«Fasader i glass som holder hva vi lover» Energiligaen 11.april Line Røseth Karlsen Stipendiat

Transkript

1 «Fasader i glass som holder hva vi lover» Energiligaen 11.april 2013 Line Røseth Karlsen Stipendiat

2 Hva er «Fasader i glass som holder hva vi lover»? FoU prosjekt ledet av Ida Bryn v/erichsen & Horgen AS Finansiert av Forskningsrådet Hensikt å fremskaffe dokumentasjonsmetoder som bidrar til at man oppnår riktig bruk av glass og redusert energibruk i bygg. Referansegruppemedlemmer: Erichsen & Horgen AS Glass og fasade foreningen Bøckmann Saint-Gobain Solskjermingsgruppen Sapa Omega termografering AS Entra Avantor Høgskolen i Oslo og Akershus Nytt Østfold sykehus Energiligaen 11.april

3 Bakgrunn for prosjektet Tall fra ENOVA i 2005 viste at forholdsvis nye kontorbygg hadde høyere energibruk enn eldre. Årsak ikke entydig dokumentert Energibruk kontorbygg Mulige bidragsytere til høyt energibruk: Betydelig mengder glass i nyere arkitektur Persontetthet og bruk av teknisk utstyr har økt økt kjølebehov Økt krav til termisk komfort For enkle beregningsmetoder benyttes i en designfase kwh/m før etter 1997 Bygningsår Figur 1: Temperaturkorrigert energibruk for kontorbygg (Enova, 2006) Energiligaen 11.april

4 Eksempler på dagens kontorbygg Glass bygg Nye lavenergibygg Figur 2: Foto glassbygg: Trond Eggelund (Sprenger, 2007), Illustrasjon lavenergibygg: Dyrvik Arkitekter AS (Bjerkansmo, 2011), Foto lavenergibygg: Einar H. Lundøe (alt. arkittektur, 2010) Energiligaen 11.april

5 Fokusområder for «Fasader i glass som holder hva vi lover?» Aspekter som har behov for bedre dokumentasjonsmetoder: Kravspesifikasjon for fasader Kaldras Dagslys Termisk komfort i rom Konsekvenser regulering energibruk Energiligaen 11.april

6 Dagslys og energi Ved utstrakt bruk av glass i fasaden er det vanlig å hevde at det gir gode dagslysforhold og redusert energi til kunstig belysning ved bruk av dagslysstyring. Ikke nødvendigvis sant pga. stor forekomst av blending Figur 3: Illustrasjon av sannsynlig situasjon når blending forekommer. (Public Works and Government Services Canada, 2011) Energiligaen 11.april

7 Blending Blending er blitt et større problem de senere årene pga. utstrakt bruk av PC. Stor sannsynlighet for at et vindu er en del av synsfeltet, spesielt i glassbygninger og i åpent landskap. Unngåelse av blending er vesentlig for visuell komfort Figur 4: Hovedforskjell på synsretning med papirbasert arbeid og PC arbeid (Bülow-Hübe, 2008). Energiligaen 11.april

8 Solskjerming Hovedfunksjoner (Dubois and Blomsterberg, 2011, Bryn, 2000): Unngå overtemperaturer Unngå blending Figur 5: Illustrasjon (Public Works and Government Services Canada, 2011) Energiligaen 11.april

9 Mangel på helhetlig tenking i en designprosess Dagslys spesialist Antakelse: Dynamisk solskjerming aldri i bruk pga. evaluering under overskyet himmel Termisk komfort spesialist: Antakelse: Dynamisk solskjerming er eksempelvis i bruk 30 % av driftstiden. Bygningsmodell Energiligaen 11.april

10 Behov for integrert design Termisk komfort Glassareal og -karakteristikk Dagslys VVS-kontroll Solskjerming Lyskontroll VVS-systemer Solskjermingkontroll Visuell komfort Kunstig belysning Energibruk Brukeratferd Fysisk system Kontrollsystem Brukerkomfort Passiv teknologi Figur 6: Illustrasjon av aspekter og koblinger som bør inngå i en integrert design. Energiligaen 11.april

11 Steg for å integrere dagslys med termisk komfort og energibruk design Klima-basert modellering Flere forslag til klima-baserte dagslysmål er utviklet (Nabil and Mardaljevic, 2005, Rogers and Goldman, 2006, Saxena et al., 2010, Reinhart et al., 2006) Behov for å sette normgivende grenseverdier og få de implementert i bygningsreglement og forskrifter. Strømlinje prosessen med å koble dagslyssimuleringer og termisk komfort- og energi simuleringer. Konsistent design Energiligaen 11.april

12 Termisk komfort I følge varmebalansemodellen er det seks hovedparametere som påvirker termisk komfort: Lufttemperatur Midlere strålingstemperatur Lufthastighet Luftfuktighet Bekledning Aktivitetsnivå Forenkling er f.eks. å anta at midlere strålingstemperatur er lik med romlufttemperaturen ved beregning av termisk komfort (Atmaca et al., 2007). Midlere strålingstemperatur signifikant faktor for termisk komfort for bygninger utsatt for sterk solinnstråling (Atmaca et al., 2007, Tzempelikos et al., 2010a). Direkte solinnstråling neglisjeres i dagens beregningspraksis Energiligaen 11.april

13 Termisk komfort Dagens praksis er å beregne en gjennomsnittlig temperatur for et rom. I realiteten er det variasjoner. Studie av ensonemodell ved sommerforhold Simuleringer i IDA ICE 4.2 Innvendig solavskjerming g-vindu τ-vindu g-system τ-system 0,36 0,33 0,23 0,05 Tabell 1: Beregningsforutsetninger for vindu og solavskjerming Figur 7: Modell av studert cellekontor Energiligaen 11.april

14 Termisk komfort Figur 8: Resultater fra studie av temperaturvariasjoner innover i et cellekontor ved sommerforhold. Energiligaen 11.april

15 Termisk komfort Målinger gjennomført kontor Oslo 59N10E Operativ temperatur i sol og skygge 29,00 27,00 Temperatur [ C] 25,00 23,00 21,00 19,00 Op_Sol Op_Skygge Luft 17,00 15,00 Figur 9: Modell av teamkontor. Ingen solskjerming er i bruk. Tid [dato, time] Figur 10: Resultater fra målinger i teamkontor. Rød graf= målepunkter i skygge, blå graf= målepunkter utsatt for sol, grønn graf= lufttemperatur Energiligaen 11.april

16 Resultater fra «Fasader i glass som holder hva vi lover?» Kravspesifikasjon for fasader Forslag til kravspesifikasjon for fasader i forhold til tetthet, u-verdier, kuldebroer og solskjerming. Kaldras Det er arbeidet med en veileder for dokumentasjon av kaldras og passive metoder for å unngå kaldras. Dagslys Avdekket behov for forbedret dagslysdesign Klima-basert dagslys design Bedre integrering med termisk komfort- og energibruk simuleringer Termisk komfort i rom Avdekket behov for forbedret metode for å dokumentere termisk komfort ved fasade Studier av variasjoner av termisk komfort i rommet med ulike solskjerminger Studier av effekt av direkte sol Konsekvenser regulering energibruk Plassering av sensor får stor betydning for resulterende komfort og energibruk i rom Energiligaen 11.april

17 Referanser ALT. ARKITTEKTUR, A FutureBuilt - NSB Kompetansesenter. Available: [Accessed ]. ALZOUBI, H. H. & AL-ZOUBI, A. H Assessment of building facade performance in terms of daylighting and the associated energy consumption in architectural spaces: Vertical and horizontal shading devices for southern exposure facades. Energy Conversion and Management, 51, ATMACA, I., KAYNAKLI, O. & YIGIT, A Effects of radiant temperature on thermal comfort. Building and Environment, 42, BJERKANSMO, J Hærens ledelsesbygg! Available: [Accessed ]. BRYN, I Byggdetaljer Solskjerming. Byggforskserien SINTEF Byggforsk Kunnskapssenter. BÜLOW-HÜBE, H Daylight in glazed office buildings, A comparative study of daylight availability, luminance and illumince distribution for an office room with three different glass areas. Lund, Sweden: Lund University, Faculty of Engineering, LTH. DUBOIS, M.-C. & BLOMSTERBERG, Å Energy saving potential and strategies for electric lighting in future North European, low energy office buildings: A literature review. Energy and Buildings, 43, ENOVA Bygningsnettverkets energistatistikk Bygningsnettverkets energistatistikk. Trondheim. NABIL, A. & MARDALJEVIC, J Useful daylight illuminance: a new paradigm for assessing daylight in buildings. Lighting Research and Technology, 37, REINHART, C. F., MARDALJEVIC, J. & ROGERS, Z Dynamic daylight performance metrics for sustainable building design. Leukos, 3, ROGERS, Z. & GOLDMAN, D Daylighting metric development using daylight autonomy calculations in the sensor placement optimization tool. In: PORTER, J. (ed.). Boulder, Colorado, USA. SAXENA, M., HESCHONG, L., VAN DEN WYMELENBERG, K., WAYLAND, S. & ANALYTICS, I. P. 61 Flavors of daylight. ACEEE Summer Study 2010 on Energy Efficiency in Buildings, 2010 Asilomar, CA, USA. SPRENGER, M Nye bygg er energiverstinger. Available: [Accessed ]. TZEMPELIKOS, A., BESSOUDO, M., ATHIENITIS, A. K. & ZMEUREANU, R Indoor thermal environmental conditions near glazed facades with shading devices - Part II: Thermal comfort simulation and impact of glazing and shading properties. Building and Environment, 45, Energiligaen 11.april

18 Takk for oppmerksomheten. Spørsmål?