Feltmålt varmefluks gjennom utvendig isolert krysslimt tre, sammenlignet med håndberegnede verdier etter norsk standard

Abstract

I dag stilles det svært strenge krav til tetthet i bygningskroppen. Dette skyldes at det i størst mulig grad er ønsket å ha kontroll på energien i bygget. Ved å stille rigide krav til varmegjennomgangen blir det lettere å oppnå en slik kontroll. Ved strenge krav til målt U-verdi, stilles det også høye krav til målemetodikken. En rekke ulike U-verdier er beregnet iht. NS-EN ISO6946 hvor enkelte rammer og betingelser for målingen er satt. Det er derfor interessant å se på eventuelle forskjeller mellom målt U-verdi på konstruksjon i felt, og beregnet U-verdi iht. standard i laboratorium. Ved beregning av U-verdi benyttes den dimensjonerende varmekonduktiviteten lambda (λ). Varmekonduktivitet er et samlebegrep for varmetransport, og beregnes ved målinger i prøveapparatur hvor eventuelle korreksjoner gjøres i henhold til produktstandard (SINTEF Byggforsk, 2003b). I denne oppgaven har fokuset vært å se på om feltmålt U-verdi hentet ved hjelp av varmefluksmålere avviker fra beregnet U-verdi, og i hvilken grad disse verdiene eventuelt avviker. Testmaterialet er krysslimt tre, isolert utvendig med en Glava-glassullplate. Utenpå isolasjonen ligger en værbestandig vindsperreduk. Målingene er utført på Modul A på Søråsfeltet. Modulen er en del av en meteorologisk stasjon, og er dermed utsatt for vær og vind. Måleapparaturen som er benyttet i oppgaven er levert av Hukseflux Thermal Sensors og heter TRSYS01. Apparatet måler differansen mellom ute- og innetemperatur, og benytter en fluksmåler kalt HFP01 for å beregne varmefluksen gjennom konstruksjonen. Målingene ble utført på både nord- og sørfasaden. For at målingene skulle være troverdige ble det bestemt at et rammeverk skulle ligge til grunne for målingene, og metode beskrevet i BS-EN ISO9869-1:2014 ble valgt. Dette skapte problemer fordi metoden i utgangspunktet krever at målingene utføres om natten, avhengig av mengde sollys og materialets spesifikke varmekapasitet. Dette var et av flere krav som ble neglisjert da påvirkning fra sola var ønsket som en del av oppgaven for å se i hvor stor grad solstråling bidrar til termisk treghet, og i så måte mulighet for reduksjon i krav til U-verdi. Resultatene viser at sollyset i kombinasjon med redusert isolasjon på sydfasaden gjorde at veggen som følge av termisk treghet overførte varme fra veggen og inn i modulen. Dette skjedde på et tidspunkt hvor differansetemperaturen var stigende. Dette var utslagsgivende ved sammenligning av U-verdier, da målt U-verdi mot slutten av måleperioden for sørsiden var lavere enn beregnet U-verdi i henhold til beskrivelser i NS-EN ISO6946. Likevel er det stor usikkerhet knyttet til påliteligheten til målte U-verdier, da variasjoner i varmemotstand ved sørfasaden var for store i henhold til BS-ISO9869-1:2014. Termisk treghet gjorde seg gjeldende også for nordfasaden, men varmen i veggen gikk aldri inn i modulen.

Today there are strict demands regarding the density of the building body as one wish to control of the energy inside the building. By imposing requirements on the heat transfer, it is easier to achieve such control. However, strict requirements to the body of the building, also warrants requirements to the measurement methodology. Several different U- values are measured according to NS-EN ISO6946 (Norwegian Standard) where the conditions for the measurement are set. Therefore, it is interesting to see if there are any differences between measured U- value according to NS-EN ISO6946, and U-value measured on field constructions. The design heat conductivity is used when calculating the U-value according to NS-EN ISO6946. This value is a collective term for heat transport, and is calculated by using test- equipment, where potential corrections are made in accordance with product standards (SINTEF Byggforsk, 2003b). In this thesis, the focus has been to check whether field- measured U-value differs from the calculated U-value, and if so, to what extent. The test materials are cross-laminated wood, which is isolated externally with a glass wool plate delivered by Glava. A weatherproof wind barrier protects the isolation. The measurements where performed on Søråsfeltet in Ås. The building is called module A, and it is part of a meteorological station placed on a field near Ås centrum. The module is therefor exposed to weather. The equipment used the measure the heat flux is delivered by Hukseflux Thermal Sensors and it is called TRSYS01. This device, with help from heat flux sensors called HFP01 and one thermocouple per senor are used to calculate the heat flux trough the structure. The measurements where performed on both the north and the south side of the module. In order to facilitate credible measurement, it was decided that a framework should be used as the basis for the measurements, and the method described in BS-EN ISO9869-1:2014 was chosen. This created problems as the methodology does not account for the effects of sunlight, and the measurement should hence be done at night. This was one of several, deliberately neglected requirements, as sunlight exposure was wanted as a part of the task. This had to be done in order to see how much solar radiation contributes to thermal inertia, and thus the possibility of reduction in U-value requirements. The results show that in combination with reduced insulation on the south wall, the sunlight caused the wall to transfer heat from the wall into the module at a time when the differential temperature was rising. This was decisive when comparing U- values, as measured U- values towards the end of the measurement period for the south side was lower than calculated U- value according to the descriptions in NS-EN ISO6946. Nevertheless, the variations in heat resistance at the southern façade differed from the demands set in BS-ISO9869-1:2014. Therefore, the uncertainty regarding the reliability of measured U-values are considerable. Thermal inertia also applied to the north façade, but the heat never entered the module.