Effect of urban microclimate on HVAC performance
Authors
Radocz, Roland Oliver ; Holtgraefe, Bendix
Term
4. Term
Education
Publication year
2024
Submitted on
2024-01-10
Pages
79
Abstract
Tagmonterede HVAC-anlæg (opvarmning, ventilation og aircondition) arbejder i et lokalt tag-mikroklima, som ofte afviger markant fra de standardiserede vejldata, der bruges til dimensionering. Det rammer især kølebatteriet, den komponent der fjerner varme fra luften, som kan blive underdimensioneret, og det årlige energibehov kan blive anslået forkert. For at forstå disse forhold bedre blev der gennemført en omfattende målekampagne af tag-mikroklimaet, som viste, hvordan solindstråling og vindhastighed skaber temperatur-lagdeling med lag af varmere og koldere luft omkring anlægget. Bygningsenergisimuleringer omsatte resultaterne til korrektioner af kølebatteriets energibehov. For at gøre resultaterne anvendelige i praksis er der udviklet et forudsigelsesværktøj, trænet på målingerne, som kan angive, hvor meget køleenergibehovet kan stige, når et HVAC-anlæg placeres i et tag-mikroklima i Danmark. En bedre forståelse af tag-mikroklimaet er vigtig for mere effektive og bæredygtige bygninger, og afhandlingen viser, hvordan empiriske data og prædiktiv modellering kan understøtte arkitektoniske og ingeniørmæssige beslutninger.
Rooftop heating, ventilation and air conditioning (HVAC) units operate in a local rooftop microclimate that often differs sharply from the standardized weather data used for sizing. This especially affects the cooling coil, the component that removes heat from the air, which can be undersized, and the annual energy demand can be misestimated. To better understand these conditions, an extensive measurement campaign examined the rooftop microclimate and showed how solar irradiation and wind speed create temperature stratification, with layers of warmer and cooler air around the unit. Building energy simulations translated these findings into corrections for the cooling coil’s energy demand. To make the insights usable in practice, a prediction tool trained on the measurements was developed to indicate how much the cooling energy demand can increase when an HVAC unit is placed in a rooftop microclimate in Denmark. Improving our understanding of the rooftop microclimate is essential for more efficient and sustainable buildings, and this thesis shows how empirical data and predictive modeling can inform architectural and engineering decisions.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Documents