Fasadens innvirkning på innemiljø og energibruk Ida Bryn Erichsen & Horgen AS M 1
Hvad solskind er for det sorte muld er sand oplysning for muldets frende. Grundtvig M 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 Strategier for energiriktig design Tiltak mot kjøling Passive tiltak mot oppvarming Tetthet Utforming av glassfasader Veileder M 3
Energibruk i kontorbygg TEK07 Bygningsnettverkets energistatistikk 2004 M 4
Hva går energien til? Hvordan kan det være at energibruket stiger, samtidig med at byggematerialer er forbedret? Hva går energien til? Bygningsnettverkets energistatistikk 2004 M 5
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 Lokal kjøling M 6
Endring i fasade utforming M 7
Endring i fasade utforming Energi, kwh/m² 200 180 160 140 120 100 80 kjøling vent kjøling lokal Utstyr Lys Vifter Varmt forbruksvann Ventilasjon Oppvarming 60 40 20 0 68 % av gulvareal vindu 46 % av gulvareal vindu 23 % av gulvareal vindu 10 % av gulvareal vindu Veileder for utforming av glassfasader 2007 M 8
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 M 9
Bullimi I + + T set =20 T set =24 T=22 M 10
Enda flere årsaker til økt energibruk Manglende dokumentasjon av bygningers virkelige 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 11
Teoretisk vs. virkelig energibruk Dette bygget ble reist i Oslo i 2002. 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 12
Glass et fasademateriale? M 13
M 14 www.politiken.dk
Selv et godt vindu er ikke bedre enn en svært dårlig vegg. M 15
Og svært mange vinduer er ikke gode. M 16
Dokumenterer vi for lite? feil? Mangler vi kunnskap om: beregninger? målinger? Eller er vi rett og slett uten holdninger? M 17
U-verdi glass M 18
U-verdi glass M 19
U-verdi glass U=1,2 W/m 2o C U=1,4 W/m 2o C M 20
Termisk komfort M 21
Termisk komfort Følgende parametere har vesentlig betydning: 1. Aktivitetsnivå 2. Bekledning 3. Lufttemperatur 4. Middelstrålingstemperaturen 5. Strålingsasymmetri 6. Den relative lufthastighet 7. Luftfuktighet M 22
Termisk komfort Den temperatur vi opplever, og dermed definerer om vi har det komfortabelt, er et gjennomsnitt av lufttemperatur og den gjennomsnittlige temperatur på flater rundt oss vektet med hvor stor del av kroppens horisont flatene opptar. 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 23
Avvik mellom teori og virkelighet 18 o C 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 24
Termisk komfort 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 Overflatetemperatur på glasset Nødvendig lufttemperatur [W/m 2 C] [ C] [ C] 1,2 13,76 24,1 0,8 15,84 23,4 M 25
Termisk komfort Operativ temperatur bør erstatte lufttemperatur ved beregning av oppvarming. Alternativt kan en velge lufttemepratur som gir komfort ved dimensjonerende forhold som verdi for årsberegninger. M 26
Bullimi II Vi har kaldras og oppvarming i fasaden Samtidig med Kjøling inne i lokalet M 27
Bullimi I & II Hvilken konsekvens har dette for bygningers virkelige energibruk? M 28
Avvik mellom teori og virkelighet 30? o C 26 o C M 29
Operativ temperatur i sola? 35,00 Temperaturer i sørvendt kontor på SIEMENS Linderud 12.09.00 Sol, Innvendige persienner med lamellvinkel 45 o 30,00 25,00 Temperatur, C 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Romtemperatur Tilluftstemperatur Utetemperatur Operativ temperatur i sol (arbeidsplass) Operativ temperatur i skygge 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tid, h M 30
Operativ temperatur i sola? 35,00 Temperaturer i sørvendt kontor på SIEMENS Linderud 12.08.00, Sol, Ingen solskjerming 30,00 25,00 M 31 Temperatur, C 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Romtemperatur Tillufttemperatur Utetemperatur Operativ temperatur sol (arbeidsplass) Operativ temperatur skygge 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tid,h
Operativ temperatur i sola? Temperatur C 33,0 32,0 31,0 30,0 29,0 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 Operativ temperatur i solen Operativ temperatur i skyggen 0 10 20 30 40 50 60 70 Direkte soltransmisjon gjennom glass og evt solskjerming M 32
Avvik mellom teori og virkelighet 30? o C 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 33
POSH? M 34
Anbefalinger M 35
Anbefalinger Lag bygg uten behov for: Lokal romoppvarming Lokal kjøling M 36
Varmebalanse for et cellekontor M 37
Tykt skydekke Energibalanse- Vårdag Utvendig solskjerming Innvendig solskjerming Ingen solskjerming Sol 0 50 248 495 Personvarme 80 80 80 80 PC 40 40 40 40 Lys 60 60 60 60 Sum tilskudd 180 230 428 675 Ventilasjon 198 198 198 198 Transmisjon 50 50 50 50 Infiltrasjon 11 11 11 11 Sum tap 258 258 258 258 Rombalanse -78-29 169 417 M 38
Termisk komfort Rute høyde [m] Ute temperatur [ C] U-verdi [W/m²K] M 39
Kaldrassikring Aktive midler: Radiator Passive midler: Lav U-verdi Begrense høyde på glassfelt Brystning Finner, karmer osv. Hindringer i luftstrømmen Ikke plasser arbeidsplasser ved vindu M 40
Fasadens tetthet M 41
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 0,5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Energibehov [(kwh/m²)/år] M 42
Tetthetsprøvning M 43 Energi Temaveiledning BE 2007
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 44
Fasadeegenskaper M 45
Veileder for utforming av glassfasader 1 Innledende teori om solstråling og soltransmissjon: M 46
Glassareal og dagslys M 47 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 48
Behovet for solskjerming 1 M 49 Maksimum total g-verdi før romkjøling må installeres for et cellekontor med klart glass i Oslo.
Fasader i bygg Som holder hva vi lover Nytt stort FOU prosjekt: Initiativ sammen med glass og fasadeforeningen Bl.a finansiert av forskningsrådet M 50
Litt til nattbordet M 51
www.be.no M 52
Fasadens innvirkning på innemiljø og energibruk Ida Bryn Erichsen & Horgen AS M 53