De termiske forhold i bygningen er afgørende faktor i de fleste boliger.

Termisk indeklima

 

I boliger er der ofte en tendens til, at der gerne må være lidt varmere end de 20 oC, der bruges som reference. 21-22 grader er derfor optimal i boliger.

 

Opholdstemperaturen i en bolig skal efter DS 474, Norm for specifikation af termisk indeklima:

  • Helårligt: 20-24 oC dog accepteres i kortere perioder henover sommeren en temperatur på 24,5oC ±1,5oC. (sommerpåklædning forventes)

 

Toleranceoverskridelser tillades i begrænset omfang:

  • Temperaturer over 26 oC tillades i op til 100 timer årligt.
  • Temperaturer over 27 oC tillades i op til 25 timer årligt.

 

Ovenstående tager udgangsåunkt i, at 4 ud af 5 stillesiddende personer med årstidsrelevant påklædning vil være tilfredse med det termiske indeklima. Der findes 2 yderligere normer, som har med indeklima at gøre. Disse normer tager udgangspunkt i kategorisering af personer; A, B og C, hvor kat. B ca. svarer til DS 474. Disse normer hedder hhv: DS 1752 og EN/15251.

Ved termisk indeklima forstår de samlede påvirkninger fra indendørsmiljøet, der har indflydelse på menneskets varmebalance.

Ønskværdige forhold

En bolig skal være behagelig at opholde sig i, og det opnås ikke ved udelukkende at lukke varme ind. De termiske forhold skal afpasses til de personer, der bor i huset. En følelse af termisk behag er ikke ens hos alle mennesker, og på den baggrund er temperatursetpunktet heller ikke det samme fra bolig til bolig.

 

Begræns kuldebroer

En kuldebro er en overgang imellem ude og inde, hvor der ikke er isolering imellem. Fx er en betonsøjle, der er så tyk, at den både ses på indvendig og udvendig side af bygningen. Kanten af et vindue betragtes også som en kuldebro - også selvom den godt isoleret. Alle byggeelementer har en kant, og der regnes et linjetab langs kanten strækker sig over.

 

Undgå overophedning

Overophedning er det der sker, når termisk påvirkning af et rum bliver større end et ønsket behov. Typisk er det pga. store vinduespartier mod syd, hvor der ikke er noget materiale til at absorbere den varmepåvirkning, der belaster rummet. Fx har mange vestvendte soverum samme problem. Placering af rum har derfor stor betydning for, hvordan indeklimaet føles.

 

Overophedning er medvirkende til ubehag, og hydrering af kroppen specielt vigtig i bygninger, hvor dette problem ofte viser sig. Overophedning er den primære årsag til, at der indeklimaforbedres. -sådan er livet, når der projekteres på kanten af tolerancekravene.

 

Problemer med overophedning kan løses på flere forskellige måder. -Den mest effektive er udvendig solafskærmning.

 

Undgå underafkøling

Når den termiske påvirkning fra fx solen regnes for lille, eller der haves for få eller små vinduer med solindfald, afkøles rummet pga. denne mangel. For at holde rummet tempereret, skal varmeafgiveren dermed levere varme for at opretholde den ønskede rumtemperatur. Opvarmning koster penge, og det er mere fornuft i at udnytte den "gratis varme", som solen supplere bygningen med i stedet for at bruge energi på at gøre det samme.

 

-Det perfekte hus bruger 0 kWh/år på køling.

 

 

Årets termiske udvikling ude og inde

 

 

 

Luftpåvirkning

Luftbevægelse ønskes normalt så lav, at den ikke kan mærkes. Dermed sagt, at folk generelt ikke ønsker at sidde i træk med mindre temperaturen er uhensigtsmæssig høj.

 

 

 

 

 

Aktivitetsniveau

En person, der bevæger sig har en højere kropstemperatur end en person, der sidder stille, og derved kræver den stillesiddende person mere varmepåvirkning udefra end den aktive person for at opretholde den samme energimængde.

 

 

 

 

Beklædningsniveau

Det forudsættes, at folk selv kan finde ud af at tilpasse deres beklædningniveau, og dermed øger chancen for at opnå termisk komfort. -ved termisk komfort menes den enkelte persons individuelle varmebalance.

 

 

 

Da folk er meget forskellige, kan termisk komfort er vidt forskellig mellem mennesker, kan det termiske indeklima for 2 personer med det samme aktivitets- og beklædningsniveau sagtens varierer. Det er derfor hensigtsmæssig, hvis hvert rum kan justeres efter brugerens egne behov.

 

Klimaparametre

 

Operativ temperatur.

Middellufthastighed.

Turbulensintensitet.

Vertikal temperaturdifferens.

Strålingsasymmetri.

Berøringsmæssig overfladetemperatur.

 

 

Ledning

Generelt

Varmeoverførsel via ledning er den mest direkte varmeoverførsel, der findes. Ledningsvarme udnyttes fx til at varme gryder op med (ikke induktion) på komfuret og til at varme brugsvandet op med.

 

Der er forskel på, hvilket materiale, der benyttes til ledning. Varmeledningsevnen udtrykkes matematisk og forskellige materialers potentiale kan sammenlignes. Ofte er det ikke de bedst ledende materialer, der foretrækkes, da prisen i 99% af tilfældende er afgørende faktor. -det bedste til prisen vælges.

 

Berøring

Når 2 medier mødes, opstår der ledning imellem dem.

 

Eksempel: Berøringstal

Hjernen registrerer temperaturforskelle igennem nervebanerne. Lægges en hånd på en 100 grader varm jernplade, vil hjernen fortælle, at hånden skal fjernes, da den forbrændes.

Varmen transporteres meget effektivt igennem materialet pga. jernets gode varmeledningsevne. Jern har en høj densitet, materialesammensætning, og molykylerne sidder derfor tæt.

 

Lægges hånden på en 100 grader varm træplade, brændes den med stor sansynlighed også, med mindre varmeoverførselshastigheden er langsommere en nervebanens informationsgivelse til hjernen sammenlagt med reaktionstiden for fjernelse af hånden. Forskellen er blot, at der stadig er hud på hånden bagefter pga. den lavere densitet, varmeledningsevne og dermed langsom varmeoverførselshastighed.

 

Anvendelighed

Denne viden bruges til fx at vælge gulvbelægning. Rum mod nord er sværere at holde varme i forhold til rum mod syd, idet direkte solindstråling og tilskudsvarme ikke bidrager her. Rum mod nord opvarmes delvist af reflekteret og transmitteret energi samt stråling og konvektionsvarme gennem luften fra tilstødende, solbelastede materialeoverflader og rum.

 

Vælges en isolerende gulvbelægning, som fx trægulv, skal en evt. gulvvarmeslange have en højere fremløbstemperatur for at opvarme rummet i forhold til, hvis gulvet var belagt med fx klinker. -pga. varmekapaciteten mv.

 

Tunge vægge/gulve (høj densitet) tager lang tid om at optage varme men de tager ligeså lang tid om at afgive varmen igen. Reguleringsformen og reguleringshastigheden er her en vigtig faktor, og det bør derfor nøje overvejes, om dette princip er ønskværdig for boligen. -Det kan ikke forventes, at varmen kommer med det samme, hvis afgivermassen er kæmpe stor.

 

Princippet kan benyttes til fx akkumulering af indstrålingsenergi fra solen, som afgives tilbage til rummet efter solen fx er gået ned eller dækket af skyer -eller naboens hus for den sags skyld.

 

 

Stråling

Generelt

Stråling er bølgeenergi. yada yada

 

Strålingsasymetri

Strålingsasymetri

Konvention

Generelt

Konvention er opvarmning af luft.

Eksempel:

Udgangspunkt tages i en almindelig radiator.

 

 

  • Ledning

Radiatoren bliver selv varm indefra. Der sker ledning af varmen fra mediet (vandet), som rører direkte ved jernet på indvendig side af radiatorens rør og ribber. Ledningen af varmen sker relativt hurtigt, fordi jernet har let ved at overføre varmen fra vandet. Radiatoren er varmest i toppen, fordi vandet er varmest i begyndelsen af røret. Som varmen afgives igennem radiatoren, forsvinder varmen fra vandet, og det er koldere ved udløbsrøret. Temperaturdifferensen svarer til afgivelsen af varme; altså medieafkølingen.

 

Varmeoverførsel via ledning er også kendt som berøringsvarme.

 

 

 

  • Stråling

Når radiatoren er opvarmet indefra af vandet, stråler jernet, som radiatoren er lavet af, varme ud i rummet. Stråling er bølgeenergi, som fx mærkes på huden uden der er bevægelse i luften. Det er denne varmeoverførsel, som strålingsassymetri tager udgangspunkt i. (altså når der kommer mere varme fra én side; assymetrisk varmepåvirkning)

 

Varmestråling bevæger sig i lige linjer fra kilden.

 

 

 

 

 

  • Konvektion

Den varme, som opvarmer luften omkring radiatorens ribbe, bliver varmere end den luft, der befinder sig længere væk, hvilket resulterer i, at varmen stiger til vejrs. Der er her tale om skorstenseffekten. Altså en luftcirkulation, som driver eksisterende luft op ad, fordi den er opvarmet af radiatoren. Denne varme opstrømning af luft benyttes til at modsvare den kuldenedflad, som kommer fra vinduer. Derfor sidder radiatorer altid under vinduerne. Konvektionsstrømmen virker derfor som en direkte positiv påvirkning på den koldere luftstrøm, der bevæger sig ned langs rudens inderside. Var denne kuldenedfald fra glasset i vinduet ikke blokeret af den varme op-strøm fra radiatoren, ville der være træk og ubehag ved ophold tæt ved vinduet. Den opadrettede varme luftstrøm medvirker yderligere til fjernelse af kondensering på rudens nederste stykke glas (ved underkanten af vinduet i fx soveværelset).

 

Påvirkningen fra konvektion vil have større indflydelse jo ringere U-værdien er på vinduet

 

 

 

 

 

 

Ved simpel dimensionering:

 

 

  • Volumenstrømmen; qv [l/s] (Hvor meget vand der løber igennem pr sekund) Der er fx et krav til kobberrør, som siger hastigheden max må være 1,3m/s for at modvirke korrosion.
  • Effektafgivelsen; Φ [W]
  • Temperaturdifferencen; Δt [K eller oC] (temperaturforskellen på tilløb og fraløb) Medieafkølingen skal flere steder have et minimum. Fx ved fjernvarme, 70/40 eller 65/35, altså 30oC.

Udeklimaets betydning for indeklimaet

 

 

 

 

 

 

Den sorte linje er den ønskværdige indetemperatur i boligen. Det ses af grafen, at selvom der i Danmark er dage, hvor temperaturen er over de 30 grader, bliver de varmeste dage jævnet ud af de koldeste, når der ses gennemsnitligt på tallene.

 

Temperaturniveauer over det behagelige i en bolig indtræffer som regel med overforbrug af solindstråling. Der er dog i størstedelen af året et behov for energitilskud.

 

Den velovervejede konstruktion, der tager både indeklima, energi og design med i den tidlige projektering på lige fod med hinanden, vil give det bedste resultat. Som det ses af grafen, er der kun ca. 1500 timer om året, hvor solen rent faktisk skinner. Dvs de andre godt 7000 timer er der enten nat eller overskyet med evt. nedbør i form af regn eller sne.

 

Hvis det termiske indeklima kan harmonere med den begrænsede indstråling fra solen uden at give overophedning, er mange bekymringer sparet væk. Regnes den termiske del lige til grænsen af tolerancekravene, er der store besparelser at hente på varmeudgiften, men huset er ikke nødvendigvis specielt rar at opholde sig i. Den perfekte bolig tager altså højde for drivhuseffekten og solafskærmningen således at den er nær 100% tilpasset til solens bane. -gælder naturligvis ikke nordvendte boliger.