Termiske forhold ved fasade uten aktiv kaldrassikring: verifisering og utvikling av grunnlag for simuleringsmodeller

Abstract

Fenomener som trekk fra kaldras og asymmetrisk stråling som følge av strålingsutveksling med andre varmere flater i rommet, skyldes de dårlige isoleringsegenskapene til vinduet. Begge disse tilfellene bidrar negativt i forhold til termisk komfort. Et ønske om å redusere energiforbruk knyttet til varmetap gjennom vindu har ført til en forbedring av isoleringsegenskapene til vinduer gjennom de siste 30 årene. Det har bidratt til å redusere problemer som kaldras og asymmetrisk stråling. Noen hevder at problemene nå er helt borte. I denne oppgaven ble det gjort forsøk i laboratoriet på et vindu med standard total U-verdi på 0,71 W/m2K og glasshøyde på 2,66 meter for å undersøke om kaldras- og asymmetrisk strålingsproblematikk elimineres med markedets beste vindu. I tillegg ble målingene brukt til å vurdere egnetheten til dagens formelverk for kaldrasegenskaper på et moderne, svært godt isolert vindu. Simulert utetemperatur var -20 °C gjennom forsøkene.I laboratoriet ble det målt lufthastigheter ned mot 0,05 m/s langs gulvet i oppholdssonen 0,6 meter fra vinduet. En positiv konsekvens av dette resultatet er at oppholdssonen kan flyttes nærmere vindu uten at det påvirker den termiske komforten. Hastighetsmålinger og observasjoner tyder på lite kaldrasdannelse nedover langs vindusglasset. Det observeres en tilnærmet laminær strømning med en tykkelse på 2-3 centimeter og hastigheter rundt 0,1 m/s midt på vinduets bredde. I kanten av vinduet måles det noe høyere luftstrømhastighet. Dette skyldes den kalde overflatetemperaturen i området forårsaket av kuldebroer mellom glass og karm i avstandslistene mellom glassene i rutekombinasjonen. En sammenlikning av dagens formelverk for kaldras opp mot målingene i laboratoriet dokumenterer et mulig behov for en utbedring av formelverket tilpasset moderne vinduer. Teorimodellene som finnes i dag er utarbeidet utfra vinduer med vesentlig dårligere standard enn vinduer på dagens marked. Det kan være en av årsakene til at måleresultatene ikke harmonerer med de teoretiske beregningene. På grunn av usikkerhet rundt måleoppsett og måleinstrumenter ved forsøket i denne oppgaven er det nødvendig med nye målinger med annet oppsett og instrumenter som er godt tilpasset lave hastigheter for å danne grunnlaget for forbedringen av formelverket for kaldrasets egenskaper.Resultatet fra registreringen av asymmetrisk stråling viser lite dannelse av asymmetrisk stråling ved simulert utetemperatur på -20 °C. Maksimal asymmetrisk strålingstemperatur ble målt til 4,5 °C, noe som er 5,5 °C under kravet i den norske standarden NS-EN ISO 7730.