docDobbeltfasader i nybygg og ved rehabilitering
download 
Report Transcription
Dobbeltfasader i nybygg og ved rehabilitering
Dobbeltfasader D bb ltf d i nybygg b og ved d rehabilitering Matthias Haase 1. amanuensis, NTNU, Institutt for byggekunst, historie og teknologi Seniorforsker SINTEF Byggforsk, Byggforsk Energi og Arkitektur Teknologi for et bedre samfunn Innhold • • Introduksjon Dobbeltfasader systemer (DFS) – Klassifikasjon – Styrings strategi – Hvorfor DFS? • • Kartlegging av eksisterende DFS Fasade design – Design hensynene – Eksempler • Konklusjoner Teknologi for et bedre samfunn Introduksjon • Energy in buildings in Norway Teknologi for et bedre samfunn Introduksjon • Smart fasade design Teknologi for et bedre samfunn 3 Introduksjon Double skin façades Double-skin • Active Façade (usually when the air cavity ventilation is mechanical) • Passive Façade (usually when the air cavity ventilation is natural) • Double Façade • Double Envelope (Façade) • Dual-Layered Glass Façade • Dynamic Façade • Wall-Filter Façade • Environmental Second Skin System • Energy Saving Façade • Ventilated Façade • Double-Leaf Façade • Energy Saving Façade E i t lF Façade d • Environmental • Multiple-Skin Façades • Intelligent Glass Façade • Second Skin Façade/System • Airflow Window • Supply Air Window • Exhaust Window/Façade • Double Skin Curtain Wall • Twin Skin Facade Teknologi for et bedre samfunn Dobbeltfasader • Klassifikasjon av dobbelt fasader systemer (DFS) Hovedtypen Box window B i d facade Corridor C id facade Shaft-box Sh ft b window i d facade Multi-storey M lti t facade Inner facade layer Outer facade layer Teknologi for et bedre samfunn Dobbeltfasader • Classification of double-skin façades (DSF) Hovedtypen Box window B i d facade Corridor C id facade Shaft-box Sh ft b window i d facade Multi-storey M lti t facade Hulrom ventilasjon naturlig hybrid mechanisk luftsirkulasjon konsept Tilluft Avtrekks luft Statisk luft buffer Eksternt luftstrøm Internt luftstrøm Teknologi for et bedre samfunn Dobbeltfasader • Prinsipier av luftstrøm i hulrom åpen int. eks. Tilluft eks. stengt int. Avtrekks luft int. Statisk luft buffer eks. int. Eksternt luftstrøm int. Internt luftstrøm Teknologi for et bedre samfunn Qout Dobbeltfasader • Styring strategier Second glass layer primary facade – Kontroll av solstråling – Styring av avtrakksluft – Styring y g ventilasjonsanlegg j gg Reflexion – Traditionelle performance kriteria U U-verdi verdi, g g-faktor faktor, meningsløs Absorption N2 N1 Conduction and Convection Komplekse fysikkaliske prosesser i DSF Qin Teknologi for et bedre samfunn Dobbeltfasader dfs (2) single glass • Temperaturer (typisk vinter uke) U-value = 5.46 W/m2 K TAMB Temperatures in DSF cavity double glass unit with air filling U-value = 2.6 W/m2 K Teknologi for et bedre samfunn Dobbeltfasader dfs (1) double glass unit with gas filling • Temperatures (typisk vinter uke) U-value = 1.1 W/m2 K TAMB cavity double glass unit with air filling Temperatures in DSF U-value = 2.6 W/m2 K Teknologi for et bedre samfunn Temperaturforskjell ∆Tair ∆Ts Teknologi for et bedre samfunn 12 Survey (2006) • Kartlegging av eksisterende DFS A-Austria Aus-Australia CAN-Canada CH-Switzerland Chi-China D-Germany Dk-Denmark E-Spain F-France I-Italy J-Japan L-Luxemburg N-Norway NL-Netherlands P-Portugal S-Sweden SF Fi l d SF-Finnland Im mage credit: Sta ate-of-the-art-rep port, Annex44, h http://www.civil.a aau.dk/Annex44 4/ AIF BUILDINGS 49 TOTAL 215 28 26 16 15 16 12 8 7 A 2 1 Aus B CAN CH Chi 7 6 4 1 12 D Dk 3 1 E 1 F I J L N NL 0 S P SF UK USA Teknologi for et bedre samfunn Survey (2006) CONFIGURATION VENTILATION TYPE FLOW PATH 101 CW - Climate wall BW - Box window SB - Shaft box C - Corridor MS - Multi-storey OVF - Opaque ventilated Façade SW - Swindow NA - Non available NV - Natural Ventilation MV - Mechanical Ventilation HV - Hybrid Ventilation EA - Exhaust E h air i SA - Supply air RAF - Reversible air flow OAC - Outdoor air curtain I d i curtain t i IAC - Indoor air 85 62 30 30 27 20 13 21 18 15 30 27 10 5 1 CW BW SB C MS OVF SW N/disp 0 0 0 NV MV HV 0 Bf EA SA RAF OAC IAC Teknologi for et bedre samfunn Ima age credit: State-o of-the-art-report, A Annex44, http://w www.civil.aau.dk/A Annex44/ 111 Survey (2006) Aldersfordelingen 18 17 15 13 11 10 8 8 8 7 5 4 1 0 60's 2 2 1993 1994 1 70's 80's 1990 0 0 1991 1992 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Teknologi for et bedre samfunn DFS prosjekter i Norge Nybygg Eksisterende bygg • • • • • • • • • Hamar rådhus Telenor Kokstad Østfold Meieri O l At Oslo Atrium i FAV Gruppen, Bergen Hydro Vækerø i Oslo Elektrobygg B, Trondheim FN bygg, Arendal Nova Kino, Folketshus, Trondeheim Bruk i boliger g • • Klosterenga Bjørvika Teknologi for et bedre samfunn Im mage credit: State e-of-the-art-report,, Annex44, http://w www.civil.aau.dk//Annex44/ • Fasade design • Integrasjon Teknologi for et bedre samfunn Fasade design • H Hensynene Rehab Uttrykk Dagslys Bygnings volum Totalt energibruk g Solavskjerming DFS t k l i teknologi Kontakt med utenfor Termisk ytelse Naturlig ventilasjon K t d Kostnader Oppvarming / kjøling behov Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Naturlig ventilasjon • med et godt utviklet overordnet ventilasjon til j kkonseptet t t DFS med d avtrekk-funksjonen kan forbedre kryss-ventilasjon ved å utnytte oppdrift effekten som den drivende kraft BRE, Gaston, U.K. Architect: Feilden Clegg Bradley Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Naturlig ventilasjon • • med et godt utviklet overordnet ventilasjon til j kkonseptet t t DFS med d avtrekksfunksjonen kan forbedre kryss-ventilasjon ved å utnytte oppdrift effekten som den drivende kraft hvis vinduer brukes til naturlig ventilasjon, er forvarmet luft i h l hulrommet t gode d i vinter, i t men då dårlig li i sommer BRE, Gaston, U.K. A hit t Feilden Architect: F ild Cl Clegg Bradley B dl Image credits: http://gaia.lbl.gov Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Naturlig ventilasjon • • • med et godt utviklet overordnet ventilasjon til j kkonseptet t t DFS med d avtrekksfunksjonen kan forbedre kryssventilasjon ved å utnytte oppdrift effekten som den drivende kraft hvis vinduer brukes til naturlig ventilasjon, er forvarmet luft i h l hulrommet t gode d i vinter, i t men då dårlig li i sommer for natt-ventilasjon DSF gir en k konstruktiv k i lly og trygghet h som tillater ill større åpninger med høyere luftmengder og dermed en mer effektiv kj li kjøling KfW Westakade, Frankfurt, Germany A hit t Saurbruch Architect: S b h Hutton H tt Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Uttrykk • større frihet i fasade design g p på grunn av andre lag Klosterenga, Oslo, Norway Architect: gaza Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Uttrykk • • større frihet i fasade design g p på grunn av andre lag design og segmentering av fasade kan gjøres uten statiske betraktninger Nykredit - Krystallen, København, Denmark Architect: schmidt hammer lassen Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Uttrykk • • • større frihet i fasade design g p på grunn av andre lag design og segmentering av fasade kan gjøres uten statiske betraktninger hulrommet gir muligheter for nye vær-sensitive materialer FN bygg, Arendal, Norway Architect: A7 arkitekter Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Bygnings volum • totale volumet øker, men det k redusere kan d plassen l som trengs for HVAC kanaler og teknisk rom Telenor, Kokstad, Norway Architect: Bjerk og Bjørge AS Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Kontakt med utenfor • bare enkelt "huden" fasade muliggjør li j di direkte kt kkontakt t kt med d utenfor • Vinduer kan åpnes også i høyhus Hydro Vækerø, Oslo Architect: Eliassen Lambertz - Nilssen Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Oppvarmingsbehov • energibehovet g til oppvarming pp g er den samme for DSF og enkelt fasade med samme varmetap Rådhus, Hamar, Norway Architect: snøhetta Kilde: Byggekunst 2001, 8 Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Oppvarmingsbehov • • energibehovet g til oppvarming pp g er den samme for DSF og enkelt fasade med samme varmetap hvis vinduer brukes til naturlig ventilasjon, den DSF kan i kalde / tempererte klima gjøre b k av fforvarmett luft bruk l ft i hulrommet og dermed redusere oppvarmingsbehovet Rådhus, Hamar, Norway Architect: snøhetta Kilde: Byggekunst 2001, 8 Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Solavskjerming– Kjølebehov Solavskjerming • • p DSF beskytter på y solavskjermings enheten i luftspalten mot høye vindlaster og forurensning og tillater bruk i områder med høy vindbelastning og spisslast dette reduserer kjølebehovet og bedrer termisk og optisk komfort for brukeren Meieri, Østfold, Norway Architect: Gaza Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Dagslys • enkelt fasadene kan ha en b d dagslys bedre d l faktor f kt og d dermed d redusere energibehov til belysning Atrium, Oslo, Norway Architect: Niels Torp as Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Dagslys • • • enkelt fasadene kan ha en b d dagslys bedre d l faktor f kt og d dermed d redusere energibehov til belysning hele bygningsdesign skal ytterligere øke bruken av dagslys k t ll strategier kontroll t t i b bør b brukes k Atrium, Oslo, Norway Architect: Niels Torp as Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Akustisk forhold • avhengig g g designe g en DSF kan forbedre akustisk ytelse Rådhus, Hamar, Norway Architect: snøhetta Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Akustisk forhold • • DFS kan forbedre akustisk ytelse avhengig av design ingen segmenter kan håndheve inntrenging fra nabolandet rom mens inndelingen i segmenter kan dempe dette "telefon" effekt Image credit: Osterle, Lieb, Lutz, Heusler, Double-Skin Facades 2001, 2001 Prestel Verlag, Verlag Munich London New York Facades, Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Miljøvurdering • • DFS har en høyere y material innsats på byggetrinn, men en lengre livssyklus pga beskyttede elementer kan forbedre øko-balansen og redusere avfall miljøkonsekvenser ilj k k vilil avhenge h av materialvalg Post tower, Bonn, Germany Architect: Helmut Jahn Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Totalt energibruk • optimal p fasade utforming g avhenger av beliggenhet og klimaforhold Post tower, Bonn, Germany Architect: Helmut Jahn Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Kostnader • • DFS kan bli mer kostnadseffektivt når man tar forbedringer av komfort på arbeidsplass og en reduksjon i vedlikehold i betraktning i t integrasjon j av fl flere h hensynene kan vise potensjal for kostnadsoptimering Folketshus, Trondheim, Norway Architect: link signatur Teknologi for et bedre samfunn Hvorfor dobbeltfasader? Rehabilitering • • bruk av DSF gir en rekke fordeler ved å oppgradere en bygning I tillegg kan det begrense pp g til bare fasaden som oppussing gir fordeler i driftskostnader Folketshus, Trondheim, Norway Architect: link signatur Teknologi for et bedre samfunn Konklusjoner Bærekraft • En DFS kan bidra til bærekraftig utvikling t ikli ved d – Utnyttelse av solenergi – redusere oppvarmingsbehovet – en kontrollert solavskjerming og dermed reduksjon av kjølebehov – forbedret f b d t akustisk k ti k beskyttelse b k tt l – effektiv natt kjøling – lengre livssyklus beskyttede elementer l t – integrasjon av andre funksjoner – forbedring av brukerens k f t på å grunn av naturlig t li komfort ventilasjon – termisk og visuell komfort BP-Solar, Trondheim, Norway A G Lien Architect: A.G. Teknologi for et bedre samfunn Konklusjoner Avansert simulering! basecase dfs (A) dfs (B) dfs (C) dfs (D) 70 60 PPD[% %] 50 40 30 20 10 0 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 jul Advansert simulering Airflow network and thermal analysis Teknologi for et bedre samfunn IBPSA nordic IBPSA-nordic International Building Performance Simulation Association • IBPSA-Nordic is a regional affiliate of IBPSA, the International Building Performance Simulation Association (www.ibpsa.org), o four ou cou countries: t es for – – – – • Denmark Finland N Norway Sweden IBPSA-Nordic is linked to IBPSA-World association but acts as an independent organisation. IBPSA-nordic Teknologi for et bedre samfunn IBPSA nordic IBPSA-nordic International Building Performance Simulation Association • • • • http://www ibpsa nordic org http://www.ibpsa-nordic.org IBPSA -Nordic will strive to achieve its objectives on the level of each country and on the regional level through various activities IBPSA -Nordic will have a web site and an e-mail list. The website will act as the main gateway to the h affiliate ffili organisation. IBPSA-Nordic is a non-profit p organisation Teknologi for et bedre samfunn Veileder www.sintefbok.no Teknologi for et bedre samfunn 42
