Fasadens innvirkning på innemiljø og energibruk

Transkript

1 Fasadens innvirkning på innemiljø og energibruk Arnkell Jónas Petersen Erichsen & Horgen AS M 1 Arnkell Navn: Nasjonalitet: Utdannelse: Universitet: Firma: Stilling: Arnkell Jónas Petersen Islandsk Blikkenslagermester M.Sc. Indoor Environmental Engineering Aalborg Universitet Saksbehandler, daglysberegninger, energiberegninger, inneklimasimuleringer og VVS-prosjektering M 2 Side 1 Dato

2 Oversikt Energibruk i kontorbygg Årsakene bak bygningers økte energibruk Forskjellen på virkelig og teoretisk beregnet energibruk Termisk komfort Lufttemperatur vs. operativ temperatur Kaldras og kaldrassikring Varmebalanse i et kontor Utforming av glassfasader Veileder Tetthet Strategier for energiriktig design M 3 Energibruk i kontorbygg M 4 Side 2 Dato

3 Energibruk i kontorbygg TEK07 Bygningsnettverkets energistatistikk 2004 M 5 Hvad går energien til? Hvordan kan det være at energibruket stiger, samtidig med at byggematerialer er forbedret? Hva går energien til? Bygningsnettverkets energistatistikk 2004 M 6 Side 3 Dato

4 Endret bygningsuttrykk Endringer i arkitektur er en av de vesentligste årsaker til bygningers økte energibruk. Letthet Åpenhet Transparens Resultatet er: Lettere konstruksjoner/mindre termisk masse Større andel glass i fasaden Dårlig eller ingen utvendig solskjerming M 7 Endring i fasade utforming 1 M 8 Side 4 Dato

5 Endring i fasade utforming 2 Energi, kwh/m² kjøling vent kjøling lokal Utstyr Lys Vifter Varmt forbruksvann Ventilasjon Oppvarming % av gulvareal vindu 46 % av gulvareal vindu 23 % av gulvareal vindu 10 % av gulvareal vindu Veileder for utforming av glassfasader 2007 M 9 Andre årsaker til økt energibruk Krav fra brukere, eiere og meglere om romkjøling Det er enkelt at oppfylle komfortkrav med romkjøling Kjøleenergi ikke regulert før TEK07 Økt intern varme fra utstyr Arealeffektivitet Dårlige styringsprinsipper Manglende dokumentasjon av bygningers energibruk Manglende kunnskap om at kjøling er svært energikrevende Manglende metode for dokumentasjon av energibruk til kjøling Forskjellen mellom virkelig energibruk og beregnet energibruk M 10 Side 5 Dato

6 Teoretisk vs. virkelig energibruk Dette bygget ble reist i Oslo i Og ble beregnet til å ha en teoretisk energibruk på ca165 kwh/m2 Vi mente det var lite sannsynlig at energibruken ville bli så lav, men kunne ikke dokumentere med hold i vitenskapelig underlag hvorfor. I følge energikonsulenten for bygget er energibruken 285 kwh/m². Virkelig energibruk er dermed 72 % høyere enn teoretisk beregnet energibruk. M 11 Glass et fasademateriale? M 12 Side 6 Dato

7 Selv et godt vindu er ikke bedre enn en svært dårlig vegg. M 13 M 14 Side 7 Dato

8 U-verdi glass M 15 U-verdi glass M 16 Side 8 Dato

9 U-verdi glass U=1,2 W/m 2o C U=1,4 W/m 2o C M 17 Termisk komfort M 18 Side 9 Dato

10 Termisk komfort Følgende parametere har vesentlig betydning: 1. Aktivitetsnivå 2. Bekledning 3. Lufttemperatur 4. Middelstrålingstemperaturen 5. Strålingsasymmetri 6. Den relative lufthastighet 7. Luftfuktighet M 19 Opplevd komfort Den temperatur vi opplever, og dermed definerer om vi har det komfortabelt, er sammensatt av lufttemperatur og den temperatur på flater rundt oss vektet med hvor stor del av kroppens horisont flatene opptar. Operativ temperatur er sammensatt 50/50 av luft og middelstrålingstemperatur. Arbeidsplasser som er tett på glassflater krever høyere luftemperatur for at opprettholde en bestemt operativ temperatur. Det kan dermed oppstå en situasjon hvor vi kjøler byggets kjerne og varmer opp yttersonen. M 20 Side 10 Dato

11 Nødvendig lufttemperatur Den nødvendige lufttemperatur til at opprettholde god termisk komfort vil ved glassfasader avhenge av avstanden til glassfasaden, den U-verdi og temperaturen utenfor. Ved -20 C utetemperatur og en ønsket operativ temperatur på 21,5 C vil den nødvendige lufttemperatur være som følger: U-verdi [W/m 2 C] Overflatetemperatur på glasset [ C] Nødvendig lufttemperatur [ C] 1,2 0,8 13,76 15,84 24,1 23,4 M o C Avvik mellom teori og virkelighet 21 o C Det kan synes som om komfortmodellene er mangelfulle mhp strålingsassymmetri 12 o C Bør vi straffe dårlig termisk komfort med krav til høyere lufttemperatur I beregningene? -20 o C ute M 22 Side 11 Dato

12 30? o C Avvik mellom teori og virkelighet 26 o C Operativ temperatur bør erstatte lufttemperatur ved beregning av kjøling. Alternativt kan en velge lufttemepratur som gir komfort ved dimensjonerende forhold som verdi for årsberegninger. M 23 Avvik mellom teori og virkelighet Vi har kaldras og oppvarming i fasaden Samtidig med Kjøling inne i lokalet M 24 Side 12 Dato

13 Kaldras Rute høyde [m] Ute temperatur [ C] U-verdi [W/m²K] M 25 Kaldrassikring Aktive midler: Radiator Passive midler: Lav U-verdi Begrense høyde på glassfelt Finner, karmer osv. Brystning Hindringer i luftstrømmen Ikke plasser arbeidsplasser ved vindu M 26 Side 13 Dato

14 Varmebalanse for et cellekontor M 27 Varmebalanse sommerstid Et vanlig 10 m² cellekontor, med 10 W/m² belysning og 20 W/m² utstyr, ventileres med 12 m³/hm² ved 19 C. g=0,20 g=0,02 Glassareal Solinnstråling Nødvendig kjøling Solinnstråling Nødvendig kjøling [m²] [W] [W] [W] [W] , M 28 Side 14 Dato

15 Utforming av glassfasader M 29 Erichsen & Horgen AS har på oppdrag av Enova, BE og Statsbygg klartlagt hvorledes en fasade kan best utformes. Samtidig med at dagslys og inneklima ivaretas. Hovedkonklusjonene herfra er presentert i en veileder. M 30 Side 15 Dato

16 Glassegenskaper M 31 Veileder for utforming av glassfasader 1 Innledende teori om solstråling og soltransmissjon: M 32 Side 16 Dato

17 Glassareal og dagslys M 33 Minimumsstørrelse på vindusarealer for å tilfredsstille daglyskravene i et kontorlandskap Solstråling og solskjerming Solstråling gjennom fasaden ved bruk av energiglass Solstråling gjennom fasaden ved bruk av solbeskyttende glass M 34 Side 17 Dato

18 Behovet for solskjerming 1 M 35 Maksimum total g-verdi før romkjøling må installeres for et cellekontor med klart glass i Oslo. Oversikt over viktige parametere M 36 Side 18 Dato

19 Fasadens tetthet M 37 Energibehov Energibehov som funksjon av infiltrasjon ved 2,7 m takhøyde og 10 C temperaturforskjel over klimaskjermen 3 2,5 2 n50 1,5 1 0, Energibehov [(kwh/m²)/år] M 38 Side 19 Dato

20 Tetthetsprøvning M 39 Energi Temaveiledning BE 2007 Litt til nattbordet M 40 Side 20 Dato

21 M 41 Fasadens innvirkning på innemiljø og energibruk Arnkell Jónas Petersen Erichsen & Horgen AS M 42 Side 21 Dato