Glas en schrijnwerk 5.1. Glas 5.2. Buitenschrijnwerk 5.3. Vliesgevels 5.4. Actieve gevels
5.1. Glas Functie
- daglicht toelaten - visueel contact binnen-buiten (- ventilatie)
Problemen
- energieverlies en thermisch comfort - oververhitting - akoestisch gedrag
Nieuwe technologieën Glassystemen met lage U-waarde Zonwerende beglazing akoestische beglazing
BOUWMECHANISCHE EISEN glas is (normaal) niet dragend element Þ 2 soorten belasting 1. EIGEN GEWICHT
steunblokjes
2. WIND
b
a
Vierzijdige oplegging d = β.a.(p.k/σbr)1/2
HYGROTHERMISCHE EISEN 1. luchtdichtheid Geen probleem 2. U-waarde
Centrale U-waarde
U=1 / (Ri + Σdglas/λglas + ΣRspouw + Re) + randsluiting
Enkel glas
1 1 U gl = = 1 h e + d + 1 h i 0.17 + d θsi = 0.725θe + 0.275θi Te verbeteren ?
Enkel glas met reflecterende folie
1 1 U gl = = 1 h e + d + 1 (h ci + 4.5e L ) 0.29 + d θsi = 0.835θe + 0.165θi
Dubbel glas
Glasschijf 1 q =
θi − θ1 0.125 + d1
æ λa X ö 5 . 67 F T ÷(θ1 − θ2 ) Spouw q=ç + ç d sp 1 e1 + 1 e 2 − 1 ÷ è ø θ 2 − θe Glasschijf 2 q = 0.043 + d 2 θsi = 0.34θe + 0.66θi Meervoudig glas
U gl = 6 n
Nieuwe glastechnologieën
æ λa X ö 5 . 67 F T ÷(θ1 − θ2 ) + q=ç ç d sp 1 e1 + 1 e 2 − 1 ÷ è ø
Spouw
U (W/m²K) 4
100% Relatief aandeel geleiding en convectie
3.5
80%
3
60%
2.5 40% 2
relatief aandeel straling 20%
1.5 0% 4
6
8
10 12
14
16 18
20 22 24 26 28 spouwbreedte (mm)
30
Dubbel glas met lage e-coating eL=0.94 →eL=0.05
θsi = 0.21θe + 0.79θi
Dubbel glas met lage e-coating, gasvulling in spouw λlucht =0.025 W/mK λargon =0.017 W/mK λkrypton =0.009 W/mK
θsi = 0.165θe + 0.835θi θsi = 0.125θe + 0.875θi
Dubbel glas met opgedeelde spouw d.m.v. lage e-coating coating werkt voor beide spouwen
θsi = 0.165θe + 0.835θi θsi = 0.125θe + 0.875θi Vacuüm glas Dubbel glas, spouw gevuld met TIM Blijven afstandhouders:
-
luchtdicht dampdicht soepel isolerend
3. Niet-stationaire respons
qtot=ZTA.Est
Est
qdirect qindirect
(straling +convectie)
4. Hygrothermische spanningen en vervormingen • thermische spanningen op glas Glas is nagenoeg perfect elastisch Þ brosse breuk
σ Problemen vb -
bij thermische spanningen: absorberend glas glas in dak glas voor isolatiemateriaal (opake delen)
ε • gas in spouw als T stijgt, stijgt V Þ overdruk als T daalt, daalt V Þ onderdruk
• glasschijven op verschillende temperatuur Afschuiving op afstandhouders
5. Vochthuishouding inwendige condensatie: sluiting diffusiedicht 6. Koudebruggen Randsluitingen:
droogstof metaalband elastische voeg
5.2. Buitenschrijnwerk 1
2 O
1 O
2 2
1
2 1
O
1
regendichting
2
luchtdichting
O
ontspanningskamer
MATERIALEN VOOR PROFIELEN VOORDELEN
NADELEN
eenvoudig te bewerken duurzaam
vochtgevoeligheid anisotroop materiaal
staal
sterkte (kleine profielen)
aluminium
minder corrosiegevoelig lichter dan staal
corrosiegevoelig λ-waarde gevoelig aan zouten λ- en α-waarde
HOUT
METAAL
KUNSTSTOF pvc, pur
kostprijs
uitzettingscoëfficiënt lage E-modulus
ALUMINIUM RAAMPROFIELEN
PVC RAAMPROFIELEN
Thermische snede in gegoten PUR
Thermische snede met polyamide strips
5.3. Vliesgevels Stijl en regelwerk
Elementengevel
Structurele beglazing
Stijl en regelwerk vaste verbinding
schuivend
Elementengevel
Voordelen: - prefabricatie - bouwsnelheid Nadelen:
- vervangingskosten
Structurele beglazing = elementen of stijl- en regelwerkgevel maar glaslatten of profielen aan buitenzijde ontbreken
Zie lezing ‘Spiderteam’
VERANKERING VAN VLIESGEVELS
Ruwbouwtoleranties vragen stelmogelijkheden ! Onderzijde vloerplaat
Kop v.d. vloerplaat
Bovenzijde vloerplaat
VERANKERING VAN VLIESGEVELS
5.4. Actieve gevels
Actieve gevel: – ontdubbelde beglaasde gevel: spouw tussen twee beglazingen – luchtstroom doorheen de spouw (natuurlijk of gedwongen) – zonwering in de spouw
Waarom actieve gevels: – – – –
energiebesparing (verwarming + koeling) integratie van natuurlijke ventilatie (in hoogbouw) akoestisch comfort high-tech imago
Commerzbank, Frankfurt am Main, Norman Foster
Brussimmo Building, Brussels, Philippe Samyn
Debis Building, Berlin, Renzo Piano
WERKINGSPRINCIPE
caGaθout
1. warmtewisselaar lucht-lucht
Est qsd
2. zonnecollector
qsi qi
qe caGaθin
Klassieke U-waarde en ZTA-waarde zijn niet langer zinvol !
TYPOLOGIE VAN ACTIEVE GEVELS
1. Aard van de circulerende lucht
ex
toevoer
in
ex
in
afvoer
ex
in ex
luchtgordijn
in
2. Aard van de drijvende kracht gedwongen ventilatie
toevoer DVV-hoofdkantoor Brussel
natuurlijke ventilatie
afvoer
luchtgordijn
RWE hoofdkantoor, Essen
3. Verdeling over gevel
shaft box
multiple
corridor
Voorbeeld DVV hoofdkwartier Brussel TYPOLOGIE: 1. Luchtgordijn 2. Gedwongen ventilatie 3. Box-systeem
Exterior
Interior
VERGELIJKING ENERGETISCH GEDRAG VAN ACTIEVE GEVELS
1-persoonskantoor
actieve gevel
3
4
6
VERGELIJKING ENERGETISCH GEDRAG VAN ACTIEVE GEVELS
4 verschillende types load
load
load
load
Ga Gv
Ga
CONV Gv
conventionele gevel met buitenzonwering
Gv
DSF Ga
Ga
Gv
natuurlijk geventileerde dubbele huid gevel
AFW Ga
mech. geventileerde airflow gevel
SUP Ga
Ga
mech. geventileerde supply gevel
- directe zontoetreding via actieve gevels is lager - winst via DSF is minder dan verlies in directe zontoetreding - AFW wint aanzienlijk via indirecte zonwinsten - aanvoer ventilatielucht via dubbele gevel (SUP) rendeert !
annual heating demand (kWh/(m²·a))
Verwarming
20 north east south west
15
10
5
0
Koeling - conventionele gevel presteert best (buitenzonwering) - indien dubbel glas aan buitenkant veel indirecte winsten (AFW/SUP) maar aanname: Ga=Gv luchtstroom in gevel kan opgedreven worden
annual cooling demand (kWh/(m²·a))
IGU
DSF 01
AFW 0.5
SUP 0.5
0 -5 -10 -15 -20
north east south west
Opdrijven luchtdebiet ?
-25 IGU
DSF 01
AFW 0.5
SUP 0.5
OPDRIJVEN LUCHTDEBIET DOOR AIRFLOW-WINDOW
• Heating load annual heating demand (kWh/(m².a))
20.0
15.0 IGU AFW 0 AFW 0.5 AFW 2.0
10.0
5.0
0.0 IGU
AFW 0
AFW 0.5
AFW 2.0
• Cooling load IGU
AFW 0
AFW 0.5
AFW 2.0
annual cooling demand (kWh/(m².a))
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12
IGU AFW 0 AFW 0.5 AFW 2.0
OPDRIJVEN LUCHTDEBIET DOOR AIRFLOW-WINDOW
Wat met massabalans ? •• extra recuperation air: interior of airor exterior air LOAD
Gv transmission
Grecup G?
Ga
Ga
Gv Gv
• Heating load
E: exterior air R: recuperation LOAD
Gv transmission
Ga
Grecup Ga
Gv
annual heating demand (kWh/(m².a))
20
15 AFW 0.5 AFW 2.0 AFW 2.0 E AFW 2.0 R
10
5
0 AFW 0.5
AFW 2.0
AFW 2.0 E AFW 2.0 R
• Cooling load AFW 0.5
AFW 2.0
AFW 2.0 E AFW 2.0 R
E: exterior air R: recuperation LOAD
Gv transmission
Ga
Grecup Ga
Gv
annual cooling demand (kWh/(m².a))
0
-5
-10
-15
-20
-25
AFW 0.5 AFW 2.0 AFW 2.0 E AFW 2.0 R
ACTIEVE GEVELS: BESLUIT
- actieve gevels kunnen de energetische prestaties van een gebouw verbeteren MAAR - klassieke gevel is niet minderwaardig - verschillende eisen in zomer en winter vragen actieve gevels die aanpasbaar zijn ! - actieve gevels geïntegreerd in ventilatiesysteem moeten geëvalueerd worden in het licht van het totale energieverbruik van het gebouw
