Udvikling af præfabrikeret facadesystem

Abstract

This master thesis deals with façade renovation of office buildings with a prefabricated façade system. The aim of this thesis is to develop a concept on, how to energy refurbish office buildings, without distracting the users of the buildings to a certain point. To reach this goal, all the installations are being placed in the new façade system. The project is based on a case-building localized at Kalkværksvej 10, Aarhus.

The objective for the project is that the renovation of the façade will result in a hybrid ventilated building, which meets the requirements for low energy class 1, without compromising the indoor environment. This means that the indoor environment must respect the requirements for category II, see (DS/EN 15251 2007).

In this master thesis, different issues are being analyzed with focus on the prefabricated façade system, the indoor environment, the control system to hybrid ventilation and the energy consumption of the building. Since the ventilation ducks are being placed in the new façade system, different analyses are being made to optimize the dimension, thermal bridges and daylight environment. In this case, there have been made different daylight measurements in a
representative office with the intension of investigate the effect of a bigger outer wall and find solutions to improve the daylight. Further, there has been a detailed investigation going on, how to optimize the control system for the chosen ventilation system. In this matter, BSim has been useful for documentation of the effect on the energy consumption and indoor environment of the building.

Based on the necessary dimensions of the ventilation ducks in the case-building, an optimized prefabricated façade system has been developed. In this case thermal bridges have been minimized and acceptable daylight environment has been obtained. The dimension of the outer wall has been
found to 615 mm without cladding. The daylight measurements have given documentation on, how the dimension on the outer wall effects the daylight environment and energy consumption to artificial lighting. Further, it is proved that the reflectance and window placement in the openings
have very limited effect on the daylight. Finally, the energy consumption for the whole building has been documented with BSim and Be06, and through this investigation it has been proved that the case building meets the requirements for low energy class 1 and indoor environment category II.

Resume

Dette specialeprojekt omhandler facaderenovering af kontorbygninger med et præfabrikeret facadesystem. Formålet med specialet er, at udvikle et koncept til hvordan kontorbygninger kan energirenoveres med udgangspunkt i, at bygningernes brugere påvirkes minimalt. Dette indebærer, at alle nye installationer føres i det nye præfabrikerede facadesystem. Projektet tager udgangspunkt i en casebygning lokaliseret på Kalkværksvej 10 i Århus.

Målsætningen med projektet er, at facaderenoveringen skal udmønte sig i en hybrid ventileret bygning, der overholder kravene til lavenergiklasse 1, uden at gå på kompromis med indeklimaet. Dette betyder, at det efterstræbes at bygningen skal overholde indeklimakategori II, jf. (DS/EN 15251 2007), efter renoveringen.

I projektet stræbes mod at analysere problemstillinger, hvor der primært er lagt vægt på det præfabrikerede facadesystem, indeklimaet, styringsstrategien for det hybride ventilationssystem samt energiforbruget. Eftersom føringsvejene til ventilationskanalerne placeres i facadekonstruktionen er der udarbejdet analyser med henblik på, at optimere denne i forhold til dimension, kuldebroer og dagslys. I den forbindelse er der udført dagslysmålinger på et repræsentativt
kontorlokale med den hensigt, at undersøge virkningen af en bredere ydervæg og finde løsninger til at forbedre dagslysindfaldet. Yderligere er styringsstrategien for det valgte ventilationsprincip optimeret i BSim med udgangspunkt i, at reducere bygningens energiforbrug i størst muligt omfang.

Analyserne har, på baggrund af en nødvendig kanaldimension til casebygningen, resulteret i et optimeret præfabrikeret facadesystem. I den forbindelse er der taget højde for, at minimere kuldebroerne og sikre et acceptabelt dagslysindfald. Ydervægsdimensionen er fundet til 615 mm eksklusiv facadebeklædning. Dagslysundersøgelser dokumenterer, hvilken betydning ydervægsdimensionen har for dagslysindfaldet og energiforbruget til kunstbelysning. Yderligere er
det påvist, at reflektansen og vinduesplaceringen i vindueshullet har en meget begrænset indvirkning på dagslysindfaldet i kontorlokalerne. Endelig er energiforbruget ved implementering af de udarbejdede tiltag påvist med BSim og Be06, hvorigennem det er dokumenteret, at casebygningen overholder kravene til lavenergiklasse 1 og indeklimakategori II.

Project Provider

  • Office: MOE|Aarhus

  • Project ID: #9

  • Date: 2011-01-03

  • Address: Åboulevarden 22

  • Supervisor: Steffen E. Maagaard & Arne Førland-Larsen

  • Phone: +45 8750 8700

  • Email: sem@moe.dk

  • Students: Anders Vestergaard Christensen & Lennart Mark Noppenau

  • Collaborators:  Aarhus Universitet