INTRODUKTION TIL SBI 213 MED BE 15 BEREGNING

INTRODUKTION TIL SBI 213 MED BE 15: BEREGNING AF DYNAMISKE FACADER PER HEISELBERG INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG

HISTORIEN

UDFORDRINGEN DYNAMISKE FACADERS FUNKTIONELLE FORDELE ENERGI- OG INDEKLIMAMÆSSIGT KAN IKKE VERIFICERES HVERKEN I DESIGNELLER GODKENDELSESFASEN BEHOV FOR UDVIKLING AF NYE METODER • Udvikling af design værktøj (BSIM) • Udvikling af “Godkendelsesværktøj” (BE 10) TO PHD PROJEKTER I SAMARBEJDE MED ALUFACADESEKTIONEN I DANSK BYGGERI: • Udvikling af ny facademodel og styringsstrategier til BSIM (Frederik 2009 – 2013) • Udvikling af ny facademodel og styringsstrategier til BE 10 (Mingzhe 2011 – 2014) INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

MODELLERING AF INTELLIGENTE FACADER I “BE 10” DER BLEV UDVIKLET EN SIMPEL TIMEBASERET BEREGNINSMODEL (BASERET PÅ EN 13790), DER GAV MULIGHED FOR: MODELLERING AF INTELLIGENTE FACADERS FUNKTION I FORHOLD TIL KONFIGURATION: • • • Valg af glas og belægninger Skoddeløsning Solafskærmsningsløsning Lysafskærmning Vinduesåbning OG STYRINGSSTRATEGI: • Energistyring (varme, køling, ventilation, lys) • Komfortstyring (lys, blænding, temperatur, luftkvalitet, . . ) INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

BEREGNINGSCASE www. sophienberg. com INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET 5

SAMMENLIGNING AF MODEL MED BE 10 GODT 1600 BEREGNINGER GENNEMFØRT MED HENHOLDSVIS BE 10 OG UDVIKLET MODEL MED FORSKELLIG: • • • Intern belastning (5, 10, 15 W/m 2) Termisk Masse (60, 90, 120 Wh/Km 2) Brugstid (5, 9, 12 timer/dag) Facadeorientering (primært Ø/V, NS eller ligeligt fordelt) Isolerings- og tæthedsniveau (2015, 2020) BEREGNINGERNE ER GENNEMFØRT PÅ FØLGENDE MÅDE: • Alle cases er først beregnet med udviklet model • På baggrund af resultatet er beregnet gennemsnitlige månedsværdier for: Uværdi, solarafskærmningsfaktor, naturlig ventilation (henholdsvis opvarmnings og kølesæson), natkøling (ventilation henholdsvis opvarmnings- og kølesæson) og dagslys faktor. MED DISSE INPUT DATA ER BE 10 BEREGNINGEN GENNEMFØRT INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

SAMMENLIGNING AF MODEL MED BE 10 – 2015 NIVEAU INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

Løsningen INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

ÆKVIVALENS BEREGNINGER NY VEJLEDNING TIL BE 15 OG SBI ANVISNING 213 OM ANVENDELSE AF ÆKVIVALENTE INDDATA FOR SÆRLIGE KOMPONENTER OG LØSNINGER. ANVENDELSE AF ÆKVIVALENTE INDDATA, SIKRER MULIGHED FOR DOKUMENTATIONEN AF UDBYTTET VED VALG AF DYNAMISKE FACADELØSNINGER. ÆKVIVALENTE INDDATA SKAL BEREGNES MED ANERKENDTE OG DOKUMENTEREDE BEREGNINGSMETODER OG PROGRAMMER INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

VEJLEDNING: BEREGNINGS AF BYGNINGERS ENERGIBEHOV - ÆKVIVALENSDATA FOR SÆRLIGE KOMPONENTER OG LØSNINGER ISOLERING SSKODDER VENTILAT IONSVINDUER VARMEGENVINDING FR A BRUGSVAND GASVARMEPUMPE MI NIKRAFT VARME INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

ÆKVIVALENSDATA FOR ISOLERINGSSKODDER Avent og Qvent kan kombineres frit til den beregnede Hvent. Qvent angives som naturlig ventilation om sommeren i brugstiden og om natten. INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

ÆKVIVALENSDATA FOR ISOLERINGSSKODDER INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

UDVIKLING AF ÆKVIVALENSBEREGNING AF DYNAMISKE FAÇADER I BE 15 80 Energy consumption (k. Wh/m 2. year) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 Be 10 Total 30 40 50 Energy consumption of simplified method (k. Wh/m 2. year) Simplified method New BE 15 60 Linear(Simplified method) INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET 70 80

Fremtidens udfordring INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

DYNAMISKE FACADER Teknologier Energistyring (varme, køling, ventilation, lys) Styringsstrategier Komfortstyring (lys, blænding, temperatur, luftkvalitet, . . ) INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

PERFORMANCE GAB PERFORMANCE OF ADAPTIVE FACADES ARE ALWAYS LESS FAVORABLE IN PRACTICAL USE THAN EXPECTED • We do not evaluate comfort close to facade properly – users close to the façade are the ones in charge • Users have other priorities and are not always able to understand use the technology HIGHER ENERGY USE AND LOWER INDOOR ENVIRONMENTAL QUALITY IN PRACTICE • Can we reduce the gab by taking user perception and interaction into account in design? • Can we reduce the gab by adapting control strategies to user practices? WE NEED MUCH MORE KNOWLEDGE ON USER PRACTICES AND USER INTERACTION WITH ADAPTIVE FACADES INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

FAÇADE FUNCTIONALITY - ROBUST OR SENSITIVE ? TECHNOLOGIES LIKE ENVELOPE INSULATION, BUILDING AIRTIGHTNESS, VENTILATION HEAT RECOVERY, ETC. ARE ROBUST TECHNOLOGIES WITH A WELL-DEFINED PERFORMANCE ADAPTIVE FACADES MAY INCLUDE FUNCTIONALITIES LIKE: • • Demand controlled ventilation External shading for solar energy control Internal shading for daylighting and glare control Window opening for ventilation and cooling ALL FUNCTIONALITIES: • Where performance is very sensitive to control • Which involve different degree of user interaction • Whose function and performance often are difficult for users to understand INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

USER PERCEPTION OF FACADES - COMFORT USERS MAIN FOCUS IS ALWAYS TO BE COMFORTABLE – NOT TO OPTIMISE ENERGY USE • Users override solar shading control to enjoy view or improve privacy (increase risk of overheating as well as larger heating energy use) • Close to the façade comfort conditions are different from room conditions (exposure to direct solar radiation, hot glazed surfaces, glare, brightness, draught from open windows) • Previous experiences and cultural background of users are important THE ROLE OF ADAPTIVE FACADES IS IN THIS RESPECT - TO MAKE IT POSSIBLE FOR USERS TO CONTROL THEIR PERSONAL ENVIRONMENT, PRIVACY, VIEW OUT TO FULFILL COMFORT NEEDS. INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

USER PERCEPTION OF FACADES - CONTROL AND INTERACTION CONTROL SHOULD BE ABLE TO BOTH • Fulfil the objective needs for indoor environment and energy use in the room/building (in cooperation with mechanical systems) • Fulfil the subjective needs of the individual • Make user feel in control by having the possibilities to override and interact. THE ROLE OF THE CONTROL STRATEGY OF ADAPTIVE FAÇADES IS IN THIS RESPECT – TO OFFER THE RIGHT BALANCE BETWEEN AUTOMATIC, SEMI-AUTOMATIC AND/OR MANUAL CONTROL AND RESPOND TO USER NEEDS IN A TRANSPARENT AND UNDERSTANDABLE WAY. DOMESTIFICATION OF THE TECHNOLOGY TO THE LOCAL EXPECTATIONS CAN BE CRITICAL FOR SUCCESS. INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG AALBORG UNIVERSITET

Per Heiselberg Aalborg University E-mail: ph@civil. aau. dk www. aau. dk Thanks for your attention