Fasader i glass som holder hva vi lover Line Karlsen HiOA og Ida Bryn Erichsen & Horgen AS 1
Hva er «Fasader i glass som holder hva vi lover»? FoU prosjekt 2008-2009, 2011-2013. Finansiert av Forskningsrådet Initiativtakere og prosjekteiere Erichsen & Horgen A/S og Glass og Fasadeforeningen. Prosjektleder Ida Bryn v/ Erichsen & Horgen A/S Øvrige referansegruppemedlemmer (2011-2013): Saint-Gobain SAPA Solskjermingsgruppen ENTRA Avantor Prosjekt nytt Østfoldsykehus Omega Termografering Høyskolen i Oslo og Akershus Bakgrunn ved prosjektstart (2008-2009) Mye glass i kontorbygg Høyt energibruk både til varme og kjøling Stort avvik mellom teoretisk og virkelig energibruk i bygg Liten kunnskap om faktiske verdier i glassfasader på viktige parametere som U-verdier Tetthet Kuldebroer Solskjerming Mangelfull kunnskap om termisk komfort og dens variasjon i rommet Mangelfull metode for dokumentasjon av dagslys Energiberegninger ivaretar ikke god termisk komfort og dagslysforhold Figur 1: Illustrasjon av KPMG-bygget Majorstuen. 2
Bakgrunn idag (2013) Fokus på energi og rask utvikling innen energikrav: Skjerpede forskriftskrav 2007 og 2010 Passivhusstandard som forskriftskrav i 2015 Mange byggeiere ønsker å bygge etter de strengeste kravene Innføring av BREEAM har forsterket denne trenden Relativt sett lite fokus på inneklima Fortsatt avvik mellom teoretisk beregnet og målt energibruk, mulige årsaker: For enkle beregningsmetoder benyttes i en designfase Mangel på konsistent design bl.a. mellom energibruk, termisk komfort og dagslys. Figur 2 og 3: Illustrasjon av nybygg med utstrakt bruk av glass i fasaden (øverst) og nybygg med redusert glassareal. (http://www.futurebuilt.no) 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. 3
Hva er gjort? Dr.gradsarbeid samtidig dokumentasjon av daglsys, termisk komfort og energibruk (HIOA) Utvikling av verktøy for beregning av virkelig U-verdi for ulike vindusløsninger (Glass og Fasadeforeningen) Nye metoder er tatt i bruk for å undersøke bl.a.: Lufttemperatur og operativtemperatur variasjon i rom ved ulike vindus og solskjermingsløsninger Beregning av energibruk til oppvarming og kjøling etter operativ temperatur ved ulike sensorplasseringer Optimalisert styringsstrategi for solskjerming mhp termisk komfort, dagslys og energi Beregnet energibruk ved optimalisert styringsstrategi Sammenligning av forbedrede beregnings teknikker og standard brukte metoder Utviklet forenklet metode for dokumentasjon av overflatetemperatur på vindu og solskjerming Hva er gjort? Utviklet veileder for glassfasader for forbedrede løsninger og dokumentasjon av : Kuldebroer Tetthet Solskjerming Utviklet undervisningsmateriell for 20 timer undervisning innen temaene i prosjektet for masternivå. Gjennomført en rekke masteroppgaver Samtidig måling og beregning av termisk komfort og dagslys (Malsmskriverveien og KLP bygget) HIOA Kaldras, beregninger og målinger vindu U= 0,8, NTNU Komfort og dagslysvariasjon i rom (Marienlyst skole), HIOA Artikler 4
Litt smakebiter Simuleringer En kravspekk Case for simuleringer Ventilasjonsmengde [m³/h] 10 Tilluftstemperatur [ C] 18 C Driftstid ventilasjonsanlegg Hverdager 6:00-18:00 Lokal kjøling [W] 700 Setpunkt for lufttemperatur, kjøling [ C] 25 Belysning (NS 3031) [W/m²] 8,0 Utstyr (NS 3031) [W/m²] 11,0 Personer (NS 3031) [W/m²] 5,4 Driftstid internlast Hverdager 6:00-18:00 Tabell 1: sentrale beregningsforutsetninger for case studiet. Figur 4 og 5: Simuleringsmodellen i IDA ICE v4.2, plassering av bruker i kontoret (nederst). 5
Undersøkelse av: 1.Overflatetemperatur for vindu/solskjerming Kunnskap om g-verdi er ikke tilstrekkelig, med hensyn til termisk komfort må vi også ha kunnskap om overflatetemperaturer 2.Operativ temperatur for ulike plasseringer i rommet 3.Konsekvenser for energi Styring etter lufttemperatur eller operativ temperatur Plassering av sensor i rommet U vindu g glass τ glass g system τ system Innvendig 1,2 0,36 0,33 0,23 0,05 Mellomliggende 1,2 0,36 0,33 0,14 0,04 Utvendig 1,2 0,36 0,33 0,05 0,03 Tabell 2: Sentrale inndata for vindu, glass og solskjerming for case studiet. Overflatetemperatur 6
Temperaturvariasjon i rommet Energiberegninger ulike styringer Operativ temperatur Lufttemperatur 7
Energiberegninger plassering av sensor i rom Bakerst i rommet Midt i rommet Ved vindu Kuldebroer veileder - kravspek Hvor er kuldebroene? 8
Kuldebroer viktig spørsmål for glassfasader: Hvor går grensen mellom U-verdi og kuldebroverdi? Veileder vil gi anbefalinger Glassfasader med isolerte tettfelt Etter ordlyden i TEK 10 hvor det settes krav til maks glass/vindu/dør areal, kan det være naturlig å definere tette isolerte felter som vegg. Det kan imidlertid være vanskelig å oppnå minstekravene til U-verdi for yttervegg i TEK 10 for slike tettfelt (punkt 5), eller krav til normalisert kuldebroverdi (punkt 6). I følge beregningsreglene for U cw -verdier i NS-EN 13947, så skal tette isolerte felter som er omrammet av fasadeprofiler regnes inn som en del av glassfasadens U cw -verdi (punkt 2). Denne metoden vil medføre at større arealer blir regnet som glass og at kravene til maks glassareal og U-verdi i TEK blir vanskeligere å oppfylle. 9
Glassfasader med isolerte tettfelt Resultatspredning 1. Veiledninger sluttføres i år 2. Resultater vil presenteres hos glass og Fasadeforeningen på hjemmeside og i utgivelser 3. Er i dialog med ENOVA om bistand og utgivelsesmuligheter 4. Presentasjon på konferanser, i undervisning og kurs 10
11