of ventilation control including, among numerous cardiorespiratory parameters, sensibilities to O₂ and CO₂, peripheral-central interactions, confirms the contribution of hypoxia level and the delay of blood convection between lungs and peripheral chemoreceptors in the oscillations period. It also highlights a potential role of dead space in the onset of breathing instability.

Fréquemment, les patients traités par ventilation mécanique développent des lésions pulmonaires graves pouvant entraîner une hypoxie ou dans le pire des cas une défaillance multisystémique. Cette thèse étudie sur un modèle animal la dynamique des déformations bronchiques et alvéolaires d'un poumon ventilé en pression positive, à l'état normal et après induction d'un œdème pulmonaire de perméabilité. A l'aide d'une technique d'imagerie en contraste de phase utilisant une source de rayon x synchrotron, des phénomènes de collapsus et de réaération alvéolaire ont été identifiées comme se produisant à des intervalles de temps court et malgré un mode ventilatoire à pression contrôlée. Nos résultats montrent que l'application d'une pression de fin d'expiration permet de réduire mais n'annihile pas les instabilités pulmonaires. Afin de tester différentes hypothèses mécanistiques, un modèle mathématique de la mécanique respiratoire saine et lésée a été implémenté dans une structure bronchique morphologiquement réaliste. Les résultats de cette simulation numérique suggèrent que le recrutement cyclique des alvéoles pulmonaires pourrait être dus à la conjonction de deux phénomènes : 1) le collapsus et la réaération sont des phénomènes dynamiques; 2) les alvéoles pulmonaires interagissent mécaniquement entre elles. Le comportement à court et à long terme du modèle exhibe une bonne corrélation avec les données expérimentales lorsque ces deux conditions sont réunies. Ce modèle représente un outil de simulation intéressant pour mettre au point et tester de nouveaux protocoles de ventilation mécanique, permettant de minimiser les phénomènes de recrutement cyclique des alvéoles pulmonaires / Patients treated with mechanical ventilation are exposed to lung damage leading to hypoxia or in the worst case multi organ failure. Using x-ray phase contrast synchrotron imaging of an animal model, we study the pulmonary micro-mechanic of the damage parenchyma. The relevance of the study lies in the characterisation of the dynamic of the alveoli and bronchi mechanic under constant pressure control ventilation. Thus, extent and magnitude of potential inflammatory regions were reported based on lung recruitment and derecruitment maps on each CT slice. It appears that lung instabilities remain non negligible despite the addition of a positive end expiratory pressure, which may explain the ineffectiveness of current protective ventilation protocols in intensive care units. One probable assumption is to consider one alveolus structural alteration as a consequence of shared stresses through the surrounding network of neighbouring alveoli. To support this hypothesis, a mathematical model mimicking injured lung ventilation was implemented in a realistic airway tree. The model short and long term behaviour shows a good correlation with experimental data, and provides a useful tool to evaluate new ventilation protocols

Uncontrolled recirculation of mine air is considered a hazard because it can result in excessive dust and objectionable gas levels. Smoke and gas from a mine fire can also be carried back into the fresh intake air. Recirculation is prohibited by most mining legislations and there is prejudice against its use. Recent experiments in Britain and South Africa have shown that recirculation of mine air can be safely implemented using suitable monitoring instruments. Controlled recirculation of air offers several advantages and shows potential for maintaining the quality of the mine air whilst also reducing heating and ventilation costs in many Canadian mines. The thesis reviews the work to date and outlines proposals for future applications of controlled recirculation in Canada. Particular problems of gas pollutants dilution, removal mechanisms and dust sedimentation and filtration are explained. A field survey at Sherritt Gordon Ruttan operation to study pollutant concentrations and trends is presented. Finally, monitoring and instrumentation requirements as well as economics of recirculation are examined. / Applied Science, Faculty of / Mining Engineering, Keevil Institute of / Graduate

published_or_final_version / abstract / toc / Mechanical Engineering / Master / Master of Philosophy