ZEB Test Cell Laboratory ved SINTEF/NTNU. Foto: Nicola Lolli ,SINTEF Byggforsk

Ser på fremtidens fasadeløsninger og integrerte teknologier

Prosjekt analyserer opplevd inneklima

0

Nå blir brukerens opplevelse av energieffektive kontorer analysert i et eksperiment på ZEB Test Cell Laboratory ved SINTEF/NTNU. I foredraget «Komfort på kontoret» på Norsk Bygningsfysikkdag presenterte Steinar Grynning prosjektet som ser på fremtidens fasadeløsninger og integrerte teknologier.

– Laboratoriet gjør at vi kan gjøre sammenlignende eksperimenter med to forskjellige fasadeløsninger. Vi har to identiske kontorer bak fasaden som gjør at vi kan sammenligne opplevd inneklima med ulike oppsett, sier Grynning, seniorforsker på avdeling arkitektur, byggematerialer og konstruksjoner i SINTEF Byggforsk.

Prosjektet er utført i regi av kompetanseprosjektet “SkinTech – Avanserte fasdeløsninger med integrert teknologi” og Forskningssenteret for nullutslippsområder i smarte byfer (FME ZEN) som begge er finansiert av Forskningsrådet sammen med en rekke industripartnere. Forsøkene ble utført med 11 testpersoner over en periode på 19 dager i mai 2018 og har testet ulike produkter fra Nordan, Schüco, SaintGobain, Norcem og Contiga.

Tester fasadeteknologi

Vindusprodusenten Nordan har levert et stort vindusfelt med integrert solskjermingsløsning for testing.

– Prosjektet ser blant annet på fasadeteknologi og hvordan vi kan vurdere ytelsen til fasader med tanke på både energi og komfort. Solskjerming og klimastyring har derfor vært et sentralt tema. Nå har vi gjort en serie med detaljerte laboratoriemålinger hvor vi kan sammenligne opplevd komfort med energibruk, sier han.

Forskerne har gjennomført første del av forsøket og jobber nå med videre datafangst og analyse.

Analyserer store mengder data

Eksperimentet har samlet data om energibruk, temperatur, relativ fuktighet, CO2-konsentrasjon, strålingstemperatur, overflatetemperatur, utvendig og innvendig dagslysnivå og mange andre parametere.

– Vi kombinerer ulike parametere for å forstå brukernes opplevelse av solskjerming og bruk av naturlig ventilasjon. Hensikten er å finne den optimale balansen mellom energibruk og opplevd inneklima basert på kvalitative og kvantitative data. 11 personer er et relativt lite utvalg så vi kan ikke trekke generelle slutninger, men samtidig gir det oss nyttig kunnskap og det er et viktig førstetrinn for å bli kjent med hvordan vi kan bruke laboratoriet. Det er mye data som skal analyseres og prosesseres, sier han.

Grynning forteller at det er spennende å kombinere en tradisjonell ingeniørtilnærming med fokuset på brukerne.

– Selv om vi ikke er ferdig med datanalysene ser vi at folk liker å ha det relativt varmt, hvor det best likte temperaturområdet er 24 til 26 grader, med en tolerert temperatur opp til 28 grader. Dette gir et bilde av hva energiforbruket vil være i et kontorbygg og er et nøkkelfunn både her og i andre studier. Brukeren liker å ha det varmere enn hva vi som regel legger til grunn i energiberegninger, sier han.

Sammenligner manuell og automatisk styring

Prosjektet sammenlignet et helautomatisert kontor med et som var manuelt styrt.

– Brukerne i den manuelle cellen hadde mer kontroll og kunne åpne og lukke både vinduer og solskjerming, samt justere set-punktet for temperatur. Den andre var sensorbasert og hadde helautomatisert åpning og lukking av solskjerm og vinduer basert på innstrålt dagslys.

– Vi har ikke klart å finne klare resultater som viser at manuell kontroll var bedre likt enn den helautomatiserte. Det vi så var at brukerne aksepterte høye belysningsnivåer uten av det ble opplevd som et problem, sier han.

– Det er litt for få brukere og de var nok over gjennomsnittlig interessert i teknologi og hadde i utgangspunktet et positivt forhold til nye løsninger. Igjen, er dette et viktig første trinn i noe som skal utvides ved å gjøre flere målinger i fremtiden, sier Grynning.

Vurderer betydningen av termisk masse

Nå er prosjektet i gang med trinn to som ser på betydningen av termisk masse på energibruken. Denne delen av forsøkene utføres i samarbeid med Norcem og Contiga.

– Vi ser også på hvordan tunge konstruksjon kan jevne ut temperatursvingninger. På trinn en gjorde vi en free float hvor temperaturen flyter fritt.  Nå har vi lagt inn tunge betongheller på gulvet i den ene cellen og ser at et betongdekke på 7 cm reduserte maks temperatur på en varm sommerdag fra 32 til 27 grader.

– Dette er en betydelig bidragsyter for den termiske komforten. Det vi ser på nå er aktiveringen av betongdekket for å se hvor mye betong vi trenger for å få den termiske oppførselen vi ønsker, sier Grynning.

Planlegger forsøk med solceller

Prosjektet er fortsatt i tidligfase og det er mange utfordringer med å få kjøle- og varmeanlegg til å fungere i en forskningssammenheng.

– En av utfordringene er å sørge for full kontroll av tekniske installasjoner og logging av alle signalene. Nå planlegger vi forsøkene til våren når det er mer sol, hvor vi også vil se på bygningsintegrerte PV-løsninger og potensialet for strømproduksjon, komfort og samlet energibruk til belysning, oppvarming og kjøling. Vi har planlagt mye aktivitet fremover, sier han.

Han mener det er mye å hente på analyse av samspillet mellom fasade og teknisk installasjon og at testcellen er et viktig verktøy for å gjøre disse vurderingene.

– Jeg håper dette kan være et bidrag til å sette mennesket i fokus og vise at vi som ingeniører også er opptatt av brukerne. Vi ønsker å gå fra et ensidig fokus på energibruk til å bli flinkere til å forstå brukerne, avslutter Grynning.


……… .

Verd å vite: ITBaktuelt.no er Norges eneste helt dedikerte magasin for ITB-kompetanse, Integrerte Tekniske Bygningsinstallasjoner

Analyse av målinger viser store avvik fra normerte verdier

Bjørn Ludvigsen og Harald Taxt Walnum fra SINTEF Byggforsk planlegger montering av måleutstyr i en varmesentral hos Boligbygg. Foto: Boligbygg