Abstract
Glasfacader er et stadigt mere dominerende valg af facadeløsning til kontorbyggeri. Glas har altid været attraktivt og spændende og har været et symbol på magt, penge og prestige. Facaden er et kommunikationsmiddel, et billede af prestige of magt. Glasfacaden lider dog voldsomt når energiforbruget af bygninger analyseres. Glasfacaden bidrager til højere energibehov til opvarmning, køling, osv. Glasfacaden har derfor behov for at overvinde væsentlige udfordringer for at forblive en attraktiv facade løsning i fremtidens nul energi byggeri.
Ved brug af energiberegningsprogrammer og termisk simulerings værktøjer foretages den indledende analyse i denne afhandling af glasfacadens potentiale for en typisk kontorbygning i Danmark med glasfacade der opfylder energikravene fra 2008, for at mindske energibehovet til bygningsdrift som følge heraf. Denne simple analyse definerer de nøgleteknologier, der efterfølgende fokuseres på. Fokuseringen på hver enkelt teknologi udføres ved brugen af fuldskala forsøg af hver enkelt teknologi under varierende randbetingelser.
Resultaterne fra demonstrationsforsøgene bliver efterfulgt af en udvikling af numeriske modeller tilknyttet de enkelte teknologier til brug i termiske simuleringsprogrammer samt til implementering i produktudvikling. Resultaterne fra den indledende analyse viser potentialet af en dynamisk facade, som muliggør variation af varmetabet, solenergitransmittansen, dagslys transmittans, masse transport og termisk energilagring. Potentialet fra denne analyse viser at for en typisk kontorbygning med den dynamiske glasfacade i sammenligning med den statiske glasfacade kan reducere bygningers energibehov til bygningsdrift med ca. 75 %. Fokusset flyttes derfor til de anvendte teknologier, der vedrører dynamisk U-værdi, dynamisk g-værdi, termisk energilagring og styringsstrategier for de anvendte facade teknologier. Fuldskala forsøgene anvendes til demonstration af de enkelte teknologiers ydeevne samt til validering af de udviklede numeriske modeller. De udviklede modeller viser en god beskrivelse af de anvendte teknologiers funktion og karakteristika både i termiske simuleringsprogrammer såvel som i koblingen mellem styring i termiske simuleringsprogrammer og fuldskala bygnings styringssystemer. Potentialet af facadens styringsstrategi vist numerisk, viser energibesparelsespotentialer for køling, opvarmning og belysning på mellem 50 % og 88 % som følge af facadens design og brug.
De opnåede resultater fra den indledende analyse efterfulgt af udviklingen af de numeriske modeller af de anvendte facade teknologier, viser at der er væsentlige energibesparelser at hente i udformningen af den dynamiske facade. Energibesparelserne skal dog undersøges nærmere under mere kontrollerede laboratorieforhold for at kunne danne mere præcise data og numeriske modeller af de anvendte teknologier. Den videre udvikling af dynamiske facadeteknologier, som er i stand til at kontrollere energibalancen over facaden i samspil med brugere for at kunne udnytte og forstår det fulde potentiale af adaptive glasfacader.
Ved brug af energiberegningsprogrammer og termisk simulerings værktøjer foretages den indledende analyse i denne afhandling af glasfacadens potentiale for en typisk kontorbygning i Danmark med glasfacade der opfylder energikravene fra 2008, for at mindske energibehovet til bygningsdrift som følge heraf. Denne simple analyse definerer de nøgleteknologier, der efterfølgende fokuseres på. Fokuseringen på hver enkelt teknologi udføres ved brugen af fuldskala forsøg af hver enkelt teknologi under varierende randbetingelser.
Resultaterne fra demonstrationsforsøgene bliver efterfulgt af en udvikling af numeriske modeller tilknyttet de enkelte teknologier til brug i termiske simuleringsprogrammer samt til implementering i produktudvikling. Resultaterne fra den indledende analyse viser potentialet af en dynamisk facade, som muliggør variation af varmetabet, solenergitransmittansen, dagslys transmittans, masse transport og termisk energilagring. Potentialet fra denne analyse viser at for en typisk kontorbygning med den dynamiske glasfacade i sammenligning med den statiske glasfacade kan reducere bygningers energibehov til bygningsdrift med ca. 75 %. Fokusset flyttes derfor til de anvendte teknologier, der vedrører dynamisk U-værdi, dynamisk g-værdi, termisk energilagring og styringsstrategier for de anvendte facade teknologier. Fuldskala forsøgene anvendes til demonstration af de enkelte teknologiers ydeevne samt til validering af de udviklede numeriske modeller. De udviklede modeller viser en god beskrivelse af de anvendte teknologiers funktion og karakteristika både i termiske simuleringsprogrammer såvel som i koblingen mellem styring i termiske simuleringsprogrammer og fuldskala bygnings styringssystemer. Potentialet af facadens styringsstrategi vist numerisk, viser energibesparelsespotentialer for køling, opvarmning og belysning på mellem 50 % og 88 % som følge af facadens design og brug.
De opnåede resultater fra den indledende analyse efterfulgt af udviklingen af de numeriske modeller af de anvendte facade teknologier, viser at der er væsentlige energibesparelser at hente i udformningen af den dynamiske facade. Energibesparelserne skal dog undersøges nærmere under mere kontrollerede laboratorieforhold for at kunne danne mere præcise data og numeriske modeller af de anvendte teknologier. Den videre udvikling af dynamiske facadeteknologier, som er i stand til at kontrollere energibalancen over facaden i samspil med brugere for at kunne udnytte og forstår det fulde potentiale af adaptive glasfacader.
| Originalsprog | Engelsk |
|---|---|
| Udgivelsessted | Aalborg |
| Udgiver | |
| Status | Udgivet - 2013 |
Emneord
- Glazed Facades
- Energy Calculation
- Thermal Building Simulation
- Dynamic Façades
- Numerical Models