Fasader i glass Som holder hva vi lover
Fasader i glass Som holder hva vi lover Forskningsrådet Glass og Fasadeforeningen SAPA, St Gobain, Solskjermingsgruppen, Entra, Avantor, Omega Termografering, HIOA, Nytt Østfoldsykehus
Bakgrunn ved prosjektsart (beskrivelse 2008, start og stopp 2009, restart 2011) Mye glass i kontorbygg Høyt energibruk både til varme og kjøling Stort avvik mellom teoretisk beregnet og virkelig energibruk i bygg Liten kunnskap om faktiske verdier på viktige parametere som U-verdier Tetthet Kuldebroer Solskjerming I glassfasader Mangelfull kunnskap om termisk komfort og dens variasjon i rommet Mangelfull metode for dokumentasjon av dagslys Energiberegninger ivaretar ikke god termisk komfort og dagslysforhold
Bakgrunn idag 2014 Rask utvikling innen energikrav og fokus på energi: Skjerpede forskriftskrav 2007 og 2010 Er på vei mot passivhusstandard som forskriftskrav i 2015 Mange byggeiere ønsker å bygge etter de strengeste krav som f.eks passivhusstandard og energimerke A Innføring av BREEAM har forsterket denne trenden Relativt sett lite fokus på inneklima Bilde: futurebuilt hemmesidje
Bakgrunn idag 2014 Har ført til: Utstrakt bruk av vinduer med U= 0,8 W/m 2o C Mindre glassareal Mulig dårlige dagslysforhold Fortsatt avvik mellom teoretisk beregnet og målt energibruk, målt oftest høyere enn beregnet Kan det bl.a skyldes: Mangelfull kunnskap om termisk komfort og dens variasjon i rommet Mangelfull metode for dokumentasjon av dagslys Energiberegninger ivaretar ikke god termisk komfort og dagslysforhold? Bilde: futurebuilt hemmesidje
Mål 1.Bringe frem kunnskap om fasader slik at vi kan bygge de gode fasadene vi vil ha. 2.Beskrive fasader på en slik måte at vi får det vi ønsker. 3.Utvikle kunnskap om sammenheng mellom teoretiske og virkelige verdier og beskrivelser av termiske egenskaper for fasader. 4.Utvikle og ta i bruk metoder for å kontrollere de ønskede funksjoner til fasader mht. komfort og energi for alle faser av prosjektet, også det ferdige bygget.
Veiledere TETTHET PROBLEMATIKK KNYTET TIL GLASSFASADER KULDEBROER PROBLEMATIKK KNYTTET TIL GLASSFASADER SOLSKJERMING UTGIS SAMMEN MED MAGASINET GLASS OG FASADE ILA ÅRET
Veileder tetthet
Veileder tetthet
Veileder tetthet
Veileder tetthet Når et vindu i klasse 4 kan lekke < 3 m³/m²h ved 100 Pa, så kan det omregnes til < 10 m³/m²h ved 600 Pa som kan sammenlignes med en glassfasade i klasse A4 som bare lekker < 1,5 m³/m²h ved 600 Pa.
Veileder tetthet
Veileder tetthet Hvor skjer lekkasjene og hva må vi stille krav til?
Veileder tetthet Testing av prefabrikerte elementer i laboratorie:
Veileder tetthet Lekkasjemåling på byggeplass av ferdig monterte elementer
Veileder tetthet Beskrivelse av tiltak mot lekkasjer:
Veileder tetthet Hvor skjer lekkasjene og hva må vi stille krav til?
Veileder kuldebroer
Veileder kuldebroer
Veileder kuldebroer Jeg får oppgitt av fasadeleverandøren at U verdien for en glassfasade er på 1,0 W/m 2o C. Jeg spør hvilke kuldebroer er med og får svaret ALLE. Kan jeg da slå deg til ro og tenke at det var jo fint?
Veileder kuldebroer Glasshjørner og hjørner i vindusbånd og glassfasader:
Veileder kuldebroer Glasshjørner og hjørner i vindusbånd og glassfasader: Det mangler retningslinjer for beregning av hjørner i glasselementer Apparatur for laboratoriemåling av U-verdier ( Hot-box ) er heller ikke tilpasset for testing av hjørneelementer Det kan være naturlig å regne kuldebroen som en separat ψ-verdi.
Veileder kuldebroer Tettfelt i glassfasader og krav i TEK 10
Veileder kuldebroer Tettfelt i glassfasader og krav i TEK 10 Tettfelt stjeler av dagslys areal Uvindu * ( Avindu + Adør)/BRA < 0,24
Veileder kuldebroer Jeg får oppgitt av fasadeleverandøren at U verdien for en glassfasaden er på 1,0 W/m 2o C. Jeg spør hvilke kuldebroer er med og får svaret ALLE. Kan jeg da slå deg til ro og tenke at det var jo fint? Nei, jeg må identifisere kuldebroene og vite hvor de er med.
Veileder kuldebroer Grensesnittet mellom leveransene er krevende Hva er med hvor? Det må kommuniseres og være sporbart
Veileder kuldebroer
Solskjermingens funksjoner 1. Termisk komfort: Kontrollere lufttemperatur Skjerme mot direkte soleksponering Regulere operativ temperatur 2. Visuell komfort: Hindre blending og reflekser Dagslysnivå og fordeling 3. Energibruk: Redusere sol som skaper kjølebehov Regulere passiv solvarme Skjerming av vinduer om natten (redusere varmetap) Utnyttelse av dagslys
Dagslys blending krav til solskjerming 1.For å unngå blending er det en forutsetning at direkte sol i synsfeltet unngås. 2.Solskjermingens lystransmisjon kan være maksimalt 13% ved valg av glass med 75% lystransmisjon. Benyttes glass som har en lystransmisjon lik 50% kan maksimal lystransmisjon på solskjermingen være 20%.
Dagslys blending krav til solskjerming
Varighet solskjerming Solskjerming aktiveres når : 3000 lux overskrides på et horisontalt plan 0,8 m over gulvet (blending) Solstråling på innsiden av glasset overskrider 100 W/m 2.(termisk diskomfort)
Varighet solskjerming Bruk av solskjerming i brukstid 8-16/5/52 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0 0,5 1 1,5 Bruk av solskjerming: 0= Ikke behov for solskjerming, 0,5= horisontal illuminans>3000 lux (solskjerming), 1=solstråling på innsiden av vinduet >100 W/m2 (solskjerming), 1,5=horisontal illuminans>3000 lux OG solstråling på innsiden av vinduet >100 W/m2
Dagslys, solskjerming, lysstyring og energi Dagens metode for energiberegning forutsetter at solskjerming styres etter solinnstråling, mens energibehov til lys kalkuleres etter LENI standarden. Denne standarden tar ikke hensyn til solskjerming (ikke klimabasert)
Dagslys, solskjerming, lysstyring og energi Solskjermingsstrategi Energibehov til belysning [kwh/m 2 år] Driftstid: hverdager 8-16 Driftstid: hverdager 7-19 Ingen solskjerming 11,5 19,9 Automatisk solskjerming 17,0 26,4 Alltid solskjerming (kunstig belysning alltid fullt på i driftstiden) 20,5 30,7 Energibehov til belysning basert på dagslystilgangen fra den klimabaserte beregningen
Dagslys, solskjerming, lysstyring og energi Solskjermingsstrategi Energibehov til belysning [kwh/m 2 år] Driftstid: hverdager 8-16 Driftstid: hverdager 7-19 Ingen solskjerming 11,5 19,9 Automatisk solskjerming 17,0 26,4 Alltid solskjerming (kunstig belysning alltid fullt på i driftstiden) 20,5 30,7 Passivhusstandarden NS3701 kwh/m2 Kontorbygning 12,5 Skolebygning 9,9 Universitets- og høgskolebygning 14,0
Solskjerming og komfort T vegg T solskjerming T luft Q dir
Study of surface and operative temperatures related to shadings with IDA ICE Point of study in the room g glass t glass g system t system Inside (A) 0,36 0,33 0,23 0,05 Between glazing (B) 0,36 0,33 0,14 0,04 Outside (C) 0,36 0,33 0,05 0,03
Window surface temperatures Deg-C 38 36 Person will be exposed to direct radiation as well 34 32 30 28 26 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 4680 4682 4684 4686 4688 4690 4692 4694 4696 4698 4700 4702 h 0.1 No - uten shading solavskjerming A.1 - Inside innvendig shading solavskjerming B.1 - mellomliggend Shading between solavskjerming glazings C.1 - Outside utvendig shading solavskjerming
Operativ temperatur i dybden av rommet
Temperaturforskjell T Overflatetemperatur på vindu eller innvendig solskjerming 50 Temperaturforskjell mellom rom- og overflatetemperatur 45 40 35 30 25 20 Uventilert Ventilert 15 10 5 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 g-tdir Gjelder for en normal innstråling på 500 W/m 2. Uventilert: Tett innvendig flate som f.eks glass. Ventilert: Fritthengende solskjerming der luft mellom solskjerming og vindu får passere fritt mot rom.
Solskjermingen som isolasjon 18,7 18,8 18,3 13,6 14,8 12,2 Innetemperatur: 20 o C Utetemperatur 4 o C Utgangspunkt vindu med U ca 1,6 W/m 2o C U etter?
Uvs, W/m 2o C Solskjermingen som isolasjon 3 2,5 2 1,5 1 Uv = 0,8 W/m2oC Uv = 1,2 W/m2oC Uv = 1,6 W/m2oC Uv = 2,5 W/m2oC 0,5 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Ekstra varmemotstand pga skodder eller solskjerming, ΔR m 2 K/W Typiske verdier for skodder og solskjerming kan ligge mellom 0,1 og 0,3. Leverandørene av solskjerming vil kunne oppgi ΔR for sine løsninger
Aktiv fasade Dynamisk solskjerming Styres etter lys, sol og bruk Utvendig og innvendig Benyttes til å: Beskytte mot for mye sol Slippe inn sol ved behov og om det er mulig ut fra visuell komfort Isolere når bygget ikke er i bruk
Aktiv fasade - Optimalisert Nei t luft,rom < t set,oppv + 2 C Nei Inn.+ utv Nei Innv.+ utv. I sol > I set I driftstid Ingen Nei Ingen I sol > I set Nei Utv. t luft,rom < t set,oppv + 3 C Innv.
Aktiv fasade - forenklet Bruk av innvendig + utvendig solskjerming Innvendig solavskjerming på vinteren (nov-mar) Utvendig solavskjerming på sommeren (apr-sep). Det brukes den vanlige solavskjermingsstyringen
Aktiv fasade t op > 24 C t op > 25 C t op > 26 C t op > 27 C 1 Innvendig 645 220 42 0 (lavere settpunkt) 2 967 431 48 0 Mellomliggende 3 Utvendig 585 52 0 0 4 Innv. + utv. 342 93 37 7 5 Optimalisert 677 14 0 0
Aktiv fasade 5 -Optimalisert Tappevann 4 - Innv. + utv. Teknisk Utstyr Belysning 3 - Utvendig Vent. varme Vifter og pumper 2 - Mellomliggende Romoppv Vent. kjøl 1 - Innvendig 0 20 40 60 80 100 120 Netto spesifikt energibruk [kwh/m²]
Nødvendige parametere for å definere energiegenskapene for et glassfasadeelement Tetthetsklasse Kuldebro rundt vindu eller element U-verdi for glass og ramme Total g-verdi for glass alene Total g-verdi for glass og solskjerming sammen Direkte soltransmisjon for glass alene Direkte soltransmisjon for glass og solskjerming sammen Lys transmisjon for glass alene Lys transmisjon for glass og solskjerming sammen Overflate temperaturer sommer og vinter
Takk for oppmerksomheten! Ida H. Bryn Partner Erichsen & Horgen Professor II Høgskolen I Oslo og Akershus e-post: ihb@erichsen-horgen.no Tlf: 911 37 649