Kuldebroer ved vindusinnsetting

Abstract

Det bygges mer energieffektive bygninger med konstruksjoner med økt isolasjonstykkelse, tettere bygningskropp og ventilasjonssystem med høy varmegjenvinning. Det gjøres ofte uten at flere potensielle byggetekniske utfordringer er utredet. For å unngå skader eller byggetekniske feil under eller etter ferdigstillelse, er det viktig at byggetekniske detaljer er diskutert og løst før de bygges.

I overgang mellom bygningsdetaljer med ulike termiske egenskaper oppstår det et ekstra varmetap som kalles kuldebro. Denne oppgaven tar for seg kuldebroer som oppstår i tilslutning mellom vindu og vegg. Kuldebro ved vindusinsetting kan stå for et stort varmetap sammenliknet med andre kuldebroer i et bygg, og kan utgjøre en stor del av varmetapet i en bygning. Det er derfor nødvendig å ta stilling til kuldebroene tidlig i prosjekteringsfasen. Faktorer som påvirker kuldebro ved vindusinnsetting er bruk av materialer, geometrier i bygningsdetalj og utførelsen på byggeplass.

Målet med oppgaven er å finne ut om numerisk beregning av kuldebroverdier kan verifiseres med temperaturmålinger. Det er også et mål å finne ut hvordan plassering av vindu i vegglivet påvirker kuldebroeffekten i bygg for vinduer med ramme- og karmprofil i aluminium. Videre er det å finne ut om etterisolering som tiltak vil påvirke kuldebro ved vindusinnsetting. Det er også spørsmål om det kan designes en standard plassering av vindu i vegglivet for et optimalt energieffektivt bygg.

For å komme frem til målene i oppgaven ble det gjennomført feltarbeid og modellering. To næringsbygg ble valgt med vinduer med ramme- og karmprofil i aluminium. Gjennom feltarbeid ble kuldebro ved vindusinnsetting kartlagt gjennom termografering og temperaturmålinger. Det viser seg at det til en viss grad er mulig å verifisere kuldebroverdier fra varmestrømsberegninger med temperaturmålinger.

Ved modellering ble kuldebroverdier beregnet for ulike vindusposisjoner i vegglivet og etter alternative tiltak. En midtstilt eller noe inntrukket plassering av vindu i vegglivet, viser seg å være den beste posisjonen av et vindu for å minimere kuldebroverdi. En helt uttrukket eller inntrukket vindusinnsetting vil begge gi høyere kuldebroverdier. Sammenlignet med studier av trevinduer, tyder dette på at vinduer i aluminium gir lignende kuldebroer som for trevinduer. Etterisolering av vegg uten forbedring av vindu vil føre til økte kuldebroverdier. Likevel kan det totale varmetapet fra en bygning kunne reduseres ved etterisolering av vegg selv om kuldebroeffekten ved vindusinnsetting øker. Innvendig isolering av ramme- og karmprofil vil som regel redusere kuldebroverdi, men kan gi økt risiko for fuktproblemer i konstruksjon.

More energy efficient buildings are constructed with increased thickness of insulation, denser building body and ventilation system with high heat recovery. This is often done without examination of other potential challenges regarding the building technics. To avoid damage or technical defects in buildings during or after completion, it is important that building technical details are discussed and resolved before they are constructed.

In the transition between building details with different thermal properties, an extra heat loss occurs, which is called thermal bridge. This thesis deals with thermal bridge that occurs in connection between the window and the wall. The thermal bridge around windows can stand for a large heat loss compared to the other thermal bridges in a building, and the thermal bridge may be a large part of the total heat loss in a building. Therefore, is it necessary to consider the thermal bridges early in the design phase. Factors that affect the thermal bridge around window are use of materials, geometries in building details and the craftsmanship on site.

The aim of the thesis is to find out whether numerical calculation of linear thermal transmittance can be verified with temperature measurements. It is also a goal to find out how the positioning of the window with frame profiles in aluminum affects the thermal bridging in buildings. Furthermore, effects on thermal bridges from post-insulation as a measure is studied. A question is whether a standard window position can be designed for an optimum energy efficient building.

Field work and modeling are carried out to achieve the objectives of the thesis. Two commercial buildings are/were chosen with windows with aluminum frame profiles. Through the field work, the thermal bridge around windows were mapped through thermography and temperature measurements. The study turns out that to a certain extent, it is possible to verify linear thermal transmittance from heat flow calculations with temperature measurements.

In modeling, linear thermal transmittance values were calculated for different window positions and for alternative measures. A position of window centered or slightly retracted in the window opening proves to be the best position to minimize linear thermal transmittance. A window positioned at the outer or inner margin of the window opening will both provide higher linear thermal transmittance. Compared with other studies of wooden windows, the study indicates that windows in aluminum give similar thermal bridges as wooden windows. Wall insulation without window improvement will result in increased linear thermal transmittance. Nevertheless, the total heat loss from a building can be reduced by postinsulation of the wall even though the thermal bridge effect increases. Interior insulation of the frame profile will often reduce linear thermal transmittance, but could increase the risk of moisture problems in the construction.