Bruk av den dynammiske vindusmodellen i norsk klima

Studenteropgave: Speciale (inkl. HD afgangsprojekt)

  • Espen Kildebo Jensen
  • Eirik Storvig Jacobsen
4. semester, Indeklima og Energi, Kandidat (Kandidatuddannelse)
”Bruk av den dynamiske vindusmodellen i norsk klima” er ett masterprosjekt som ser på muligheten for å benytte en dynamisk vindusmodell i et norsk klima. Et dynamisk vindu er i hovedsak tenkt brukt ved rehabilitering av bygg som ikke har et ventilasjonsanlegg som tilfører friskluft. Tilluften går gjennom vinduet i en luftspalte mellom det ytterste og det innerste glass laget. Tanken er at luften vil bli forvarmet ved hjelp av solstråling og varmeoverføring som kommer gjennom det innerste glasslaget fra rommet på innsiden. Siden det i Norge er kalde vintre og relativt varme sommere er spørsmålet hvordan vinduet vil respondere på det varierende klimaet.
Prosjektet er innledet med en litteraturstudie for å kartlegge grunnleggende forståelse for temaet og for å undersøke hvor langt forskningen har kommet på området. For å oppnå lavere U-verdi bør et dynamisk vindu bestå av tre eller flere glass, hvor av et glass bør være et energiglass. Turbulent strømning bør unngås ettersom dette øker varmeoverføringen i luftstrømmen, turbulent strømning er indikert å oppstå i hulrom med dybde mellom 25 og 50 mm. Dette kan det leses mer om i kapittel 2 og 3. Ettersom oppgaven er skrevet i en begrenset tidsperiode var det nødvendig å avgrense området litt.
På bakgrunn av litteraturstudiet ble det designet fire forskjellige vindusmodeller, betegnet som A, B, C og D, som skulle testes for utvalgte simuleringsdager. Simuleringsdagene valgtes etter kriteriene klar kald vinterdag, overskyet vinterdag, klar varm sommerdag og overskyet sommerdag. De forskjellige vinduskombinasjonene, simuleringsdagene sammen med to forskjellige luftmengder, ulike glasstyper og utvendige persienner for sommerdagene ble lagt inn i simuleringsprogrammet WIS Software 3.0.1. WIS er ett allsidig simuleringsverktøy som kan beregne egenskapene til vindussystemer og komponenter samt beregne temperaturforløpet gjennom vinduene. Totalt ble det utført 1032 simuleringer som danner grunnlaget for sammenlikningene hvor resultatene er hentet fra. Vinduskonstruksjoner, værdata, simuleringsdager, beregninger og simuleringer kan det leses mer om i kapittel 4.
Alle data fra simuleringene ble ført inn i regneark og grafer for å kunne sammenlikne U-verdier, g-verdier, innvendig overflatetemperaturer og tilluftstemperaturer fra den ventilerte luftspalten for alle vinduene. Simuleringsdataene bruktes også til å beregne energitilskudd/tap fra varmegjennomgang, soltilskudd og ventilasjon for å kunne se på en total energibetraktning for de forskjellige vinduene. Resultatene og sammenlikningene er presentert og beskrevet i kapittel 5.
Resultatene fra sammenlikningene viser at U-verdiene halveres ved å halvere luftmengden og at de laveste U- og g-verdiene oppnås ved å plassere energiglasset ytterst i vinduskonstruksjonen, som det er gjort i vindu A og C.
Når det gjelder temperaturene blir tilluftstemperaturen inn i rommet fra den ventilerte spalten mest påvirket av solstrålingen. Vinduene B og D er de vinduene som påvirkes raskest av solen og får de største temperatursvingningene i løpet av dagen. Vinduene B og D er også de vinduene som gir de høyeste overflatetemperaturene, mens vindu A og C ligger litt lavere om sommeren. Den klart laveste innvendige overflatetemperaturen om vinteren er for vindu A, samtidig som dette vinduet også har den jevnt høyeste temperaturen om vinteren når det gjelder tilluftstemperaturen, og den laveste på sommeren.
Ikke uventet reduserer de utvendige persiennene g-verdien og den innvendige overflate temperaturen betraktelig, og til dels også tilluftstemperaturen. Luftmengdene når persiennene er nede har liten betydning når det gjelder påvirking av den innvendige overflatetemperaturen, men når det gjelder lufttemperaturen inn i rommet gir halvert luftmengde større utslag for de forskjellige vinduene og simuleringsdagene.
Konklusjonen for denne rapporten er at det dynamiske vinduet vil kunne benyttes med gode resultater for det norske klimaet. Vindu A og C er de vinduene som forfatterne mener er best egnet med bakgrunn i de undersøkte kriteriene. Den største forskjellen på vindu A og C er at for vintersituasjonen vil vindu A ha en lavere innvendig overflatetemperatur enn vindu C, mens for tilluftstemperaturen vil det være motsatt. Lufthastigheten bør senkes om vinteren for å få bedre utnytte av forvarmingen, mens om sommeren bør luftmengdene være høyere. De utvendige persiennene hjelper til å redusere varmetilskuddet om sommeren betraktelig.
SprogNorsk
Udgivelsesdato6 jun. 2011
Antal sider140
Udgivende institutionAalborg University
ID: 52798336