search query: @keyword energiatehokkuus / total: 257
reference: 5 / 257
| Author: | Airaksinen, Tommi |
| Title: | Ikkunakohtaisen kaksoisjulkisivun lämpö- ja kosteustekninen toiminta |
| Heat and moisture performance of a double skin façade window | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2016 |
| Pages: | (9) + 134 s. + liitt. 14 Language: fin |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka (IA3017) |
| Supervisor: | Kurnitski, Jarek |
| Instructor: | Knuutila, Anssi ; Hynninen, Jussi |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201612085842 |
| Location: | P1 Ark Aalto 6471 | Archive |
| Keywords: | energy efficiency condensation window fogging solar radiation control thermal comfort healthy building energiatehokkuus rakennusfysiikka ikkunat kondenssi aurinkosuojaus lämpöviihtyvyys |
| Abstract (eng): | In this thesis, box-window is a window which has a glazed, approximately 500 mm thick, box-shaped and ventilated double facade structure as an outer skin. The study was launched from the need to verify whether box-windows of project Tripla are heat- and moisture-technically suitable for Finland's weather conditions. In the background, there was a suspicion that solar radiation may cause overheating problems with the box window. This was estimated to have a detrimental effect on the interior of the building, especially in the thermal comfort and cooling energy consumption. In addition, box-window's waterproofing, rain water control and condensation on glass surfaces were seen as risks. The aim of the thesis was to study if these risks will be realized, and if they do, how they can be solved. The thesis consists of a literature review, field studies and energy simulations conducted with dynamic energy and indoor climate simulation software. In the field studies, heat and moisture effects of bow-window prototypes were measured in various weather conditions. In addition, moisture technical operation of the prototype box-windows was visually observed. The measurement results were compared to simulations carried out with the dynamic energy and indoor climate simulation software. Furthermore, energy simulations were conducted in order to find the theoretically most energy-efficient solution for box-window. Architectural demands were kept as an initial for the box-window detail solutions. Based on field studies, the box-window was found to be suitable for Finnish weather conditions from heat-technical point of view. Excessively large temperature differences were not measured. Comparison of measurements and simulations showed that the box-window's thermal functionality and energy efficiency can be sufficiently accurately simulated with numerical computation. Optimal energy efficiency was achieved by using a 50 mm wide ventilation air gap circulating the box window profile, combined with low U-value glazing and venetian blinds installed in the outermost air cavity of the box-window. Additional benefit of the ventilation in reducing heat gain was significantly lower than positioning venetian blinds in the air cavity or lowering the overall g-value. Waterproofing solutions and rain water control systems of the box-windows require further development, but this was expected in the prototypes. Box-window's air gaps gather dirt inside the box-cavity, which may increase the need for cleaning. Fogging of bow-windows was also studied theoretically and in the field studies. Water vapour will occasionally condensate on the outermost glazing of the box-window because of good thermal insulation of the inner window. Condensation can be prevented by installing a hard low-e coating on the outermost surface of the outer skin. |
| Abstract (fin): | Tutkimuksen käynnisti tarve selvittää Pasilan keskus Triplan boksi-ikkunoiden lämpö- ja kosteustekninen soveltuvuus Suomen sääolosuhteisiin. Kyseessä on kunkin ulkoikkunan kohdalle tehty noin 500 mm paksu, laatikkomainen ja tuulettuva kaksoisjulkisivurakenne. Taustalla oli epäily boksi-ikkunan ylikuumenemisesta auringon paisteessa, jolla arveltiin olevan haitallinen vaikutus sisätilojen lämpöviihtyvyyteen ja jäähdytysenergian kulutukseen. Lisäksi ikkunan vedenpitävyys, sadeveden ohjaus ja lasipintojen kondenssiongelmat nähtiin riskeinä. Diplomityön tavoitteena oli selvittää, muodostuuko näistä asioista ongelmaa ja kuinka ongelmat voi ratkaista. Diplomityö koostuu kirjallisuusosuudesta, kenttätutkimuksista sekä numeerisella laskentaohjelmalla tehdyistä energiasimuloinneista. Kenttätutkimuksissa mitattiin boksi-ikkunoiden prototyyppien lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa erilaisissa sääolosuhteissa, sekä tehtiin silmämääräisiä havaintoja kosteusteknisestä toiminnasta. Mittaustuloksia verrattiin numeerisella laskentaohjelmalla tehtyihin simulaatioihin, jonka jälkeen keskityttiin etsimään simuloimalla teoreettisesti energiatehokkainta ratkaisua arkkitehtonisia reunaehtoja silmällä pitäen. Boksi-ikkuna todettiin mittausten perusteella lämpöteknisesti toimivaksi: haitallisen suuria lämpötilaeroja ei havaittu. Mittausten ja simulointien vertailu osoitti, että boksi-ikkunoiden olosuhteita ja energiatehokkuutta pystyy varsin hyvällä tarkkuudella simuloimaan numeerisella laskennalla. Optimaalinen energiatehokkuus saavutettiin käyttämällä boksi-ikkunan tuuletusrakona diplomityössä kuvattua 50 millimetristä tuuletusrakoa, alhaisen U-arvon laseja sekä boksi-ikkunan tuulettuvaan ilmaväliin asennettuja kaihtimia. Tuuletuksen lisähyöty oli selvästi pienempi ylilämmön torjunnassa kuin ilmaväliin sijoitettavien sälekaihtimien tai ikkunoiden g-arvon parantamisen lisähyöty. Kosteusteknisesti boksi-ikkunan vedenpoisto- ja tiivistysratkaisuissa on vielä kehitettävää, mutta tämä oli tutkituissa prototyypeissä odotettua. Boksi-ikkunoiden likaantuminen on tuuletuksen takia voimakkaampaa kuin tavallisten ikkunoiden. Myös ikkunoiden huurtumista tutkittiin teoreettisesti sekä mittauksin että havainnoin. Boksi-ikkunat huurtuvat toisinaan ulkopinnastaan samoin kuin muutkin hyvin lämpöä eristävät ikkunat. Huurtumisen estämistä ulkopintaan asennettavalla matalaemissiviteettipinnoitteella tutkittiin simulaatiolla ja käytännön havainnoilla, ja pinnoitteen todettiin estävän huurtumista varsin tehokkaasti. |
| ED: | 2016-12-18 |
INSSI record number: 55145
+ add basket
INSSI