energieffektivitet hos dubbelskalsfasader - mah hos... · energy use are considered which lead to a...
TRANSCRIPT
Energieffektivitet Hos Dubbelskalsfasader
- En jämförande studie mellan olika fasadalternativ på
kontorsbyggnader i Sverige.
Anders Persson 830402 3552 BT 06 Maj 2009
Handledare: Åke Blomsterberg avd. Energi och byggnadsdesign LTH
Abstract
Since several years climate change has become one of the big challenges for mankind.
Because of this we now have to deal with harder demands on energy use for buildings.
Companies are continuing to build glazed office buildings all over the world, despite the fact
that glazed buildings have higher energy use than a traditional façade building with standard
sized windows. An alternative method for glass façade is to lower the energy by improving
the glazed façade with additional skin i.e. two skins with shading devices in between. These
types of facades are called double skin facades and in this report studies are being done on
how energy effective this type of facade system is.
To be able to make a judgment of the energy effectiveness for the façade type, a building
model has to be created. This is done with a computer program called IDA ICE 3.0. In the
simulations of the building the southern façade is replaced with different types of single and
double skin glazed alternatives. All the system inside the building remains as it is so a
conclusion can be drawn on the facade systems alone.
Results from the simulations show that it is possible to improve the glazed facades energy use
by building a double skin facade. But even if the performance is improved, it’s never going to
be as god as a regular façade with standard size windows. Because of this the best way to
construct a building is to build with conventional methods. But if other aspects than low
energy use are considered which lead to a construction with a glazed façade, the double skin
façade is a good alternative
The results also show on great differences between different types of double skin facades.
Because of this it is very important to do a careful analysis before a façade type is chosen.
A secondary purpose was to research if a person with no experience in simulation tools can
create such a complex building model in IDA ICE as a double skin façade building. And still
get reliable result out of it.
After my work in IDA ICE I must say that it is possible to make these kinds of simulations
and reach good results without any specific prior knowledge of IDA ICE or simulations of
double skin facades. To create a model with double skin facades you must have a module to
the program that I got from the producers. Without this module it would have been impossible
for a person with my knowledge to make these kinds of simulations.
1 Inledning ............................................................................................................................. 7
1.1 Bakgrund ...................................................................................................................... 8
1.1.1 Krav på byggnaders energianvändning .................................................................... 8
1.2 Syfte och Mål ............................................................................................................... 9
1.3 Kort metodbeskrivning ................................................................................................. 9
2 Allmänt om kontorsbyggnader i glas ............................................................................... 10
2.1 Vad är ett glaskontor .................................................................................................. 10
2.2 Varför byggs glaskontor? ........................................................................................... 10
2.3 Energi, Dagsljus och inneklimat ................................................................................ 11
2.4 För och nackdelar med glasfasader ............................................................................ 12
3 Dubbelskalsfasadens konstruktion ................................................................................... 14
3.1 Ingående delar ............................................................................................................ 14
3.2 Konstruktionsprinciper ............................................................................................... 14
3.2.1 Avgränsning av luftspalten .................................................................................... 14
3.2.2 Ventilations metod av luftspalten .......................................................................... 17
4 Inneklimat ......................................................................................................................... 18
4.1 Termisk komfort ......................................................................................................... 18
4.1.1 Temperatur och strålning ....................................................................................... 18
4.1.2 Relativ luftfuktighet ............................................................................................... 19
4.1.3 Lufthastighet och turbulens.................................................................................... 19
4.1.4 Kläder ..................................................................................................................... 19
4.1.5 Uppfattat termiskt inneklimat ................................................................................ 19
4.1.6 Asymmetri hos omgivningen ................................................................................. 20
4.1.7 Riktvärden .............................................................................................................. 20
5 Metod ............................................................................................................................... 21
5.1 Beräkningsverktyg ..................................................................................................... 21
5.1.1 IDA ICE 3.0 ........................................................................................................... 22
5.2 Vad simuleras ............................................................................................................. 24
5.3 Avgränsningar och Förenklingar i modellen .............................................................. 25
5.3.1 Avgränsningar ........................................................................................................ 25
5.3.2 Förenklingar ........................................................................................................... 26
5.4 Fasadtyper .................................................................................................................. 26
5.4.1 Referensfasad standard .......................................................................................... 27
5.4.2 Referensfasad Glasfasad ........................................................................................ 27
5.4.3 Dubbelskalsfasader ................................................................................................ 27
6 Ingångsdata till simulering ............................................................................................... 29
6.1 Fönster ........................................................................................................................ 29
6.1.1 Standardfasad ......................................................................................................... 29
6.1.2 Referensfasad Glasfasad ........................................................................................ 29
6.1.3 dubbelskalsfasad .................................................................................................... 30
6.2 Laster .......................................................................................................................... 31
6.2.1 Personer ................................................................................................................. 31
6.2.2 Belysning ............................................................................................................... 32
6.2.3 Elektrisk utrustning ................................................................................................ 32
6.2.4 Möbler .................................................................................................................... 33
6.3 Ventilation .................................................................................................................. 33
6.3.1 Luftflöden .............................................................................................................. 33
6.3.2 Luftbehandlingsaggregat ....................................................................................... 34
6.4 Värme/Kyla ................................................................................................................ 35
6.4.1 Temperaturstyrning av tilluften ............................................................................. 35
6.4.2 Värme/kylsystem ................................................................................................... 35
7 Resultat och diskussion .................................................................................................... 37
7.1 Referensfasader .......................................................................................................... 37
7.1.1 Energianvändning .................................................................................................. 37
7.1.2 Inneklimat .............................................................................................................. 39
7.2 Dubbelskalsfasader ..................................................................................................... 45
7.2.1 Energianvändning .................................................................................................. 45
7.2.2 Inneklimat .............................................................................................................. 48
7.3 Skärpta krav ................................................................................................................ 52
8 Slutsats ............................................................................................................................. 55
9 Referenser ......................................................................................................................... 57
9.1 Rapporter .................................................................................................................... 57
9.2 Muntliga Källor .......................................................................................................... 57
Förord Denna rapport är resultatet av ett 15 poängs examensarbete, utfört under vårterminen 2009,
som avslutning på högskoleingenjörsprogrammet Byggteknik vid Malmö högskola.
Jag skulle vilja rikta ett stort tack till de personer som varit till hjälp under arbetets gång.
Åke Blomsterberg För Handledning och allmän hjälp
LTH
Andreea Calotescu För ovärderlig hjälp beträffande IDA ICE
Skanska Teknik
Bengt Hellström För hjälp med dubbelskals modell i IDA ICE
LTH
Per Sahlin och övrig personal För lån av IDA ICE
på EQUA
Christer Assarson För dimensionering av fläktsystem och ett tålmodigt
Fläktwoods bemötande trots en beställare som varken visste vad
han ville ha eller kunde förklara sig på ett bra sätt.
6
Sammanfattning
De senaste åren har klimatförändringar kommit att bli en av mänsklighetens stora utmaningar.
Till följd av detta så har hårdare krav införts på byggnaders energianvändning. Detta till trots
så fortsätter kontorsbyggnader att byggas med glasfasader. Fast att de har erkänt sämre
energieffektivitet än en vanlig fasad med låg glasandel. En alternativ metod där man behåller
fördelarna med glaset samtidigt som det skärs ned på energianvändningen är att bygga
glasfasaden i två skal med solavskärmning däremellan. Dessa fasader benämns
dubbelskalfasader och i denna rapport ska studier utföras där deras energieffektivitet bedöms.
För att bedöma energieffektiviteten så byggs en datormodell av en kontorsbyggnad upp som
sen simuleras i energiberäkningsprogrammet IDA ICE 3.0. På modellen kommer sedan
söderfasaden att bytas från en standard fasad till olika typer av fasader både vad gäller vanliga
glasfasader och dubbelskalsfasader. Alla övriga system kommer att behålla sina inställningar
för att en bedömning av enbart fasadtyperna ska kunna ske.
Resultaten från simuleringarna visar att det går att förbättra glasfasadernas energianvändning
genom att bygga med en dubbelskalsfasad. Det går dock inte att komma ner i samma nivå
som en fasad med låg glasandel. Ur ren energisynpunkt så är det därför bäst att bygga med
konventionella metoder. Men om andra aspekter vägs in så att det ändå byggs med glas så är
dubbelskalsfasaden ett bra alternativ.
Resultaten visar också på stora skillnader mellan olika typer av dubbelskalsfasader så det är
viktigt att göra en noggrann projektering innan en typ av fasad väljs.
Ett sekundärt syfte var att se om en nybörjare utan särskilda kunskaper inom
simuleringsverktyg skulle klara av att bygga upp ett komplext system med dubbelskalsfasader
och nå rimliga resultat.
Efter att ha arbetat i IDA så måste jag säga att det går att simulera de flesta byggnader med
rimliga resultat utan specifika kunskaper. När det gäller dubbelskalsfasader så krävs det dock
en specifik modul som jag har fått låna från tillverkarna av programmet. Utan den skulle en
nybörjare inte klara av simuleringarna.
7
1 Inledning I juli 2006 trädde BBR:s nya regler angående energianvändning i kraft. De nya reglerna
innebär en hårdare gräns för energianvändning per m2 samt en hårdare kontroll av uppförda
byggnader. Trots detta så fortsätts det att byggas glasbyggnader i Sverige och över hela
världen trots att deras energieffektivitet ofta har ifrågasatts.
Glasbyggnader uppförs av framförallt tre anledningar (Poirazis, 2008).
1. Det finns en ökande tendens hos arkitekter att använda stora glasareor på fasader,
framförallt för att få en bättre in- och utblick samt mer tillgång till dagsljus.
2. Användarna gillar ofta tanken på ökad glasarea eftersom det innebär bättre utsikt men
även ett mer behagligt inneklimat.
3. Företag anser att de får en inbjudande profil i en glasbyggnad som visar på öppenhet.
Frågan är då om det går att uppföra byggnader med glasfasad med ett behagligt inneklimat
samtidigt som en låg energianvändning erhålls. En lösning på problemet kan vara
dubbelskalsfasaden som i Europa, framförallt i Tyskland, har varit på frammarsch de senaste
15 åren. (BESTFACADE, 2008)
I detta arbete kommer energieffektiviteten att undersökas hos en kontorsbyggnad med 3 olika
konstruktions utförande av dubbelskalsfasader. Dessa kommer sedan att jämföras med
referensfasader i form av en traditionellt utformad fasad samt olika glasfasader.
1.1 Bakgrund
1.1.1 Krav på byggnaders energianvändning I den senaste utgåvan av BBR 2008 så bedöms
har gjorts tidigare nämligen genom krav på byggnadens specifika energianvändning. Vilket
definieras som:
Andra definitioner som anges i BBR:
ATemp: Den area i en byggnad som medvetet värms upp t
innerväggar, öppningar för trappa, schakt och dylikt inräknas. Area för garage inom
byggnaden, i bostadshus eller annan lokalbyggnad än garage
Byggnadens energianvändning:
vid normalt brukande, under ett normalår behöver levereras till byggnaden för uppvärmning,
komfortkyla, tappvarmvatten och byggnadens fastighetsenergi.
Byggnadens fastighetsenergi: och där apparaten finns i anslutning till byggnaden. Här ingår fast belysning i allmänna
utrymmen och driftsutrymmen. Dessutom ingår energin som används i värmekablar, pumpar,
fläktar, motorer, styr- och övervakningsutrustning och dylikt.
Klimatzon I, II och III: Klimatzon ett innefattar Norrbottens, Västerbottens och Jämtlands län. Zon två innefattar Västernorrlands, Gävleborgs, Dalarnas och Värmlandtar allt i söder närmare bestämt Västra Götalands, Jönköpings, KronobÖstergötlands, Södermanlands, Örebro, Västmanlands, Stockholms, Uppsala, Skåne, Hallands, Blekinge och Gotlands län. BBR innehåller både krav på bostäder och lokaler i detta arbete redovisas enbart lokalkraven eftersom enbart kontorsbyggnaduppvärmningssätt än elvärme kan ses i
Krav på byggnaders energianvändning I den senaste utgåvan av BBR 2008 så bedöms energianvändandet lite annorlunda mot hur det
har gjorts tidigare nämligen genom krav på byggnadens specifika energianvändning. Vilket
Andra definitioner som anges i BBR:
rea i en byggnad som medvetet värms upp till över 10°C. Area som upptas av
innerväggar, öppningar för trappa, schakt och dylikt inräknas. Area för garage inom
i bostadshus eller annan lokalbyggnad än garage, räknas inte in.
Byggnadens energianvändning: Benämns ofta som köpt energi och är den mängd energi som vid normalt brukande, under ett normalår behöver levereras till byggnaden för uppvärmning,
komfortkyla, tappvarmvatten och byggnadens fastighetsenergi.
Den del av fastighetselen som används till byoch där apparaten finns i anslutning till byggnaden. Här ingår fast belysning i allmänna
utrymmen och driftsutrymmen. Dessutom ingår energin som används i värmekablar, pumpar,
och övervakningsutrustning och dylikt.
Klimatzon ett innefattar Norrbottens, Västerbottens och Jämtlands län. Zon två innefattar Västernorrlands, Gävleborgs, Dalarnas och Värmlands län. Medans Zon tre
i söder närmare bestämt Västra Götalands, Jönköpings, Kronobergs, Kalmar, Östergötlands, Södermanlands, Örebro, Västmanlands, Stockholms, Uppsala, Skåne, Hallands, Blekinge och Gotlands län.
BBR innehåller både krav på bostäder och lokaler i detta arbete redovisas enbart lokalkraven eftersom enbart kontorsbyggnader kommer att behandlas. Kraven för lokaler som har annat
värmningssätt än elvärme kan ses i tabell 1.1.
8
energianvändandet lite annorlunda mot hur det
har gjorts tidigare nämligen genom krav på byggnadens specifika energianvändning. Vilket
ill över 10°C. Area som upptas av
innerväggar, öppningar för trappa, schakt och dylikt inräknas. Area för garage inom
räknas inte in.
och är den mängd energi som
vid normalt brukande, under ett normalår behöver levereras till byggnaden för uppvärmning,
Den del av fastighetselen som används till byggnadens behov
och där apparaten finns i anslutning till byggnaden. Här ingår fast belysning i allmänna
utrymmen och driftsutrymmen. Dessutom ingår energin som används i värmekablar, pumpar,
Klimatzon ett innefattar Norrbottens, Västerbottens och Jämtlands län. s län. Medans Zon tre
ergs, Kalmar, Östergötlands, Södermanlands, Örebro, Västmanlands, Stockholms, Uppsala, Skåne,
BBR innehåller både krav på bostäder och lokaler i detta arbete redovisas enbart lokalkraven n för lokaler som har annat
9
klimatzon I II III Byggnadens specifika energianvändning [kWh per m2 A-temp och år]
140
120
100
+ tillägg1
110(qmedel-0,35) 90(qmedel-0,35) 70(qmedel-0,35)
Genomsnittlig värmegenomgångs-koefficient [W/m2 K]
0,70 0,70 0,70
Tabell 1.1 BBR:s krav på energianvändning i lokaler (Boverket, 2008).
1 då uteluftsflödet av utökade hygieniska skäl är större än 0,35 l/s per m2 i temperaturreglerade utrymmen. Där qmedel är det genomsnittliga specifika uteluftsflödet under uppvärmningssäsongen och får högst tillgodoräknas upp till 1,00 [l/s per m2]. Förutom dessa krav så finns även krav angående verifiering av energianvändningen senast två år efter färdigställandet vilket ställer krav på energiberäkningen vilken inte bör avvika för mycket från den verkliga driften.
1.2 Syfte och Mål Det primära syftet med rapporten är att se hur pass energieffektiv en kontorsbyggnad kan bli
om den förses med en dubbelskalsfasad istället för en vanlig glasfasad. Det är dock viktigt att
inte tänka enbart på energianvändningen utan först och främst utgå från att ett behagligt
inneklimat erhålls. Jämförelser kommer även att ske mot en standard fasad i form av
sandwichelement av betong för att se om det överhuvudtaget är hållbar att bygga glaskontor i
framtiden.
Som ett sekundärt syfte undersöks det om det som total nybörjare på programmet IDA ICE
3.0 går att simulera ett så pass komplext system som dubbelskalsfasader med godtagbara
resultat.
1.3 Kort metodbeskrivning Metoden består av att bestämma byggnadens specifika energianvändning och termiska
inneklimat med hjälp av datorsimuleringar. För att göra detta byggs först en modell av ett
våningsplan upp i en 5 vånings kontorsbyggnad. Här bestäms också alla indata av betydelse
för inneklimatet i byggnaden i form av ventilation, värme-, kylsystem, personbelastning osv.
Fasaden i söderläge kommer att bytas ut från att ha varit en vanlig fasad till en glasfasad och
sedan olika utföranden av dubbelskalsfasader. Alla inställningar för invändiga system behålls
för att kunna göra en jämförelse över enbart fasaderna.
Fasader har tagits fram i samråd med tillverkare och personer med kunskap om
beräkningsmodeller i IDA ICE. Det senare för att veta att programmet klarar av att göra
simuleringen med rimliga resultat. Mer om modellen under kap 5 Metod.
10
2 Allmänt om kontorsbyggnader i glas
2.1 Vad är ett glaskontor Definitionen för vad som räknas som ett glaskontor är inte självklar. En enkel utgångspunkt
kan vara att glasandelen i fasadytan är betydligt större än hos en traditionell byggnad. I
forskningsprojektet ”kontorsbyggnader i glas – energi och klimat” vid Lunds tekniska
högskola så enades projekt och referensgruppen om att en glasandel på 30 % fönsterarea sett
utifrån motsvarar en traditionell fasad. Medans ett glaskontor enligt definitionen måste ha
minst 60 % glasarea (Blomsterberg, 2008). Detta kan innebära att en byggnad med
våningshöjd 3,5 m och rumshöjd 2,7 m får en fönsterbröstning på ca 0,6 m och i övrigt fönster
ända upp till innertaket.
2.2 Varför byggs glaskontor? De senaste två decennierna har glaset gått igenom en innovativ utveckling som få andra
byggnadsmaterial upplevt. Det är nu en högutvecklad produkt som klarar av att användas till
komplexa konstruktioner av alla möjliga slag. Allt detta har gjorts möjligt tack vare
utvecklingen av bättre fasadteknik och förbättringen av tekniska egenskaper hos glas.
Det ökade intresset för glasfasader bestod till att börja med främst av att de representerade
utveckling och framtid. Att glasets egenskaper kraftigt förbättrats har under senare år bidragit
till nya möjligheterna att använda glas i avancerade konstruktioner vilket har bidragit till att
öka frekvensen av glasbyggnader i världen(Blomsterberg, 2008).
Ser man på fasaden ur en arkitektonisk synvinkel så är tanken med moderna glasbyggnader
både i Sverige och utomlands att skapa en lätt transparant byggnad med inblick och utblick,
där tillgången till dagsljus är större än i mer traditionella byggnader. Arkitekten vill på detta
sätt skapa en känsla av öppenhet mot omvärlden och visa att byggnaden är en del av
framtiden. Den totala transparensen verkar även inbjudande och visar på en vilja att
kommunicera. Detta leder till att stora glaskontor ofta används som profilbyggen för företag.
Exempel på sådana profilbyggen är kista science tower uppfört 2002 i Stockholm, figur 2.1,
samt Tyrénshuset uppfört 2002 i Malmö, figur 2.2.
Figur 2.1 Kista Science Tower Figur 2.2 Tyrénshuset
11
Byggnader i glas är en gammal vision inom arkitekturen. Anledningen är och har länge varit
att man vill få in det naturliga dagsljuset i byggnaden och därmed dra nytta av dess positiva
inverkan på människor. Hur ljuset behandlas påverkar upplevelsen av rummet där skuggor,
reflexer, bländning, ljusfärg och fördelning spelar roll. Dagsljuset påverkar dessutom
människans inre klocka där mer tillgång till ljus leder till att personer i lokalen känner sig
pigga och vakna istället för trötta och sömniga. Det har gjort ett flertal undersökningar om hur
dagsljuset påverkar människors fysiska hälsa och prestation där resultaten visar på ökat
välbefinnande vid stor tillgång på dagsljus och viceversa. Där t.ex. människor i norr lider av
depressioner i större omfattning än folk bosatta vid ekvatorn (Blomsterberg, 2008). Det är inte
bara bra för folk som arbetar i byggnaden att dagsljusnivån ökar utan även för miljön eftersom
den installerade belysning kan minskas vilket i sin tur ger lägre elanvändning.
Bara för att en byggnads fasad har stor glasandel är det ingen garanti för att alla positiva
effekter med dagsljuset tas till vara. Vilket beror på att det ofta förekommer problem med
bländning när solen står lågt. Detta leder i sin tur till att solskydd dras för glasytorna som
därigenom släpper in mindre ljus än en vanlig fasad med normal fönsterarea (30 %) skulle ha
gjort. Dessa problem kommer inte att behandlas närmare under detta arbete istället hänvisas
till (Bülow-Hübe, 2008)
På senare år har tekniken med dubbelskalsfasader börjat tillämpas på kontorsbyggnader med
stora glasareor i Skandinavien. Några exempel på sådana byggnader i Sverige är Kista
Science Tower, ABB-huset, Glashuset i Hammarby Sjöstad i Stockholm och WSPs nya
kontor i Malmö. Syftet med dubbelskalsfasaden har i första hand varit att minska
övertemperaturer i den bakomliggande byggnaden under sommarhalvåret genom att installera
en klimatskyddad persienn mellan fasaderna samt att minska transmissionsförlusterna på
vinterhalvåret jämfört med enkelskalsfasader av glas (Blomsterberg, 2008).
2.3 Energi, Dagsljus och inneklimat Oavsett om en glasfasad byggs som enkel eller dubbelskalsfasad så är den stora utmaningen
att optimera energianvändningen, användningen av dagsljus, den visuella komforten och det
termiska inneklimatet till en rimlig investerings- och livscykelkostnad. Även om många
moderna kontorsbyggnader har en lägre energianvändning vad gäller värme än äldre
byggnader så äts denna besparing ofta upp av högre elanvändning, vilket beror på hög
elanvändning för ventilation, kyla, belysning, och kontorsutrustning som behövs för att ett bra
inneklimat ska uppnås (Blomsterberg, 2008).
Med allra största sannolikhet så har kontor med glasfasader en högre energianvändning än en
byggnad med traditionell fönsterarea. Det finns också problem med inneklimatet som är en
direkt följd av glasfasaden. Exempel på detta finns det gott om där ett klassikt problem är att
värme tillförs via konvektorer under fönsterytorna för att undvika kallras samtidigt som
byggnaden i övrigt förses med kyla. Det finns också stor risk att ökade problem med
strålningssymmetrin eftersom hela fasaden kommer att bli en kall yta.
12
En tanke på hur energi och komfortproblemen hos glasfasader ska kunna lösas är
dubbelskalsfasaden. Framförallt så ger den lägre U-värde (värmegenomgångskoefficient) och
g-värde (total solenergitransmittans). Men även bättre möjlighet till behovsanpassad styrning
av solavskärmning.
2.4 För och nackdelar med glasfasader Potentiella fördelar med en kontorsbyggnad med enkelglasfasad (jämfört med traditionella
kontorshus) kan vara (Blomsterberg, 2008).
• Större tillgång till dagsljus och därmed möjlighet att den visuella miljön upplevs
behagligare.
• Förbättrad möjlighet till utsikt.
• En transparant byggnad
• Estetik
• Större andel gratis energi om vintern i form av solvärme.
Potentiella problem kan vara (Blomsterberg, 2008).
• Risk för övertemperatur i kontorsrummen under varma dagar.
• Risk för kallras
• Höga investeringskostnader
• Rengöring och underhåll kan medföra merkostnad
• Risk för hög energianvändning för kyla och värme
• Belysningsbehovet minskar inte automatiskt med ökande glasandel.
• Vid stora glasytor blir det svårt att uppfylla komfortkraven i närheten av fasaden.
Fördelar med en Dubbelskalsfasad (jämfört med en enkelskalskalsfasad) kan potentiellt vara
(Blomsterberg, 2008).
• Vädring genom öppning av fönster är i stort sett oberoende av vind och
väderförhållanden utanför.
• Minskat uppvärmningsbehov genom förvärmning av tilluften i dubbelskalsfasaden
• Enkelt sätt att nattkyla byggnaden möjliggörs genom öppnade av fönster i den inre
fasaden
• Förbättrat inbrottsskydd tack vare två glasskikt
• Bättre ljudisolering mot ute.
• Yttre solavskärmning kan användas även blåsiga dagar då den kan ligga skyddad mellan
fasaderna.
• Bättre termisk komfort vintertid.
13
Problem med dubbelskalsfasaden kan vara (Blomsterberg, 2008).
• Om ventilation av kontorsutrymme sker med självdrag kopplat till dubbelskalsfasaden
kan otillräckliga luftflöden uppstå vid vindstilla förhållanden.
• Varma sommardagar finns det risk för övertemperaturer i samband med vädring via
fönster.
• Låg solhöjd ger relativt höga kylbehov på våren och hösten.
• Vid kontorsbyggnader med ett stort djup finns det risk för låg dagsljusnivå i de centrala
delarna.
• Höga investeringskostnader.
• Dubbelskalsfasaden tar upp mycket yta vilket leder till mindre kontorsyta pga.
byggrättens storlek.
• Risk för överhöring via fasad mellan kontorsrum.
• Rengöring leder till merkostnad.
• Energibesparingspotentilalen har ofta överskattats.
14
3 Dubbelskalsfasadens konstruktion
3.1 Ingående delar Ett dubbelskalsfasadsystem kan delas in i fyra olika delar
Inre och yttre glasdel
Valet av glastyp för internt och externt glas beror på uppbyggnaden av själva fasaden. I fall
där fasaden är ventilerad med uteluft så brukar en isolerruta placeras på insidan medans en 1-
glasruta sätts på utsidan. Och om fasaden istället ventileras med inneluft så placeras
isolerrutan utvändigt och 1-glasrutan på den inre sidan. För speciella fasadtyper kan den inre
rutan vara öppningsbar för att tillåta manuell vädring (BESTFACADE, 2008).
Luftspalten mellan inre och yttre glasdel
Ventilationen i mellanrummet mellan inre och yttre glaset kan vara helt naturlig, totalt
mekanisk eller en blandning av de båda. Bredden på mellanrummet kan variera mellan tio cm
och två meter. Bredden på luftspalten påverkar de fysiska egenskaperna hos fasaden men har
också inverkan på hur skötsel av fasaden fungerar.
Solavskärmning
Den vanligaste formen av solavskärmning är lameller som ofta placeras mellan glasskikten på
dubbelskalsfasaden. Att man på detta sätt kan få fördelarna hos en yttre solavskärmning
samtidigt som lamellerna är klimatskyddade är en av de största anledningarna till att
dubbelskalsfasader byggs (Blomsterberg 2009). I valet av solavskärmning så är det viktigt att
överväga olika kombinationer av fönstertyp, geometrin av luftspalten och typ av ventilation.
Öppningar
Öppningar i det yttre och inre skalet ger möjlighet till ventilation av luftspalten.
3.2 Konstruktionsprinciper Det finns många olika utföranden av ventilerade dubbelskalsfasader. Dessa kan delas in med
avseende på olika kriterier (BESTFACADE, 2008).
Två av dessa kriterier är
• Avgränsning för luftspalten
• Ventilations metod av luftspalten
3.2.1 Avgränsning av luftspalten Uppdelningen av luftspalten ger information om hur den fysiska avgränsningen av luftspalten
mellan de två glaspartierna ser ut. De olika lösningarna kan klassificeras som följer
15
Ventilerat dubbelfönster Är egentligen ingen fasad utan bara ett fönster där en extra ruta har satts på in eller utsidan. Ur
perspektivet med uppdelning av luftspalten så kan de ses som ett fyllnadselement i en
traditionell vägg
Dubbelskalsfasad med sammankopplade moduler I denna typ är fasaden uppbyggd av glasmoduler som sätts
samman till en vägg. Luftspalten avgränsas såväl i vertikal- som
horisontalled. I denna typ av fasad är luftspalten begränsad till
höjden av ett våningsplan. Exempel kan ses på figur 3.1 till
höger.
Dubbelskalsfasad av korridorstyp Dubbelskalsfasaden av korridorstyp känns igen av att det är ett
stort luftspaltsområde mellan glasrutorna där det oftast går att gå.
I höjdled avgränsas luftspalten av varje våningsplan. Medans
utsträckningen i längdled kan sträcka sig över flera kontor eller
längst hela väggen. Ett exempel kan ses i figur 3.2 till vänster.
Dubbelskalsfasad med ventilationskanal Denna fasadtyp består av samma typ av glasmoduler som för fasaden med sammankopplade
moduler med skillnaden att modulerna kopplas samman med en vertikal ventilationskanal.
Modulerna i sig är avgränsade i varje våning medans ventilationskanalen kan vara utsträckt
över hela byggnadens höjd. Tanken bakom detta är att luften i kanalen drivs uppåt av den
termiska drivkraften. Ett undertryck bildas i ventilationskanalen som därigenom suger in luft
från modulerna som i sin tur förses med luft utifrån. På så sätt skapas en kraftigare ventilation
utan att installera en fläkt. Principskisser över fasadtypen kan ses i figur 3.3 samt 3.4.
Figur 3.1
Dubbelskalsfasad av
sammanställda moduler
Figur 3.2
Dubbelskalsfasad av
korridorstyp
16
Ventilerad Dubbelskalsfasad över flera våningar I denna typ av dubbelskalsfasad så är luftspalten inte
avgränsad åt något håll vilket leder till att mellanrummet
mellan glasskikten är en stor volym. Normalt sett så är denna
typ av fasader tillräckligt breda för att en människa ska kunna
röra sig inuti den. Gallergolv installeras i varje våningsplan för
att göra det enklare för rengörings- och underhållspersonal. En
fördel med att luftspalten inte avgränsas är att byggnaden blir
väldigt bra ljudisolerad mot externt ljud (BESTFACADE,
2008). Ett exempel på konstruktionen kan ses i Figur 3.5 till
höger.
Ventilerad Dubbelskalsfasad över flera våningar med lameller Denna fasad är uppbyggd precis som en ventilerad Dubbelskalsfasad över flera våningar med
skillnaden att det yttre glasskiktet är utbytt mot ställningsbara lameller. Vilket leder till att det
yttre skalet ej är lufttätt ens när lamellerna är stängda.
Figur 3.3 dubbelskalsfasad
med ventilationskanal sett
framifrån
Figur 3.4 dubbelskalsfasad
med ventilationskanal sett
ovanfrån
Figur 3.5 Ventilerad
dubbelskalsfasad över
flera våningar
korridorstyp
17
3.2.2 Ventilations metod av luftspalten En dubbelskalsfasad kan ventileras på fem olika sätt. Detta kan ses i figur 3.6. Principerna är
följande.
1. Uteluftventilerad: både till och frånluftkanaler är kopplade till uteluften.
2. Inneluftventilerad: som uteluftventilerad men luften tas inifrån.
3. Intag av tilluft: byggnadens tilluft tas genom dubbelskalsfasaden för att sedan ledas
vidare i ventilationskanaler. Viss uppvärmning av tilluften sker under vinterhalvåret
vilket är en fördel.
4. Uttag av frånluft: Luften kommer från insidan av byggnaden och förs via
dubbelskalsfasadens luftspalt ut till uteluften. Luftcirkulationen hjälper till att hålla
luftspalten varm vilket ger ökad värmeisolering av fasaden.
5. Buffertzon: Både den inre och yttre klimatskärmen är helt lufttäta vilket leder till att en
buffertzon bildas mellan fasaderna. Ingen ventilation av luftspalten sker.
Figur 3.6 Olika ventilationsprinciper hos dubbelskalsfasader
Det går även att kombinera olika lösningar. I norge är det t.ex vanligt med uteluftsventilerade
luftspalter där luftintagen stängs till på vinterhalvåret för att öka värmeisoleringen (Hellström,
2009). Fasaden övergår då till att vara oventilerad enligt princip 5 Buffertzon. Denna typ av
fasadsystem blir även allt vanligare i Sverige (Björling, 2009) där helt uteluftventilerad
tidigare har varit den klart dominerande.
18
4 Inneklimat När energieffektiviteten hos en byggnad ska bestämmas är det alltid bäst att börja med att ta
fram ett behagligt inneklimat. Detta är inte det lättaste då många variabler spelar roll och
människor inte har samma uppfattning om vad som är behagligt. De olika variablerna som
spelar roll kan ses i figur 4.1 nedan.
Figur 4.1 variabler för inneklimat
I denna studie kommer endast den termiska komforten att studeras noggrannare.
4.1 Termisk komfort Den termiska komforten beror på en mängd olika faktorer. Nedan redovisas en kort
beskrivning av de som är aktuella i denna studie.
4.1.1 Temperatur och strålning Lufttemperaturen runt om en människa är den dominerande biten för det termiska intrycket
men är ändå inte alltid en bra indikator på ett bra inneklimat. Beroende på att den inte tar
hänsyn till strålningsenergin från omgivande ytor. Medelstrålningstemperaturen tar däremot
hänsyn till strålningsenergin genom att en medelvärdesbildning görs utifrån de olika ytornas
temperatur och synfaktorer. Den tar däremot ingen hänsyn till lufttemperaturen.
Den operativa temperaturen är en sammanvägning av lufttemperaturen och
medelstrålningstemperaturen. Den operativa temperaturen kommer således att bli lägre om en
person står nära en kall glasruta än om hon står vid en varm innervägg. På detta sätt är den
operativa temperaturen en bra indikator på rummet som helhet men om man är intresserad av
ett specifikt byggelement kan det vara en idé att istället använda sig av den riktade operativa
temperaturen som funkar på samma sätt men den tar enbart hänsyn till ytor på samma sida av
personen som den ytan man är intresserad av. En skiss över detta kan ses i figur 4.2.
19
Figur 4.2 operativ- och direkt operativ temperatur.
4.1.2 Relativ luftfuktighet Relativ fuktighet är ett mått på hur mycket ånga som finns i luften vid en viss temperatur i
förhållande till hur mycket ånga luften kan ta upp vid samma temperatur. Den största effekten
som fuktigheten påverkar är värmeförlusten när ångan kondenserar. Men den spelar också roll
beroende på att kläder får ett högre fuktinnehåll vilket leder till en sämre isolerande förmåga
(Poirazis, 2008). Normalt så ligger den relativa fuktigheten i en kontorsbyggnad mellan 30 %
och 60 %.
4.1.3 Lufthastighet och turbulens Vid höga temperaturer inomhus så kan ökad hastighet på luften vara en fördel för att sänka
den upplevda temperaturen. Ett vanligt sätt att uppnå detta är att installera
propeller/cirkulationsfläktar. Ett problem kan då vara att ökad lufthastighet ger upphov till
drag vilket orsakar dålig komfort i form av lokal nedkylning.
4.1.4 Kläder Kläder ger isolering runt kroppen på samma sätt som en isolerad fasad ger runt en byggnad.
Olika kläder ger givetvis olika isolervärde, detta mäts i clo där en clo motsvarar 0,155m2K/W.
(Fanger, 1995) Beroende på klädsel kan komforttemperaturen variera med så mycket som 2-
3°C.
4.1.5 Uppfattat termiskt inneklimat Det är viktigt att ha i åtanke att termisk komfort är ett högst subjektiv värde eftersom ett
klimat som är fullt acceptabelt för vissa människor är fullständigt oacceptabelt för andra. För
att ändå kunna räkna på termiskt konfort så har P.O Fanger utarbetat ett system med PMV
(Predicted Mean Vote) index och PPD ( Predicted Percent Dissatisfied). Detta system används
både i den amerikanska ASHREA standard 55 och den Europeiska ISO standard 7730
(Poirazis, 2008). Det är därför viktigt att förstå innebörden av PMV och PPD.
PMV indexet är ett mått på termisk upplevelse, då den väger in inneklimatets parametrar och
personers upplevelse av den termiska komforten. Funktionen för PMV inkluderar aktivitet,
kläder, lufttemperatur, medelstrålningstemperatur, relativ lufthastighet och luftfuktighet.
20
Värdet som fås ut av funktionen ger ett förväntat medelvärde på en sju punkters upplevelse
skala som kan ses nedan (Fanger, 1995).
+3 hett
+2 varmt
+1 något varmt
0 neutralt
-1 något kallt
-2 kyligt
-3 kallt
PPD indexet gör en bedömning av hur stor del av antalet personer som inte är tillfredställda med det termiska klimatet, vilket innebär att de skulle ha svarat +3, +2, -2 eller -3 på sju-
punktsskalan i PMV indexet. Värt att nämna är att även om det är ett optimalt klimat inomhus
så kommer det ändå enligt PPD indexet finnas 5 % missnöjda. ISO 7730 säger att det är ett
godkänt inneklimat om PPD hålls under 10 % (Fanger, 1995).
4.1.6 Asymmetri hos omgivningen Även om en person känner sig termisk neutral som helhet så kan han ändå känna ett obehag
om någon kroppsdel är för varm eller för kall (Poirazis, 2008). Det finns en mängd olika
anledningar till att ett asymmetriskt inneklimat uppstår. Några av de vanligaste är.
• Kalla fönster
• En het yta
• Drag
4.1.7 Riktvärden För att klara av att säkerställa ett bra termisk klimat någorlunda enkelt så finns det allmänna
råd om temperaturer inomhus. Viktigt att påpeka är att det handlar om just råd och att det
alltså inte är tvingande. I denna rapport används Socialstyrelsens allmänna råd om
temperaturer inomhus dessa presenteras i tabell 4.1 nedan (N. Blom, 2005).
Riktvärde Rekommenderande värden Lufttemperatur 20-26 °C sommartid
20-24 °C vintertid
Lufttemperatur vid golv Över 18 °C Operativ temperatur 18-24 °C varaktig
18-26 °C kortvarig
Strålningstemperaturskillnad Fönster - motsatt vägg Tak – golv
Ej över 10 °C Ej över 5 °C
Luftens medelhastighet Ej över 0,15 m/s Yttemperatur golv Över 16 °C 20-26 °C Tabell 4.1 Riktvärden för temperaturer inomhus
21
5 Metod
5.1 Beräkningsverktyg För att göra en detaljerad beräkning av energiåtgången i en byggnad så krävs det att man
använder sig utav något av de olika beräkningsprogram som finns tillgängliga på marknaden.
Vilket program som bör användas beror både på var i byggprocessen beräkningen ska göras
samt hur komplex byggnaden är. För simuleringar i tidigt skede av byggprocessen så är det
lämpligt att använda beräkningsprogram så som Parasol, BV2Arch och bestfacade
(Blomsterberg 2008). Anledningen till att dessa fungerar bra i detta sammanhang är att de är
lätta att använda och att det på ett snabbt och enkelt sätt går det att testa olika utförandet med
tillräkligt bra tillförlitlighet. De två sistnämnda programmen ger ingen möjlighet att simulera
installationer och inneklimat och de har ett förenklat sätt att simulera värmebalansen för
fönster (Blomsterberg 2008).
Under systemskedet och bygghandlingsskedet behövs ett dynamiskt
energisimuleringsprogram vilket innebär att det kan göra beräkningar över tid utan stationära
förhållanden. För många projekt är det också en fördel om det kan hantera mer en zon (rum
eller grupper av rum). Program som klarar dessa krav kan nämnas t.ex. VIP+, IDA ICE eller
DEROB-LTH, VIP+ kan dock ej simulera kopplade rum. Även Parasol klarar dynamiska
modeller men kan ej simulera mer en ett rum.
I detta sammanhang ställs följande krav på programmet som ska användas. Det måste vara ett
dynamiskt byggnadssimuleringsprogram med följande egenskaper.
1. Användarvänligt gränssnitt
2. Klara av fler-zons beräkningar
3. Enkel modell för naturlig ventilation
4. Simulering av VVS-system typiska för kontorsbyggnader
5. Rimligt noggranna simuleringar av olika solavskärmningar
6. Möjlighet att simulera och anpassa dubbelskalsfasadmodell med validerade resultat.
7. Bra support
8. Förhållandevis spritt bland forskare och tekniska konsulter i Sverige
Programmet IDA ICE uppfyller alla ovanförnämnda krav vilket leder till att det programmet
kommer att användas.
Program som VIP+ har några av ovan nämnda egenskaper men eftersom det framförallt är
avsett för bostadshus så är fönstermodellsberäkningen inte tillräckligt noggrann för att göra
simuleringar med glasfasader. Det finns heller ingen enkel möjlighet att simulera
dubbelskalsfasader eller att själv utveckla en beräkningsmodell.
22
5.1.1 IDA ICE 3.0 IDA ICE (Indoor Climate and Energy) kom ut i sin första version 1998. Då utvecklades det av
Brisdata, vilka numera är omdöpta till EQUA. Utvecklingen finansierades delvis av statliga
medel men även av en intressentgrupp bestående av omkring 30 olika konsultföretag i Sverige
(EQUA, 2002).
IDA ICE är ett energiberäkningsprogram för simulering av energianvändning för
uppvärmning, kyla, belysning etc. samt termisk komfort och luftkvalitet i byggnader.
Programmet är ett dynamiskt energisimuleringsprogram som på ett detaljerat sätt tar hänsyn
till värme och ventilationssystem, genom simulering av dessa. Det finns ca 400 användare av
programmet framförallt i Sverige och Finland (Blomsterberg, 2008). Programmet används av
förvaltare, konstruktörer, VVS-projektörer, tillverkare och forskare.
Användargränssnittet är uppdelat i tre nivåer med olika stöd och frihet för användaren. I IDA-
Room som är den enklaste nivån fyller användaren i indata i ett eller flera formulär som
presenteras i sekvens. Därefter kan en simulering göras direkt för en zon eller så kan filen
flyttas över till nästa nivå, standardnivån. Här kan användaren i större utsträckning forma sin
egen byggnad med mer än en zon. Utifrån geometri, material, regulatorinställningar,
belastning osv. Det är fortfarande meningen att en person utan omfattande
simuleringskunskap ska kunna använda sig av standardläget.
På alla nivåer i IDA ICE beskrivs de matematiska modellerna med ekvationer i ett formellt
språk, NMF. Det är dock först på den avancerade nivån som användaren själv arbetar direkt
med ekvationerna vilket gör det möjligt att med en del kunskap skräddarsy en modell direkt
efter behovet i det egna projektet.
I detta arbete kommer simuleringar att utföras i standardmodellen men vissa grejor
beträffande dubbelskalsfasader kommer att göras i det avancerade läget.
I IDA ICE finns en 3D-modellerare, speciellt avsedd för byggsimulering. Med denna kan
byggnader direkt beskrivas för tidiga studier på skisstadiet och i senare skeden importera
färdiga 3D modeller från CAD-systemet via IFC-standard. Material och konstruktioner kan
antingen importeras från CAD-modellen eller hämtas från IDAs databas där även egna
material kan skapas. Modellen kompletteras med värmelaster, VVS-system, reglerstrategier
och klimatdata och kan därefter simuleras under olika perioder.
Vid simulering så kan två olika modeller användas. Klimatmodellen som är en högt detaljerad
fysik modell av byggnaden och dess komponenter. Klimatmodellen ger möjlighet att beräkna
exempelvis operativtemperatur för olika positioner i modellen. Energimodellen är en
matematiskt enklare modell som räknar med traditionell noggrannhet dvs. med en
genomsnittlig strålningstemperatur. Vilket ger kortare beräkningstider.
Efter att en simulering gjorts så presenteras resultaten som diagram och rapporter.
Användaren väljer själv vilka resultat han tycker är väsentliga och vill få fram. De olika
resultaten presenteras kortfattat nedan:
23
Diagram Byggnadsnivån Temperaturer i centralaggregat: Lufttemperaturer i centralt luftaggregat
Luftflöden genom centralaggregat: Luftflöden genom centralaggregat
Temperaturer i primärsystem: Temperaturer in och ut ur panna och kylmaskin
Avgivna effekter i primärsystem: Värme och kyla avgiven från primärsystemet
Diagram Zonnivån Huvudtemperaturer: Luft- och operativtemperaturer i zonen
Värmebalans: Detaljerad värmebalans för zonen
Lufttemperaturer vid golv och tak: Lufttemperaturer vid golv och tak vid deplacerande
ventilation (endast för Klimatmodell)
Fangers komfortindex: Fangers komfortindex, PPD, PMV
Luftkvalitetsmått: Luftväxlingar, CO2-halt, fuktighet
Dagsljusnivå: Dagsljusnivå vid skrivbordet (person no. 1) (endast för Klimatmodell)
Riktade operativtemperaturer Upplevd temperatur i olika riktningar (endast för
Klimatmodell)
Luftflöden i zonen: Luftflöden i zonen, in/ut genom innerväggar/klimatskal och
mekanisk ventilation
Luftburna värmeflöden till zonen: Luftburna värmeflöden in i zonen, genom
innerväggar/ytterväggar och mekanisk ventilation
Rapporter Byggnadsnivån Köpt energi: Total mängd energi och kostnader för köpt energi per energislag: Elektricitet,
Energi för värme och kyla.
Använd energi: Detaljer om källor till använd energi: Central resp. lokal värme/kyla i
zoner samt övrigt
Förlorad arbetstid: Total uppehållstid och förlorade arbetstimmar pga. över- eller
undertemperatur
Gratisenergi: Gratisenergi, för byggnaden, tillförd genom klimatskalet eller genererad i
zoner
Rapporter Zonnivån Rumstemperaturer och effekter: Rumstemperaturer och komprimerad värmebalans för
Simuleringens sista dygn. Använd inte för längre simuleringar.
Gratisenergi: Gratisenergi, per zon, tillförd genom klimatskalet eller genererad i zonen
24
På avancerad nivå kan användaren dessutom själv välja att logga valfria parametrar som då
redovisas efter simuleringen. I denna rapport kommer t.ex. lufttemperaturen inne i
dubbelskalsfasaden att redovisas.
5.2 Vad simuleras Simulering görs av en fiktiv kontorsbyggnad belägen i Malmö. Den består av fem våningar
men det är endast våning 4 som kommer att vara aktiv i beräkningarna. Denna våning består
av 5 kontorsrum, ett konferensrum, ett fikarum, öppet kontorslandskap för 18 personer samt
utrymme för hiss. Allt detta kan ses i figur 5.1. Modellen kommer att förses med olika
fasadtyper på söderfasaden medans alla övriga parametrar hålls konstanta. På så sätt kan en
jämförelse ske om hur energieffektiva de olika fasadtyperna är.
Figur 5.1- Planlösning våning 4.
I beräkningsmodellen delas våningsplanet upp i 5st zoner. Dessa redovisas i tabell 5.1 nedan.
Zon Beskrivning Kontor Alla fem kontorsutrymmena Konferens Konferensrummet Kontorslandskap Det öppna kontorslandskapet Fika Fikarum med köksinredning Trapphus Trapphus med hisschakt Tabell 5.1 Zonindelning av våningsplan
Det är givetvis en förenkling att göra om alla de fem kontoren till en gemensam zon. Men då
de ligger på motsatt sida av byggnaden i förhållande till väggen som kommer att bytas ut så
har det ingen direkt inverkan på resultaten.
25
5.3 Avgränsningar och Förenklingar i modellen
5.3.1 Avgränsningar Eftersom fasader kan byggas upp på ett oändligt antal sätt så måste ett urval göras om vad
som ska simuleras. Därför kommer enbart en standardfasad att simuleras. För glasfasaderna
testas tre olika glastyper och för dubbelskalsfasaden kommer tester att göras både för olika
ventilationsprinciper och glastyper. Vilka glastyper som är valda går att läsa om under
fasadtyper kap 5.4.
När det kommer till ventilationsprinciper så har samtal skett med såväl personal på ACC
Glasrådgivare AB (Björling, 2009), Schüco (Lindström 2009), Skanska Teknik (Pär Carling,
2009) samt forskare inom energi och byggnadsdesign vid Lunds tekniska högskola
(Blomsterberg och Hellström 2009). Från samtalen så har det framgått att det förekommer tre
olika typer av ventilationssystem i Sverige. Dessa är inneluftventilerad luftspalt,
uteluftventilerad luftspalt samt en oventilerad konstruktion. Där uteluftventilerad är den klart
dominerande. De uteluftsventilerade fasaderna som byggs idag brukar förses med
öppningsbara spjäll istället för att ha rena öppningar. Detta för att öka energieffektiviteten
genom att det går att stänga igen luftspalten på vintern och på så sätt öka temperaturen i
luftspalten som därmed får en ökad isoleringseffekt. Anledningen till att det inte byggs
dubbelskalsfasader av typerna 3 intag av tilluft och 4 uttag av frånluft är att det krävs en stor
investering då fasaden ska integreras med byggnadens ventilationssystem (Blomsterberg
2009). Denna investering är svår att räkna hem genom minskad energianvändning.
I detta arbete kommer därför de modeller som byggs upp förses med någon av de tre typerna
som används i Sverige. Fokus läggs på inne- och uteluftsventilerade. Endast en helt
oventilerad fasad kommer att simuleras där ingående glas väljs utifrån resultaten i övriga
simuleringar. De uteluftsventilerade fasaderna kommer att förses med öppningsbara spjäll.
Vid samtliga simuleringar så används en dubbelskalsfasad av korridorstyp då det är den
konstruktionstyp som vanligen används i Sverige (Blomsterberg 2009) den lämpar sig
dessutom bra enligt den modell som byggts upp. Det som gör att det är en lämplig fasad är att
modellen avgränsas till en våning vilket även fasaden av korridorstyp är. Dessutom sträcker
sig kontorslandskapet över en större del av söderfasaden vilket också gör denna
dubbelskalskonstruktion lämplig.
Luftspalten kommer att utformas så att den blir 800 mm bred. Denna bredd är vald eftersom
den är en vanlig bredd på den typ av fasad som simuleras. I rapporten Glasfasader
dubbelskalsfasader – krav och metoder rekommenderas en spaltbredd på ca 500-800 mm med
hänsyn till ventilation och åtkomlighet (Carlsson, 2003).
När det kommer till solavskärmningen så kommer alla enkelskalsfasaderer att förses med
invändiga persienner. Medan dubbelskalsfasaderna förses med lameller som ligger i
luftspalten. Anledningen till att det inte testas flera olika typer av solavskärmningar är att det
krävs separata studier över hur effektivt ett solskydd är vid olika typer av glas (Poirazis,
26
2008). Eftersom inga sådana studier görs så begränsas felmarginalen genom att förse samtliga
byggnader med samma typ av solavskärmning.
5.3.2 Förenklingar I beräkningsmodellen görs en hel del förenklingar för att minska risken för onödiga fel samt
hålla komplexiteten hos modellen nere för att på så sätt minska beräkningstiden. De största
förenklingar punktas upp nedan. Medan en del mindre går att läsa om i kapitel 6. Ingångsdata
till simulering.
• Endast våningsplan 4 simuleras. Detta leder till att inga transmissionsförluster sker via
golv och tak.
• Inga köldbryggor sägs förekomma.
• Utrymmen som toaletter, serverrum och liknande bortses det helt ifrån.
• Flera kontorsrum slås ihop till en zon.
• Enbart söderfasaden kommer att bytas ut vid simuleringarna.
• Belysningseffekten är lika stor oavsett vilken fasadtyp som används
• Energiåtgång för uppvärmning av varmvatten bortses det helt ifrån
Ingen av ovanstående förenklingar spelar någon större roll för syftet med arbetet som är att
jämföra energieffektiviteten hos olika fasadtyper. Detta på grund av att samma förutsättningar
kommer att gälla oavsett vilken fasad som simuleras. Jämförelse mot kraven i BBR kommer
däremot inte att vara givande då förenklingarna påverkar hela byggnadens energianvändning i
ganska stor utsträckning.
5.4 Fasadtyper Fasaden i söderläge kommer att bytas ut under simuleringarna detta för att få en jämförelse av
hur mycket energi en kontorsbyggnad använder med standardfasad, glasfasad eller
dubbelskalsfasad.
Efter att de första simuleringarna gjort så kommer det bästa alternativet från varje kategori,
standardfasad, glasfasad och dubbelskalsfasad, att simuleras igen men denna gång så ändras
regulatorvärdena från normala krav till strikta krav för att erhålla ett bättre inneklimat. Det
innebär att temperaturerna som anger när värme- och kylaggregat går igång kommer att
ändras från 20 – 25°C till 21-24°C.
27
5.4.1 Referensfasad standard Är framtagen med hjälp av Andreea Calotescu VVS-konstruktör Skanska och den är en av fyra
olika standardfasader som Skanska använder sig av. Tjocklekar och ingående material kan ses
på figur 5.2 nedan.
Figur 5.2 – Referensvägg sandwichelement av betong med cellplast.
30 % av fasaden är täckt av fönster av typ Elit Tradition 2-glas från Elitfönster. Valet görs
med tanke på att det i moderna kontors byggnader ofta används just 2-glas isolerrutor
(Blomsterberg, 2008). Simuleringar kommer att göras både med och utan solavskärmning.
Detta sker i form av invändiga persienner.
5.4.2 Referensfasad Glasfasad Vid simulering av glasfasad så utökas fönsterarean på väggen till 100 %. Tre olika glastyper
kommer att testas. Den första som en rak jämförelse mellan vanlig fasad och glasfasad. Här
används samma fönster som i referensfasad standard. I alternativ två så väljs ett glas som kan
anses ha egenskaper hos en typisk glasbyggnad (Poirazis, 2008). Valt glas är Pilkington Artic
Blue 6ab-15-sn4. I den sista simuleringen väljs ett modernt solskyddsglas med förbättrade
egenskaper jämfört med tidigare glas. Här faller valet på Pilkington Suncool Brilliant 30/7
6B(30)-15-6. Egenskaper för glas och profiler finns i kap 6.1 fönster. Även här görs
simuleringar både med och utan solavskärmning. Fasaderna kommer senare att benämnas som
glasfasad med fönsterglas (elit klassisk), standard glasfasad (Artic Blue) och glasfasad med
solskyddsglas (Suncool)
5.4.3 Dubbelskalsfasader Ventilation av fasaden kommer att ske på tre olika sätt, nämligen inneluftventilerad,
uteluftventilerad och oventilerad. Vilka är de tre huvudprinciperna vid dubbelskalsfasader i
Sverige (Björling, 2009).
Ett antal simuleringar kommer att göras för varje ventilationsstrategi. Dessa beskrivs närmare
nedan.
28
Uteluftsventilerad Dubbelskalsfasad Ventilation sker genom spjäll i fasadens ovan och underkant. Dessa spjäll är ställningsbara
och styrs beroende på temperaturen inne i luftspalten. Anledningen till detta är att luftspalten
på så sätt hålls varmare på vintern för att ge bättre isolering och därigenom minskat behov för
uppvärmning.
Alternativ A: som invändigt glas används en 2-glas isolerruta av typ Pilkington Optitherm SN
4-15-SN4. Ytterglaset sätts som ett enkelt klarglas av typ Pilkingtion Optifloat clear 10.
Denna fasad är tänkt att efterlikna de dubbelskalsbyggnader som finns i Sverige idag
(Poirazis, 2008).
Alternativ B: i detta alternativ används ett solskyddsglas invändigt för att minska
energianvändningen. Valt glas är Suncool HP Neutral 70/40 6Hn(70)-15-4. Det yttre glaset är
av samma typ som i fasad A
Alternativ C: Detta alternativ är som alternativ A fast en yttre solskyddsruta används i form av
Pilkington Optifloat Grey. Denna simulering görs för att se om inre eller yttre solskyddsruta
är effektivast.
Inneluftventilerad Dubbelskalsfasad Mekanisk ventilation används i form av ett frånluft aggregat i ovankant av spalten medans en
öppning finns i fasadens underkant.
Alternativ D: Detta alternativ är som alternativ A fast omvänd placering på rutorna. Det får
anses som standard för inneventilerade fasader.
Alternativ E: Som alternativ B fast omvänt.
Alternativ F: Som alternativ C fast omvänt.
Oventilerad Dubbelskalsfasad Både den yttre och det inre skalet är helt täta
Alternativ G: Här ges rutorna samma egenskaper som i det bästa fallet av A ,B och C.
29
6 Ingångsdata till simulering Nedan presenteras ingångsdata för olika parametrar till simuleringen i IDA 3.0.
6.1 Fönster När strålning träffar ett genomskinligt material såsom glas kommer en del att absorberas, en
del reflekteras, medan resten av strålningen kommer att tranmitteras. I IDA används
parametern direkt transmitterad andel (T) vilket är kvoten mellan den transmitterade
strålningen och den infallande solstrålningen. En annan faktor som används är Solfaktorn (g)
som är summan av den direkt transmitterade strålningen och energin som indirekt tillförs
rummet genom värmeöverföring från fönster och solskyddsmaterial som har absorberat
solstrålning.
6.1.1 Standardfasad Fönster som använd i fasaden är Elit Tradition 2-Glas. Värdena som används är hämtade från
samtal med Niclas Jacobsson som är produktchef på elitfönster.
fönsterstorlek 1,2*1,2 m U-värde glas 1,8 W/m2K U-värde karm 2,31 W/m2K Karmandel 31,5 % Solfaktor (g) 0,69 Direkttransmitterad andel (T) 0,58 Tabell 6.1 indata för fönster
Fönsterarean sätts till 30 % av fasadarean vilket är ett normalt värde (Poirazis, 2008). I indata
till IDA så kommer det enbart att sättas in ett fönster per yttervägg och zon. Vilket inte
kommer att göra någon skillnad för energiberäkningarna då karmandel och total fönster
storlek överensstämmer. Simulering kommer att göras både med och utan solavskärmning på
söderfasaden. Solavskärmning sker i form av persienn på insidan av fönstret som styrs både
med schema och efter solintensitet mot rutan. Detta medför att persiennen kommer att styras
av ljusintensiteten mellan 1- maj och 30- september annars är den uppdragen, datumen är
valda efter testsimuleringar där det visade sig att dessa datum var mest optimala. För att
persiennen ska dras ner krävs en ljusintensitet på minst 100 W/m2.
6.1.2 Referensfasad Glasfasad Vid simulering av glasfasad så utökas fönsterarean på väggen till 100 %. Area andelen av
profilerna sätts till 10 % (Lindström, 2008). Tre olika glas används vid simuleringar, värden
för de olika glasen redovisas i tabell 6.2.
30
Glas U-värde [W/m2K]
Solfaktor Direkttransmitterad andel
Elit Tradition 2-glas 1,8 0,69 0,58
Pilkington Artic Blue 6ab-15-sn4 1,4 0,33 0,27
Pilkington Suncool Brilliant 30/7 6B(30)-15-6
1,1 0,19 0,15
Tabell 6.2. Egenskaper för fasadglas i enkelskalskonstruktionen
Profilen som håller glasen på plats är framtagen efter samtal med Mats Lindström Byggteknisk rådgivare Schüco. Dessa har ett U-värde på 1,5 W/m2K.
Även för denna fasad görs beräkningar både med och utan solavskärmning i form av invändig
persienn. Här visar det sig att optimal styrning för solavskärmningen var mellan 1- maj och 30
september för de två bättre rutorna medan 1- april till 30- oktober var optimalt för alternativet
med Elit Tradition. Detta beror på att de två bättre glasen har så pass mycket solskydd inbyggt
i sig själv som det är att de klarar att få ner kylbehovet i april utan solavskärmning.
Hur stor effekt solavskärmningen har anges i form av en multiplikator som är ett tal mellan 0-
1 som multipliceras med motsvarande värde för glasrutan. Hur stor multiplikatorn är beror på
egenskaperna hos de olika glasrutorna. I sin doktorsavhandling gjorde Harris Poirazis studier
i Parasol för att få fram korrekta värden på solavskärmningen. I detta arbete så kommer
värden för solfaktorn att antas baserade på resultat från Poirazis simuleringar (Poirazis, 2009).
Solfaktor för glas och solavskärmning kan ses i tabell 6.3.
Glas Solfaktor glas
Multiplikator Persienn
Total solfaktor geffektiv
Elit Tradition 0,69 0,6 0,30
Pilkington Artic Blue 6ab-15-sn4 0,33 0,8 0,28
Pilkington Suncool Brilliant 30/7 6B(30)-15-6
0,19 0,95 0,18
Tabell 6.3 Solfaktor för glas och solavskärmning
6.1.3 dubbelskalsfasad I de fall där mekanisk ventilationen används kommer den att drivas av en frånluftfläkt i
ovankant av fasaden. Luftflödet kommer att sättas till 0,25 oms/h vilket är antaget efter samtal
med (Björling, 2009). Tilluft sker via öppningar i nederkant som ges en area som är 5 % av
väggens area. Detta motsvarar en bredd på 150 mm om öppningen följer hela fasaden. När
luftspalten ventileras med uteluft kommer ett självdragssystem att tillämpas. Här placeras
öppningsbara spjäll i ovan och underkant av dubbelskalsfasaden. Dessa spjäll styrs sedan av
temperaturen inne i luftspalten. Anledningen till detta är att fasaden på så sätt minskar
uppvärmningsbehoven på vintern eftersom luftspalten inte blir lika kall. Spjällen kommer att
öppnas gradvis där de är fullt stängda om luftspalten har en temperatur under 35° C och fullt
31
öppna vid temperaturer över 45° C (Björling, 2009). Storleken på spjällen är 5 % av
väggarean.
Glasen i dubbelskalsfasaden kommer att kombineras på flera olika sätt. Nedan summeras den
indata som ges för de olika glasen i IDA. Vilka glas som används var går att läsa i kap 5.4.3
dubbelskalsfasader.
alternativ U-värde Solfaktor Direkttranmitterad andel
Inre glas Yttre glas Inre glas Yttre glas Inre glas Yttre glas
A 1,2 5,6 0,63 0,78 0,53 0,73
B 1,1 5,6 0,43 0,78 0,39 0,73
C 1,2 5,7 0,63 0,67 0,53 0,57
D 5,6 1,2 0,78 0,63 0,73 0,53
E 5,6 1,1 0,78 0,43 0,73 0,39
F 5,7 1,2 0,67 0,63 0,57 0,53
G 1,1 5,6 0,43 0,78 0,39 0,73
Tabell 6.4 Glasegenskaper hos dubbelskalsfasader
Solavskärmning kommer att ske med lameller som ligger i luftspalten mellan de både
glasskikten. Multiplikator för solskydden sker på samma sätt som för enkelskalsfasadererna.
En högre effekt för solskyddet uppnås för fönster med högt T-värde i det yttre skalet.
Multiplikatorn varierar mellan 0,6 och 0,9 (Poirazis, 2008). Exakta värden kan ses i tabell
6.5.
Alternativ Solfaktor yttre glas Multiplikator Persienn Total solfaktor yttre skikt
A 0,78 0,6 0,47
B 0,78 0,6 0,47
C 0,67 0,8 0,54
D 0,63 0,75 0,47
E 0,43 0,9 0,39
F 0,63 0,75 0,47
G 0,78 0,6 0,47
Tabell 6.5 Egenskaper för solavskärmning på dubbelskalsfasad
6.2 Laster
6.2.1 Personer Antalet personer per zon definieras utifrån planlösningen för våningen figur 5.1 sid 24. Där
antal sittplatser dimensionerar för kontor och öppet kontorslandskap och fikarum.
Mötesrummet dimensioneras för 10 personer trots att det finns 18 sittplatser eftersom det inte
alltid kommer att vara fullt. Trapphuset ges ingen personlast. Aktiviteten sätts till 1,2 met
vilket motsvarar stillasittande aktivitet och clo-värdet sätts till 0,5 på sommarhalvåret vilket
32
motsvarar sommarklädsel medans värdet under vinter månaderna sätts till 0,9 som motsvarar
långbyxor och tröja (Fanger, 1995).
Ett belastningsschema sätts upp som anger mellan vilka tider som rummen är belastade. För
kontor och kontorslandskap sätts belastning mellan 8-17, i konferensrummet antas ett möte
per dag mellan 14-15, fikarummet belastas under frukost och lunch alltså mellan 8.30-9 och
12-13. Alla belastningar kommer att ges ett värde på 80 % av dimensionerade värden vilket är
ett standard värde för kontor (Blomsterberg 2009). Under tiden juni-augusti dras belastningen
ner till 40 % beroende på semester.
6.2.2 Belysning För att ta fram ingångsdata för belysningen så ändvänds storheterna för ljusflöde, som mäts i
lumen (lm), och illuminans vilket är ett mått på hur mycket en yta belyses. Illuminansen mäts
i lux vilket är lm/m2.
Belysning antas ske med lågenergi belysning i form av HF-don. Installerad effekt är för
kontor och mötesrum satt till 12 W/m2 med en illuminans på 500 lux. Övriga utrymmen till 6
W/m2 och 250 lux vilket är standardvärden (NUTEK, 1994). Dessa värden ger lumeneffekten
41,7 lm/W. Belysning för varje zon kan ses i tabell 6.6. Belysningen tänds kl 7 och släcks kl
18.
Zon Yta (m2)
effekt/Area (W/m2)
total effekt (W)
Illuminans (lux)
Ljusflöde (lm)
ljusflöde per effekt (lm/W)
Kontor 66 12 792 500 33000 41,7
Konferens 24 6 144 250 6000 41,7
Öppet kontorslandskap
200 12 2400 500 100000 41,7
Fika 25 6 150 250 6250 41,7
Trapphus 15 6 90 250 3750 41,7
Tabell 6.6 indata för belysning
Vid byte av fasad till en ren glasfasad så borde rimligtvis behovet av belysning förändras. I
simuleringen så tas ingen hänsyn till detta då omfattande studier skulle behöva göras för att ta
fram rimliga värden.
6.2.3 Elektrisk utrustning
I fikarummet antas köksutrustning med sammanlagd värmeavgivning på 200 W (Calotescu
2009). Utrustningen antas gå på 100 % effekt under lunchen och annars 50 % effekt beroende
på att enbart kyl och frys är igång dygnet runt. Utrustning i övriga zoner redovisas i tabell 6.7.
Värmeavgivningen från objekten är hämtade från (Poirazis, 2008).
33
Zon Elektrisk utrustning
Kontor
1 PC (125 W) per sittplats
Mötesrummet Ingen elektrisk utrustning finns.
Öppet kontorslandskap En PC (125 W) per sittplats, totalt 16st (2000 W)
2 skrivare (30 W), totalt 60 W
1 fax (30 W)
2 kopieringsmaskiner (500 W) Totalt 1000 W
Tabell 6.7 Elektrisk utrustning och värmeavgivning
Schemat över användandet i ovan nämnda zoner sätts till 80 % mellan 8-12, 15 % mellan 12-
13 och 80 % mellan 13-17. Under semestern, juli-augusti, dras användandet ner till hälften.
Övriga tider sätts användandet till 0 % vilket inte är helt överensstämmande med
verkligheten. Detta spelar inte någon större roll då förutsättningarna är samma oberoende av
vilken fasad som testas.
6.2.4 Möbler Möblerna i samtliga zoner kommer att definieras som standardmöbler enligt IDA vilket
medför ett värmeövergångstal på 6,0 W/m2K. Andel möbler av totalarean är uppskattad enligt
möbler inritade i figur 5.1 sid. 24 och kan ses i tabell 6.8 nedan.
Zon Andel möbler Möbelarea (m2) Kontor 33 % 21,8 Konferens 50 % 12 Öppet kontorslandskap 25 % 50 Fika 25% 6,3 Trapphus 0 % 0 Tabell 6.8 möbler i olika zoner
6.3 Ventilation Byggnaden har ett till/frånluftssystem med väl omblandande luftföring vilket är vanligt för
kontor enligt (Calotescu 2009). En läckageyta genom klimatskalet ansätts i varje zon på en
höjd av 1m över golvet. Läckageytan har till uppgift att simulera det luftläckage som
oavsiktligt sker genom klimatskalet på byggnaden. Ytans storlek sätts till 0,001 m2 vid 4Pa
(Standardvärde i IDA ICE). Lufthastigheten är 0.1m/s vilket är ett rimligt värde enligt
riktvärdena på < 0,15 m/s. enligt kap 4.1.7 Riktvärden.
6.3.1 Luftflöden Vid beräkning av luftflöden till de olika zonerna så används normvärdena från
arbetsmiljöverket på 0,35 l/m2 +7 l/pers för maxvärden och 0,35 l/m2 för minvärde.
34
I konferensrummet så sätts antal personer till 10st då rummet inte alltid kommer att vara
fullsatt vilket medför att ett värde på 18 personer skulle ge för stora flöden i de flesta fall. För
kontorsutrymmen antas att 80 % av personerna är närvarande.
Styrningen av luftflödena kommer att ske på olika sätt beroende på vilken zon som avses. För
konferensrummet och fikarummet så kommer ett temperaturstyrt VAV system att simuleras.
Detta innebär att ventilationen ökar när temperaturen blir högre beroende på ökad
personbelastning. I zoner med VAV system så finns både tilluftsintag och frånluftsdon
installerat. För övriga rum antas CAV system vilket innebär att luftflödet hålls konstant på
maxnivå mellan 7-18. Medan det dras ner till minimum övriga timmar. För zoner med CAV-
system så kommer enbart tilluft att finnas för zonerna kontor och trapphus. Tillförd luft tas
istället ut via kontorslandskapet. Luftflödena summeras i tabell 6.9 nedan.
Zon Yta [m2]
personer Tilluftflöde max [l/s]
Tillluftflöde min [l/s]
Frånluftsflöde Max [l/s]
Kontor 66 6 56,7 23,1 -
Konferens 24 18 (10) 78,4 8,4 80
Öppet kontorslandskap
200 18 170 70 235
Fika 25 12 92,75 8,75 94
Trapphus 15 0 5,25 5,25 -
Totalt 330 403,9 115,5 409
Tabell 6.9 luftflöde i olika zoner
Maxvärdet på frånluften är något högre än byggnadens totala tilluftsflöde för att skapa ett
visst undertryck.
6.3.2 Luftbehandlingsaggregat Eftersom ventilationen kommer att styras med både CAV och VAV-system så måste två olika
luftbehandlingssystem dimensioneras. Detta har gjorts av Christer Assarsson på Fläktwoods.
Ingångsdata till programmet kan ses i tabell 6.10 nedan medan dimensioneringen i sin helhet
kan ses i bilaga C.
Kontorsutrymme (CAV-styrt)
Fika och konferens (VAV-styrt)
Verkningsgrad värmeväxlare [%] 81,3 84 Tryckhöjning tilluftsfläkt [Pa] 525 438 Tryckhöjning frånluftsfläkt [Pa] 458 399 Verkningsgrad Tilluftfläkt [%]
48,1 39,8
Verkningsgrad Frånluftsfläkt [%]
49,8 42,8
Temperaturhöjning Tilluftsfläkt och system [°C]
0,9 0,9
Verkningsgrad värmebatteri [%] 90 90 Verkningsgrad kylbatteri [%] 90 90 Tabell 6.10 indata för luftbehandlingssytem
35
6.4 Värme/Kyla Som primärkälla för värme och kyla används fjärrvärme/kyla vilket medför att
verkningsgraden för pannan och kylmaskinen sätts till 100 %. Effekterna sätts oändligt stora
vilket medför att IDA själv anger behövd effekt.
Värme och kyla kommer att tillföras i två olika led först i luftbehandlingsaggregaten där
tilluften värms/kyls av värme- och kylbatteri. Sedan i de olika zonerna via vattenburna
system.
6.4.1 Temperaturstyrning av tilluften Uppvärmningen samt nedkylningen i primärsystemen styrs med ett schema där
tilluftstemperaturen är knuten till uteluftstemperaturen. En bild över schemat visas i figur 6.1
nedan. Anledningen till denna styrning är att det ur konfortsynpunkt är behagligare med en
högre tilluftstemperatur på vintern och lägre på sommaren. Att temperaturen tillåts stiga vid
27 °C beror på att det skulle dra orimliga mängder energi att behålla 16 °C. Schemat är hämtat
från (Poirazis, 2008).
Figur 6.1 schematisk styrning av tillufttemperatur
6.4.2 Värme/kylsystem Värme kommer att tillföras de olika rummen med ett vattenburet radiatorsystem.
Framloppstemperaturen i kretsen är 55 °C medans returtemperaturen ligger på 45 °C.
Maxeffekten ställs in en bra bit över vad som behövs vilket leder till att IDA ICE själv
utnyttjar den effekt som kommer att behövas vid varje tillfälle.
Radiatorerna styrs med prop. kontroll vilket innebär att flödet genom radiatorn varierar
beroende på omgivande temperatur.
För att kyla byggnaden under de varma sommarmånaderna används aktiva kylbafflar.
Eftersom kylning via bafflar är baserat på kylning av tilluften i lokalen så ställs effekten in för
36
både max- och minflöden. Och precis som för radiatorerna så överdrivs maxeffekterna för att
ge IDA utrymme att själv räkna på behövd effekt. Ett dimensionerat flöde, det luftflöde som
sägs passera genom kylbaffeln, ställs också in, I modellen antas att halva tilluftsflödet går via
bafflarna. Temperaturerna för vattnet i kylsystemet är 3°C i framloppstemperatur och 10 °C i
returtemperatur detta gäller för rumstemperatur på 20 °C.
Kylbafflarna styrs med PI kontroll som betyder att aggregatet antingen är på eller av. Det
startar alltså vid för höga temperaturer och stängs av vid behaglig rumstemperatur.
Precis som för fönster och belysning så kommer enbart en radiator samt en kylmaskin sättas
in i varje IDA-zon. Men dessa kommer att stå för lika stor sammanlagd effekt som många
mindre enheter skulle ha gjort.
37
7 Resultat och diskussion I det här kapitlet så redovisas resultaten i tre olika avsnitt. Dels för referensbyggnaderna och
dels för alternativen med dubbelskalsfasader och därefter redovisas värdena som erhålls när
höga krav ställdes på regulatorn för värme och kyla. Parametrarna som det fokuseras på är
byggnadernas totala energianvändning samt lufttemperatur, operativ temperatur och Fangers
komfortindex i kontorslandskapet då den zonen är mest berörd av ändringar i söderfasaden.
7.1 Referensfasader Som referensfasader räknas alla simuleringar med enkelskalsfasader.
7.1.1 Energianvändning Den totala energianvändningen för standardfasader redovisas i figur 7.1
Figur 7.1 Energianvändning för referensbyggnader med standardfasad.
Från simuleringarna framgår det klart att standardfasaden med solavskärmning är bäst ur
energisynpunkt då den har ett kraftigt minskar kylbehov. I övrigt är fasaderna ganska
jämbördiga. Den totala energianvändningen kan verka låg men det beror på gjorda
förenklingar där inga köldbryggor förekommer och inte heller något läckage via grund eller
yttertak. Det förekommer heller inget serverrum vilket skulle ha ökat elanvändningen. Detta
16 16
1914
3232
1918
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Referensfasad standard Referensfasad standard med
invändig persienn
kWh
/m2
värme kyla belysning övrigt
86 81
38
gäller för samtliga simuleringar. Energianvändningen för belysning är något hög om det
jämförs med verkligheten där en genomsnittlig kontorsbyggnad drar ca 23 kWh/m2år (Statens
Energimyndighet, 2006). Anledningen till den höga förbrukningen kan ha att göra med att
förenklingar som gjordes i modellen där korridorer och serverrum inte sattes ut. Dessa
utrymmen har normalt sett inte en lika stor installerad belysningseffekt som ett kontor. I
rapporten Förbättrad energistatistik för lokaler – ”Stegvis STIL” – Rapport för år 1 –
Inventering av kontor och förvaltningsbyggnader. Så undersöktes 123 kontor och
förvaltningsbyggnader bland dessa så varierade elanvändningen för belysning från 7
kWh/m2år till 53 kWh/m2år (Statens Energimyndighet, 2006) så värdena från simuleringen är
inte helt orimliga.
Nedan redovisas resultaten från simuleringar med glasfasader. Energianvändningen är här
högre än för referensfasad standard beroende på ett ökat kylbehov men även pga. ett större
behov av att värma byggnaden. Att mer värme behöver tillföras beror till största del på att
glasfasaderna har ett högre U-värde än standardfasaden vilket ger ett ökat värmeläckage.
Anledningen till att mer kyla behövs är på grund av den ökade solinstrålningen som kommer
in i byggnaden tack vare de stora glaspartierna. Solstrålningen alstrar värme som sen måste
kylas bort.
Figur 7.2 Energianvändning för referensbyggnader med glasfasader
I resultaten för glasfasader så framgår det tydligt hur viktigt det är med solavskärmning på en
glasfasad. Detta märks framförallt i fasaderna med Elit klassisk 2-glas som är ett standardglas
för fönster. De två andra glastyperna är solskyddsglas vilket innebär att de i sig själv har en
viss solavskärmning. Solskyddet i fallet för Suncoolglaset är så pass bra att det i princip inte
29 22 20 20 23 23
41
3426 25 17 17
32
32
32 3232 32
25
20
19 1919 19
0
20
40
60
80
100
120
140
Fönsterglas Fönsterglas
med invändig
persienn
Standard
Glasfasad
Standard
glasfasad med
invändig
persienn
Solskyddsglas Solskyddsglas
med invändig
persienn
kWh
/m2
värme kyla belysning övrigt
128
108 98 96
91 91
39
märks någon skillnad om solavskärmning finns eller inte. Detta solskydd gör att Suncool
fasaden är den glasfasad som klarar sig bäst. Det är dock inte säkert att solskydds-
egenskaperna enbart är positivt då dagsljusbidraget skulle reduceras vilket kan ge ett större
behov av artificiell belysning jämfört med ett annat glas. Inga sådana studier har gjorts i detta
arbete vilket är orsaken till att belysningsandelen är lika stor i samtliga simuleringar
Resultaten för samtliga referensfasader sammanfattas i tabell 7.1
Fasad Värme
[kWh/år]
Kyla
[kWh/år]
Belysning
[kWh/år]
Övrigt
[kWh/år]
Totalt
[kWh/år]
Referensfasad standard 16 19 32 19 86
Referensfasad standard med invändig persienn
16 14 32 18 81
Fönsterglas 29 41 32 25 128
Fönsterglas med invändig persienn 22 34 32 20 108
Standard Glasfasad 20 26 32 19 98
Standard glasfasad med invändig persienn
20 25 32 19 96
Solskyddsglas 23 17 32 19 91
Solskyddsglas med invändig persienn
23 17 32 19 91
Tabell 7.1 Energi användning för byggnader med referensfasader
7.1.2 Inneklimat
Figur 7.3. operativ temperatur baserat på månadsmedelvärde
I figur 7.3 visas hur den operativa temperaturen i kontorslandskapet varierar över ett helt år
baserad på ett månadsmedel. Viktigt att tänka på här är att byggnaden inte används under
större delen av tiden vilket gör att dessa värden kan vara lite missvisande.
20
22,5
25
27,5
30
jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec
°C
Operativ temperatur Kontorslandskap
Referensfasad standard Referensfasad standard med invändig persienn
Fönsterglas Fönsterglas med invändig persienn
Standard Glasfasad Standard glasfasad med invändig persienn
Solskyddsglas Solskyddsglas med invändig persienn
40
Det framgår i diagrammet att samtliga byggnader blir ganska varma under sommarmånaderna
oavsett vilken fasad de har. Detta beror bl.a. på hög internvärme från personer och
kontorsutrustning. Sämst resultat får glasfasaden med fönsterglas utan solavskärmning
medans standardfasaden med invändig persienn får de mest tillfredställande resultaten.
För referensfasad standard med solavskärmning och glasfasad med solskyddsglas kommer
värden för juni månad baserade på timmedelvärde att redovisas i figur 7.4 och 7.5.
Figur 7.4 Temperaturer i kontorslandskapet referensfasad standard med invändig persienn
under Juni månad
Trots att kylanlägningen gör sin uppgift och håller rumsluftens temperatur under 25°C så
framgår det av figuren att den operativa temperaturen sticker iväg över 26°C. Anledningen till
att rumsluften pikar vissa dagar är att det är helg och då är kylsystemet avstängt.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
3623 3723 3823 3923 4023 4123 4223 4323
°C
Timmar
Temperaturer i kontorslandskapet med standardfasad
Operativtemperatur Rumsluftens temperatur
41
Figur 7.5 Temperaturer i kontorslandskapet solskyddsglas med invändig persienn under Juni
månad
Glasfasaden har något högre temperaturer än standardfasaden men ändå relativt bra värden.
Utifrån temperaturerna i rummet kan Fangers komfortindex utvärderas. I figur 7.6 visas
resultatet för PMV indexet. Vilket är ett förmodat medelvärde på Fangers skala mellan -3 och
3 av hur man upplever den termiska komforten inomhus. Negativa värden anger att det är för
kallt och positiva för varmt medan noll är perfekt. För att resultatet ska vara godkänt ska
värden på mer än +/- 0.5 inte förekomma under längre perioder.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
3623 3723 3823 3923 4023 4123 4223 4323
°C
Timmar
Temperaturer i kontorslandskapet med Suncool Glasfasad
Operativtemperatur Rumsluftens medeltemperatur
42
Figur 7.6 PMV index, veckomedelvärde för samtliga referens fasader under kontorstid.
Enligt resultaten så klarar referensfasaden och glasfasaden med Solskyddsglas sig under
gränsvärdena, standard glasfasaden med Artic Blue glas klarar sig hyfsat medans fasaden med
fönsterglas är en ren katastrof. Att den sistnämnda klarar sig så dåligt är inte överraskande och
den är heller inget realistiskt byggalternativ utan enbart med som en jämförelse.
PMV indexet räknas om till PPD index som anger hur många procent av personalen som är
missnöjda med den termiska situationen på kontoret. Eftersom det aldrig kommer gå att
tillfredställa alla personer så är 10 % missnöjda ett bra värde. På grund av stor spridning i
resultaten mellan fasaderna så redovisas värdena i två olika diagram det första över de två
sämre glasfasaderna nämligen Fönsterglas och standard glasfasad, figur 7.7. och i diagram två
redovisas således resultaten för referensfasad standard och glasfasaden med solskyddsglas,
figur 7.8.
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Veckor
PMV index för Referensfasader
Referensfasad standard Referensfasad standard med invändig persienn
Fönsterglas Fönsterglas med invändig persienn
Standard Glasfasad Standard glasfasad med invändig persienn
Solskyddsglas Solskyddsglas med invändig persienn
43
Figur 7.7. PPD index för de sämst presternade glasfasaderna.
Resultaten visar att ingen av de ovanstående byggnaderna hade klarat rekomendationerna på
10% missnöjda. Om analalys görs av PMV indexet så framgår det att det är problem med ett
för varmt klimat som gör folk missnöjda. För att klara kraven skulle alltså byggnaderna
försetts med betydligt mer kyla vilket skulle ökat energianvändningen drastiskt. För Fasaden
med elit klassisk 2-glas fönster är det inte ens rimligt att tillföra den mängd kyla som skulle
behövas.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
% m
issn
öjd
a
Veckor
PPD Index för Referensfasader
Fönsterglas Fönsterglas med invändig persienn
Standard Glasfasad Standard glasfasad med invändig persienn
44
Figur 7.8 PPD index för de två bästa fasadtyperna bland referansfasaderna
Med ett väldigt strikt synsätt så är det bara referensfasad standard med solavskärmning som
klarar av att uppfylla kraven. Men eftersom de andra byggnaderna endast faller utanför ramen
under en kort period på sommaren så kan dessa också anses som acceptabla. Eftersom
standardfasad med solavskärmning och glasfasaden med Suncoolglas var de bästa alternativen
i sina respektive klasser kommer de också att simuleras med hårdare krav på
regulatorinställningarna. Vilket bör ge ett bättre PMV och PPD index.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
% m
issn
öjd
a
Veckor
PPD Index för Referensfasader
Referensfasad standard Referensfasad standard med invändig persienn
Solskyddsglas Solskyddsglas med invändig persienn
45
7.2 Dubbelskalsfasader
7.2.1 Energianvändning I figur 7.9 redovisas resultaten för uteluftsventilerade dubbelskalsfasader.
Figur 7.9 Energianvändning för dubbelskalsfasader med uteluftventilerad luftspalt.
Alle dessa fasader har en godtagbar energianvändning, altarnativ B har lite bättre än de
övriga. Ingen av fasaderna kommer dock ner i de nivåerna som referensfasad standard med
invändig persienn hade men de är bättre än den bästa glasfasaden.
De övriga dubbelskalsfasaderna redovisas i figur 7.10 nedan.
Figur 7.10 Energianvändningen för inneluftsventilerade och oventilerade dubbelskalsfasader
21 16 19
1416 16
32 32 32
19 19 19
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Dubbelskalsfasad A
Uteventilerad
Dubbelskalsfasad B
Uteventilerad
Dubbelskalsfasad C
Uteventilerad
kWh
/m2
kyla värme belysning övrigt
14 16 15 16
35 28 3418
3232
32
32
2020
20
19
0
20
40
60
80
100
120
Dubbelskalsfasad D
inneventilerad
Dubbelskalsfasad E
inneventilerad
Dubbelskalsfasad F
inneventilerad
Dubbelskalsfasad G
Oventilerad
kWh
/m2
värme kyla belysning övrigt
87 84 86
102 96 101
85
Inget av alternativen med inneluftventilerad luftspalt ger ett tillfredställande resultat. Detta
beror med största sannolikhet på att luften i spalten blir väldigt varm.
ventileras spalten av inneluft och inte uteluft, som kan ha lägre temperatur
därmed kyla ner luften i spalten
inneluften vilket gör att värmen sprider sig inåt. I figur
luftspalten under juni månad för du
är oventilerad fick däremot ok värden för energianvändningen.
Figur 7.11a Lufttemperatur i luftspalten alternativ B
solskyddsglas juni månad
Figur 7.11b lufttemperatur i luftspalten alternativ E
solskyddsglas juni månad
alternativen med inneluftventilerad luftspalt ger ett tillfredställande resultat. Detta
beror med största sannolikhet på att luften i spalten blir väldigt varm. Varma sommardagar
ventileras spalten av inneluft och inte uteluft, som kan ha lägre temperatur
ner luften i spalten. Det finns ingen ordentlig isolering mellan luftspalten och
inneluften vilket gör att värmen sprider sig inåt. I figur 7.11 a-c visas temperaturen inne i
för dubbelskalsalternativ B, E och G. Alternativet där luftspalten
är oventilerad fick däremot ok värden för energianvändningen.
ufttemperatur i luftspalten alternativ B uteluftventilerad med invändigt
lufttemperatur i luftspalten alternativ E inneluftventilerad med utvändigt
46
alternativen med inneluftventilerad luftspalt ger ett tillfredställande resultat. Detta
Varma sommardagar
än inneluften och
Det finns ingen ordentlig isolering mellan luftspalten och
visas temperaturen inne i
Alternativet där luftspalten
med invändigt
med utvändigt
Figur 7.11c lufttemperatur i luftspalten alternativ
månad
För fallet med uteluftventilation så stiger
den temperaturen där spjällen öppnas. För de andra två fasadtyperna så är temperaturen över
50 °C ganska vanliga. Detta tyder på att
ett så kraftigt kylbehov.
Precis som för fallen med referensfasaderna så sammanfattas alla alternativen i en tabell.
Fasad
Dubbelskalsfasad A Uteventilerad Dubbelskalsfasad B Uteventilerad Dubbelskalsfasad C Uteventilerad Dubbelskalsfasad D inneventilerad Dubbelskalsfasad E inneventilerad Dubbelskalsfasad F inneventilerad Dubbelskalsfasad G Oventilerad
Tabell 7.2 Energianvändning för kontor med dubbelskalsfasad
lufttemperatur i luftspalten alternativ G oventilerad med inre solskyddsglas
För fallet med uteluftventilation så stiger temperaturen i princip aldrig över 35
är spjällen öppnas. För de andra två fasadtyperna så är temperaturen över
Detta tyder på att det är därför som den inneluft-ventilerade fasaden får
Precis som för fallen med referensfasaderna så sammanfattas alla alternativen i en tabell.
Värme [kWh/år]
Kyla [kWh/år]
Belysning [kWh/år]
Övrigt [kWh/år]
14 21 32 19
16 16 32 19
16 19 32 19
14 35 32 20
16 28 32 20
15 34 32 20
16 18 32 19
Energianvändning för kontor med dubbelskalsfasad
47
oventilerad med inre solskyddsglas juni
temperaturen i princip aldrig över 35 °C vilket är
är spjällen öppnas. För de andra två fasadtyperna så är temperaturen över
ventilerade fasaden får
Precis som för fallen med referensfasaderna så sammanfattas alla alternativen i en tabell.
Totalt [kWh/år]
87
84
86
102
96
101
85
48
7.2.2 Inneklimat Hur den operativa temperaturen varierar över ett år för de olika alternativen kan ses i figur
7.12 nedan.
Figur 7.12 Operativ temperatur baserat på månadsmedelvärde
Diagrammet visar att det i princip har bildats två skikt av de olika fasadtyperna. Ett där
kylaggregaten klarar av att hålla nere temperaturen på sommaren och ett där temperaturen
istället stiger. Och precis som innan så är det de inneluftsventilerade fasaderna som får sämst
resultat. Att detta sker är förstås knutet till samma problem som gjorde att
energianvändningen blir så hög för dessa fasader. En englasruta är helt enkelt inte tillräckligt
bra isolering mot övertemperaturerna som bildas i spalten. Övertemperaturerna kyls heller
inte bort lika effektivt för de inneluftventilerade alternativen (se tidigare). G-värdet i det yttre
glaset påverkar också vilka temperaturer som luftspalten kommer upp i då det anger hur
mycket av solens värmestrålning som transmitteras vidare in i spalten. Vilket är anledningen
till att alternativ E med yttre solskyddsglas klarar sig bättre än övriga inneluftsventilerade
fasader.
Överlag så är den operativa temperaturen bättre för dubbelskalsfasaderna än för
enkelskalsglasfasaderna. Den huvudsakliga orsaken till detta är att fördelarna hos en yttre
solavskärmning erhålls. Vilket innebär att värmen som absorberas av solskyddet stannar
utanför rummet. De dubbla fasaderna ger också ett totalt bättre skydd både vad gäller U-värde
och solskydd.
För att se hur stor skillnad det verkligen är mellan ute- och inneluftsventilerade fasader så
redovisas den operativa temperaturen i juni månad för fasad B, och E.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec
°C
Operativ temperatur Kontorslandskap
dubbelskalsfasad alternativ A dubbelskalsfasad alternativ B
dubbelskalsfasad alternativ C dubbelskalsfasad alternativ D
dubbelskalsfasad alternativ E dubbelskalsfasad alternativ F
dubbelskalsfasad alternativ G
Figur 7.13 temperaturer i kontorslandskapet
timmedelvärde
I figur 7.13 syns det att temperaturerna i fallet med fasad av alternativ B ser bra ut. Vid några
tillfällen kryper rumsluften upp mot 26 °C vilket är fullt acceptabelt.
Figur 7.14. temperaturer i kontorslandskapet
timmedelvärde
temperaturer i kontorslandskapet med uteluftsventilerad spalt junimånad,
yns det att temperaturerna i fallet med fasad av alternativ B ser bra ut. Vid några
tillfällen kryper rumsluften upp mot 26 °C vilket är fullt acceptabelt.
ntorslandskapet med inneluftsventilerad spalt
49
junimånad,
yns det att temperaturerna i fallet med fasad av alternativ B ser bra ut. Vid några
med inneluftsventilerad spalt junimånad,
50
Som misstänktes redan vid diagrammet över månadsmedelvärdet på operativtemperaturen,
figur 7.12, så är inte temperaturerna på särskilt bra nivå. Det sker vid ett flertal tillfällen att
rumsluften är över 28 °C och den operativa temperaturen når upp och till och med över 30 °C.
Resultaten på temperaturerna ger följande PMV index.
Figur 7.15. PMV index för kontorslandskap i byggnad med dubbelskalsfasad
Värdena ser ut precis som väntat dvs. bra för uteluftventilerade fasader och för det
oventilerade alternativet medans det ser sämre ut för de inneluftsventilerade alternativen.
Precis som för referens fasaderna så delas dem upp i en bra och en dålig grupp för att PPD
indexet ska bli tydligt.
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Veckor
PMV index för Referensfasader
dubbelskalsfasad alternativ A dubbelskalsfasad alternativ B
dubbelskalsfasad alternativ C dubbelskalsfasad alternativ D
dubbelskalsfasad alternativ E dubbelskalsfasad alternativ F
dubbelskalsfasad alternativ G
Figur 7.16. PPD index för kontorslandskap i byyggnader med inneluftventilerad luftspalt.
Diagrammet visar att denna typ av
behagligt inneklimat med rådande s
Figur 7.17 PPD index för kontorslandskap i byyggnader med uteluftventilerad
oventilerad luftspalt
. PPD index för kontorslandskap i byyggnader med inneluftventilerad luftspalt.
Diagrammet visar att denna typ av dubbelskalsfasad inte är i närheten av att tillgodose ett
behagligt inneklimat med rådande styrning på kylsystemet.
index för kontorslandskap i byyggnader med uteluftventilerad
51
. PPD index för kontorslandskap i byyggnader med inneluftventilerad luftspalt.
inte är i närheten av att tillgodose ett
index för kontorslandskap i byyggnader med uteluftventilerad eller
52
För alternativen med uteluftventilation så är det bara ett fåtal tillfällen som 10 % gränsen
passeras så dessa fasader får anses som godkända. Detsamma gäller för fasaden med
oventilerat system. Topparna som sker runt april och september kan verka lite konstiga men
det beror på att moddellen är uppbyggd på så sätt att personerna bytar mellan vinter och
sommarkläder vid dessa tidpunkter. Vilket medför att det inte är säkert att dessa toppar finns i
verkligheten.
7.3 Skärpta krav De fasader som väljs för vidare simulering med hårdare krav på regulatorvärden är.
Standardfasad med solavskärmning, glasfasad med Suncoolglas även den med
solavskärmning samt dubbelskalsfasad alternativ B. De skärpta kraven innebär att värme
tillförs byggnaden vid lägre inomhustemperaturer än 21 °C samt att kylanläggningen startar
vid 24 °C. tidigare värden var 20 resp 25.
En sammanställning över deras energianvändning kan ses i tabell 7.3.
värme kyla belysning övrigt Totalt
standard fasad höga krav 17 19 32 18 86
standard fasad normala krav 16 14 32 18 81
Suncool höga krav 23 22 32 18 96
Suncool normala krav 23 17 32 19 91
Dubbelskalsfasad B Höga krav 17 22 32 18 90
Dubbelskalsfasad B normala krav 16 16 32 19 84
Tabell 7.3 Energianvändning hos utvalda fasader.
Givetvis så ökar energianvändningen när kraven skärptes. För att se om det blev någon
märkbar effekt på inneklimat så redovisas PPD indexet för de olika fasaderna.
Figur 7.18a PPD index för referensfasad
Figur 7.18b PPD index för glasfasad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 4 7 10 13
% m
issn
öjd
a
PPD index för kontorslandskap
Glasfasad solskyddsglas höga krav
referensfasad Standard höga och normala krav
PPD index för glasfasad med solskyddsglas höga och normala krav
16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49
Veckor
PPD index för kontorslandskap
Glasfasad solskyddsglas höga krav Glasfasad solskyddsglas normala krav
53
Standard höga och normala krav
höga och normala krav
49 52
Glasfasad solskyddsglas normala krav
Figur 7.18c PPD index för dubbelskalsfasad
Efter att höga krav har ansatts så är det bara för glasfasaden som andelen missnöjda hamnar
över 10 % och detta sker enbart vid två enstaka tillfällen där det ena antagligen kunde ha
undvikits om korrekt klädsel i förhållande till temperaturen använts.
dubbelskalsfasad alternativ B höga och normala krav
Efter att höga krav har ansatts så är det bara för glasfasaden som andelen missnöjda hamnar
över 10 % och detta sker enbart vid två enstaka tillfällen där det ena antagligen kunde ha
undvikits om korrekt klädsel i förhållande till temperaturen använts.
54
alternativ B höga och normala krav
Efter att höga krav har ansatts så är det bara för glasfasaden som andelen missnöjda hamnar
över 10 % och detta sker enbart vid två enstaka tillfällen där det ena antagligen kunde ha
55
8 Slutsats Om man ser till det primära syftet med rapporten som var att undersöka om det går att få ner
energianvändningen hos glasfasader genom att utföra dem som en dubbelskalfasad. Så visar
resultaten att det visserligen går att spara energi med dubbelskalsfasaden men det går inte att
komma ner på den energieffektiviteten som en traditionell fasad har. Görs en jämförelse
mellan det bästa alternativet för varje fasadtyp så hamnar dubbelskalsfasaden ungefär mitt i
mellan standardfasaden och glasfasaden vad gäller total energianvändning. När strikta
regulatorvärden användes klarade alla tre alternativen av att uppnå en behaglig innemiljö. Här
finns det dock frågetecken framförallt vad det gäller glasfasaden med ett glas av Suncool
modell som har mycket bra solskydds egenskaper. Dessa egenskaper är väldigt bra då
energianvändningen ligger i fokus men frågan är om de inte tar bort lite av idén med
glasfasaden då man mister en stor del av dagsljuset. Och det är till och med möjligt att man
kan få in mer sol med en normal fönsterarea på 30 % än med ett glas av denna typ
(Blomsterberg 2008). Detta glas ingick också i den bäst presterande dubbelskalsmodellen men
här var den inte lika överlägsen, utan en rimlig energihushållning gick att få även med andra
glaskombinationer. En annan aspekt som skulle kunna påverka till glas och
dubbelskalsfasadernas fördel är att ingen hänsyn togs till att behovet av artificiell belysning
vid simuleringarna. Det är möjligt att en väl planerad glasfasad kan ge tillräckligt med
belysning trots att det dras ner på den installerade effekten. Grundläggande studier bör dock
göras innan man projekterar ner belysningen då ökad andel glas inte är någon garanti för ett
minskat behov. Under vintermånaderna så kommer belysningen dock alltid att behövas då
dagsljusnivån är låg under denna period.
Ses det enbart ur en miljösynpunkt på energianvändandet och alla andra aspekter tas bort så är
inte byggnader i glas ett tillräckligt bra alternativ i dagsläget ens om de utförs med
dubbelskalsfasad. Men om estetiska och arkitektoniska aspekter tillåts vara med även i
framtiden så kommer det att fortsätta byggas glaskontor och då visar det sig att
dubbelskalsfasaden kan vara ett bra alternativ. Ett hinder mot utbyggnaden av
dubbelskalsfasader är framförallt den höga investeringskostnaden som är svår att räkna hem
även då energibesparingen räknas in (Blomsterberg, 2008).
Om man bestämmer sig för att bygga med en dubbelskalsfasad så visar simuleringarna att det
gäller att göra en noggrann projektering eftersom det kan finnas stora skillnader mellan olika
typer av fasader. Framförallt modellerna med inneluftventilerad luftspalt var
underpresterande. Denna skillnad visade sig ha mycket större betydelse än vad t.ex. olika
glaskombinationer har. När dessa skillnader mellan olika konstruktionsprinciper sågs ställs
frågan naturligt om det kan vara så att någon av de konstruktionsprinciper som inte testades
skulle ha visats sig vara ett bättre alternativ än den uteluftsventilerade fasaden av korridorstyp
som hade lägst energianvändning här.
Vad gäller det sekundära syftet om hur vida det går att bygga upp en verklighetstrogen modell
som ren nybörjare på IDA så svarar jag att det går. Detta trots att min modell innehöll många
förenklingar av verkligheten så gjordes inte dessa pga. att det var svårt att ställa in utan
56
snarare för att inte göra modellen altför komplicerad då simuleringarna skulle ta mycket
längre tid att genomföra. Det är också större chans att ett litet misstag någonstans i modellen
kan orsaka betydande fel i beräkningarna utan att man är medveten om det.
Nu har jag i och för sig haft en bra lärare i Andreea Calotescu som gav mig en introduktion i
programmet och varit behjälplig när frågor har uppstått. Vilket gjorde att jag inte behövde lära
mig allting själv. Jag tror dock att så länge man håller sig på standardnivån så klarar en
nybörjare av att använda programmet om än med lite längre inlärnings period än jag hade. Det
känns däremot viktigt att ha grundläggande kunskaper om byggnads- och installationsteknik
samt besitta goda kunskaper om hur olika variabler samverkar för att ge ett bra inneklimat då
även de mest grundläggande variabler ställs in av användaren.
Något som framförs som en stor fördel med IDA jämfört med andra liknande
beräkningsprogram är att det hela tiden går att kolla i programkoden vad en viss variabel
används till vilket ger en betydligt bättre förståelse för vad programmet gör. När en nybörjare
först kommer i kontakt med detta så kan det däremot skrämma bort den bäste då man vid
första anblicken inte förstår någonting. Men efter att jag varit tvungen att utföra vissa
inställningar på avancerad nivå så lärde jag mig att använda mig av koden och efter det så ser
jag den enbart som ett hjälpmedel.
Det som kan vara ett problem med programmet är att det är svårt att få en överblick över alla
indata som förs in i programmet. Det är därför ganska lätt att göra ett misstag någonstans som
sen kan vara svårt att lokalisera i efterhand. En hjälp här kan vara att det går att logga alla
variabler i modellen för att se om dem gör vad dem ska. Hur man gör detta är dock inte
självklart för en nybörjare och jag lärde mig det först under min sista vecka med simuleringar
och enbart med Andreeas hjälp.
57
9 Referenser
9.1 Rapporter BESTFACADE (2008) Best practice for double skin facades
Hämtat den 13 april 2009 från
http://www.bestfacade.com/pdf/downloads/Bestfacade%20Publishable%20Report.pdf
Blom, N (2005). Socialstyrelsens författningssamling Grafikerna Livréna, Kungälv
Blomsterberg, Å (2008). Möjligheter med kontorsbyggnader i glas i norden. KFS AB Lund
Boverket (2008) Regelsamling för byggande, BBR 2008. Edita Västra Aros AB
Bülow-Hübe, H. (2008). Daylight in glazed office buildings – A comparative study of daylight
availability, luminance and illuminance distribution for an office room with three
different glass areas. Report EBD-R--08/17Lund: Lunds Tekniska Högskola.
Carlsson Per-Olof (2003), Glasfasader dubbelskalsfasader – krav och metoder, Arkus
EQUA.(2002) IDA klimat och energi 3.0
Hämtad 13 april 2009 från
http://www.equa.se/ice/sve.html
Fanger, P. O (1995). DANVAK. Technical University of Denmark, Köpenhamn, Danmark NUTEK (1994) programkrav av belysning kontor
Hämtad 25 april 2099 från http://www.lidkoping.se/download/18.629abacf10e2d84c724800037627/Programkrav+-+belysning+p%C3%A5+kontor.pdf
Poirazis, H (2008). Single and Double Skin Glazed office Buildings. KFS AB Lund Statens Energimyndighet, 2006 Förbättrad energistatistik för lokaler – Stegvis STIL – Rapport för år 1 – Inventering av kontor och förvaltningsbyggnader
9.2 Muntliga Källor Björling Christer (2009-04-30) Projektansvarig ACC Glasrådgivare AB, Göteborg Blomsterberg Åke (2009-04) Forskare Energi och byggnadsdesign LTH Calotescu Andreea (2009-04) VVS-konstruktör Skanska teknik Malmö Carling Pär (2009-05-07) Skanska Teknik Stockholm Hellström Bengt (2009-04) Forskare Energi och byggnadsdesign LTH
58
Jacobsson Niclas (2009-04-07) Produktchef fönster Elitfönster Lindström Mats (2009-04-28) Byggteknisk rådgivare Schüco, Stockhol
Förteckning över bilagor Bilaga A fönsterspecifikation Elit tradition 2-Glas. Bilaga B Dimensionering av Fläktaggregat VAV-system Bilaga C Dimensionering av Fläktaggregat CAV-system
Bilaga A
Bilaga B
Bilaga C