Varmeakkumulering i beton
Eksempel 1, kontorbygning
1.15 Beregningsforudsætninger
I dette afsnit vises et eksempel på beregning af en kontorbygning.
Følgende hovedparametre er varieret:
Bygningens varmekapacitet
Der anvendes de fire grupper, der er specificeret i SBi-anvisning 213. Bygningers energibehov /4/. Betegnelserne for de fire grupper er:
Ekstra let c= 40 Wh/K m²
Middel let c= 80 Wh/K m²
Middel tung c= 120 Wh/K m²
Ekstra tung c= 160 Wh/K m²
Varmetilførsel
Solindfald (middel vinduesareal og stort vinduesareal). I tilfældet med stort vinduesareal er der anvendt solafskærmning. Der er derved en beskeden forskel i solindfaldet. I beregningsmetoden anvendes de danske klimadata DRY /11/.
Ventilationen varieres i to tilfælde. I det ene anvendes konstant ventilation og i det andet anvendes forceret ventilation ved høje temperaturer.
1.16 Modelbeskrivelse
Generelt
Kontorhuset, som er anvendt til modelberegningen, er en 2-etagers bygning på 400 m² etageareal.
Figur 7. Skitse af kontorbygning:
Klimaskærm
Mod øst og vest er 24 m² vinduesareal, mens der mod nord og syd er 6 m² vinduesareal. I dette tilfælde er der ikke anvendt solafskærmning. Dette svarer til middel solindfald. Vinduesarealet udgør 15 % af etagearealet.
Ved stort solindfald er vinduesarealet fordoblet. Vinduesarealet udgør således 30 % af etagearealet.
Ved det store vinduesareal er der samtidig forudsat anvendt automatisk reguleret solafskærmning. Solafskærmningen bliver beregningsmæssigt aktiveret, når der er direkte solindfald. Solafskærmningsfaktoren er sat til 0,3 svarende til, at 70 % af det solindfald, der ellers vil blive tilført rummet, er fjernet.
Vinduerne forudsættes at have en U-værdi på 1,4 W/m²K.
Det antages, at horisontskyggen er 10° over horisonten, og at der er skygge fra placering af vindue i vindueshul (parameteren vindueshul er sat til 10 %). Glasandelen for vinduet er sat til 70 %, mens solvarmetransmittansen (g-værdien) er antaget at være 0,63 svarende til en energirude.
Facade- og gavlvægge har samme U-værdi på 0,20 W/m²K.
Gulv og tag er isoleret med U-værdier på henholdsvis 0,17 W/m²K og 0,16 W/m²K.
Langs fundamenter anvendes linjetab på 0,15 W/mK.
Brugstid
Brugstiden antages at være 45 timer pr. uge i tidsrummet kl. 8 -17.
Ventilation
Hele bygningen er ventileret med 0,35 l/s m² hele døgnet. Der ventileres udelukkende med udsugning uden varmegenvinding.
I de tilfælde, hvor der anvendes forceret ventilation, forudsættes, at hvis temperaturen overstiger 23 °C anvendes forceret ventilation med et luftskifte på 1,2 l/s m². Den forcerede ventilation forudsættes at kunne anvendes hele døgnet.
Der anvendes ikke naturlig ventilation i bygningen.
Interne varmetilskud
Der er antaget et gennemsnitligt varmetilskud fra intern belastning i brugstiden på 10 W/m²K fordelt med varme fra personer på 4 W/m² og fra apparater på 6 W/m²K.
Belysning
Varmetilskuddet fra belysning er fastsat til en almenbelysning på 7 W/m²K og en arbejdspladsbelysning på 1 W/m²K. Denne forudsættes at kunne reguleres ned automatisk. Der forudsættes et belysningsniveau på 200 lux og en dagslysfaktor på 2 %.
Dette giver et energiforbrug i brugstiden på 4,4 W/m² på årsbasis og fx 8,0 W/m² i januar og 0,3 W/m² i månederne juli og august.
Varmeanlæg
Der forudsættes fjernevarme, uden at der dog er specificeret et varmetab fra fjernvarmeveksleren. Der er defineret et varmtvandsforbrug på 100 l/m²år, hvilket giver et energiforbrug, der omregnet til brugstiden er på 4,8 W/m²K.
Nøgletal, som beskriver kontorhuset geometrisk og varmeteknisk, kan findes i bilag nr. 2.
1.17 Simuleringsresultater
Nedenfor er vist resultater fra beregningerne med Be06 i tabel 7. Energibehovet kan benyttes til sammenligning med energirammen i henhold til Bygningsreglementet. Energirammen for denne bygning er 100,5 kWh/m². Den del af overskudsvarmen, der direkte indgår i energibehovet, er vist i tabel 8.
Tabel 7. Energibehov i kWh/m².
Overskudsvarme
Tabel 8. Overskudsvarme i kWh/m².
Resultaterne viser, at der i alle beregningstilfælde opnås en væsentlig reduktion af energibehovet ved at anvende bygninger med stor termisk masse.
Reduktionerne varierer mellem 11 % og 13 % ved at anvende en ekstra tung bygningstype frem for en ekstra let bygningstype. Forskellen mellem de enkelte grupper er størst mellem en ekstra let bygningstype og en middel let bygningstype (6%). Forskellen mellem en middel let bygningstype og en middel tung bygningstype ligger mellem 3 og 6 %. Forskellen mellem en middel tung bygningstype og en ekstra tung bygningstype er mellem 1 og 3 %. Det opnås altså en reduktion af energibehovet ved at øge varmekapaciteten, selv hvis der i forvejen er en relativt stor varmekapacitet.
Overskudsvarmen, der skal fjernes, bliver reduceret ved en øget termisk masse af konstruktionerne. Overskudsvarmen er reduceret til 0 i to af en middel tung bygningstype og en ekstra tung bygningstype. Det ses, at en del af reduktionen i energibehovet ved øget varmekapacitet skyldes denne reduktion i overskudsvarmen. En reduceret overskudsvarme er et udtryk for færre problemer med overtemperaturer.
Forceret ventilation giver en væsentlig reduktion i energiforbruget. Årsagen er, at forceret ventilation reducerer overskudsvarmen.
Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.